Creation de contraintes residuelles dans un superalliage a base de nickel par choc laser : une analyse tridimensionnelle simplifiee

Le traitement de surface par choc laser, ici applique a des superalliages aeronautiques a base de nickel, vise a introduire des contraintes residuelles de compression dans le materiau pour ameliorer sa tenue en fatigue. Le traitement par imapcts laser circulaires est etudie, en deformation plastique et en contraintes residuelles, pour en degager ses caracteristiques majeures: penetration du traitement sur plus d'un millimetre, niveau moyen de contrainte en surface, cisaillement en frontiere d'impact, creux de contraintes residuelles central. Une modelisation est proposee pour interpreter ces traits de maniere qualitative. Le calcul tridimensionnel de la propagation d'ondes mecaniques engendrees par choc laser est effectue en elasticite, dans un premier temps sans prendre en compte l'interaction des ondes avec une surface, dans un deuxieme temps en tenant compte et en s'interessant plus particulierement aux ondes de rayleigh. A partir de ces resultats, une methode est developpee pour aboutir a une estimation du tenseur de deformation plastique en chaque point du materiau. On interprete ainsi les profils de contraintes residuelles en surface et en profondeur du materiau. Cette modelisation aboutit a une description detaillee des mecanismes de propagation d'ondes et de ses effets lors d'un choc laser. Experimentation et modelisation sont alors utilisees pour prevoir les effets de multiples possibilites qu'offrent les parametres de traitement par choc. La connaissance du traitement est alors utilisee pour determiner a priori des conditions de traitement d'eprouvettes de fatigue oligocyclique. La caracterisation du materiau en fatigue montre un effet benefique du choc laser. L'etude de la relaxation des contraintes residuelles lors de la sollicitation en fatigue permet de mieux cerner le pourquoi et le comment de cet effet benefique. On peut alors degager les avantages propres au choc laser en vue d'une adaptation du traitement a divers types de sollicitations