Effet de l'hydrogène et des hydrures sur le comportement viscoplastique du zircaloy-4 recristallisé

Le zircaloy-4 est le principal materiau des assemblages combustibles des Reacteurs a Eau sous Pression. En service comme lors de l'entreposage, l'integrite de ces composants doit etre garantie en depit de la presence d'hydrogene (en solution dans la matrice de zirconium) et d'hydrures (qui precipitent lorsque la teneur en hydrogene depasse la limite de solubilite). L'objectif de cette etude est de caracteriser l'effet de l'hydrogene et des hydrures sur le comportement viscoplastique du zircaloy-4 recristallise non irradie. La presence d'hydrogene en solution solide est a l'origine d'une diminution des caracteristiques mecaniques se traduisant par une acceleration des cinetiques de fluage et une diminution des contraintes d'ecoulement en traction. Cet adoucissement est particulierement visible en conditions d'interactions dynamiques oxygene/dislocations (mises en evidence sur le materiau sans hydrogene). L'hypothese avancee, consolidee par des resultats de simulation atomique, est que l'hydrogene facilite le mouvement des dislocations, en diminuant les effets d'ancrage par les interstitiels, et/ou en augmentant la mobilite intrinseque des dislocations. L'effet des hydrures se traduit par un durcissement du materiau (ralentissement des cinetiques de fluage, augmentation des contraintes d'ecoulement en traction et des contraintes relaxees) compensant l'adoucissement par l'hydrogene. Le mecanisme de durcissement provient d'une augmentation des contraintes internes, determinees par des essais de charge-decharge. Pour les tres faibles deformations plastiques, les hydrures constituent un obstacle au glissement des dislocations. Ils sont ensuite franchis (ce qui correspond a une saturation de la contrainte interne). Les observations MET, ainsi que des resultats obtenus sur le titane indiquent que les precipites subissent alors un mecanisme de deformation.