Modélisation thermomécanique et analyse de la durabilité d'échangeurs thermiques à plaques soudées

L’objectif de ce travail est de proposer une methodologie simple pour evaluer l’integrite et la duree de vie d’echangeurs thermiques soudes. Une approche a deux echelles est proposee. Une description macroscopique avec la prise en compte de la structure de l’echangeur est menee pour permettre des calculs thermoelastiques par elements finis. La reponse mecanique de l’echangeur pour deschargements thermiques, cycliques, simples est evaluee. Notamment, les zones de concentration decontraintes sont reperees. A partir cette etude, une etude micromecanique du comportement dumateriau composant l’echangeur est menee. Le materiau considere est un acier 316L. Soncomportement elastoplastique est identifie avec un ecrouissage isotrope et cinematique. La tenuemecanique pour des chargements en fatigue oligocyclique est evaluee a l’aide d’un dispositif deflexion 4 points alternee et un critere de Manson-Coffin est identifie. Ce critere est utilise pour evaluerle nombre de cycle admissible par l’echangeur pour une amplitude de chargement donnee. Pour cela,la deformation plastique attendue dans l’echangeur est evaluee a partir d’une equivalence en energieaux endroits ou la contrainte se concentre. Les predictions du modele ont ete comparees de manieresatisfaisante avec les resultats experimentaux menes sur un echangeur test, pour la reponsethermoelastique que pour l’evaluation du nombre de cycles a rupture.