Mécanismes de déformation précédant et accompagnant le phénomène de pop-in lors d'un essai de nanoindentation sur un monocristal d'oxyde de magnésium

Les travaux exposes dans cet ouvrage portent sur le comportement mecanique de l'oxyde de magnesium (MgO) sous nanoindentation. L'etude est plus particulierement focalisee sur les mecanismes elementaires de deformation precedant et accompagnant le phenomene de pop-in. L'observation de la surface autour des zones indentees, et en particulier des lignes de glissement, a ete realisee par microscopie a force atomique (AFM). La structure en volume des dislocations nucleees lors de l'essai de nanoindentation a ete exploree par une technique de tomographie couplant polissage mecano-chimique (CMP) et nano-attaque chimique. Ces etudes experimentales ont ete confrontees a des simulations numeriques menees a l'aide d'un code de dynamique de dislocations discretes (DDD) couple a un code elements finis. Une etude bibliographique presentant en particulier les mecanismes de plasticite associes au phenomene de pop-in est tout d'abord proposee. Des experiences menees sur des echantillons presentant une tres faible concentration de defauts sont ensuite presentees. Les resultats experimentaux montrent que contrairement a l'idee communement admise, la deformation precedant le pop-in n'est pas necessairement purement elastique. Par la suite, l'introduction controlee de defauts (defauts ponctuels, dislocations) dans le materiau a permis d'etudier leur influence sur les mecanismes initiaux de plasticite. Enfin, les simulations numeriques ont permis d'acceder au comportement des dislocations individuelles dans le champ de contraintes complexe genere par l'indenteur tout au long d'un cycle d’indentation. Ces resultats apportent un eclairage sur les comportements observes experimentalement.