Contribution a l'etude du comportement viscoplastique d'un multicristal de glace : heterogeneite de la deformation et localisation, experiences et modeles

par Philippe Mansuy

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jacques Meyssonnier.

Soutenue en 2001

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Le monocristal de glace est un materiau particulierement anisotrope dans le domaine viscoplastique, qui se deforme principalement par glissement des dislocations parallelement aux plans de base. Un modele de comportement du monocristal, base sur les modeles existants en metallurgie, est propose pour reproduire les essais de la litterature. Dans la glace polycristalline, cette tres forte anisotropie viscoplastique provoque des incompatibilites de deformation intergranulaires qui engendrent une tres forte heterogeneite de la deformation intragranulaire. Pour etudier les mecanismes conduisant a cette localisation de la deformation, des experiences de fluage ont ete realisees en laboratoire froid, sur des eprouvettes de glace constituees d'un multicristal en inclusion dans une matrice de glace macroscopiquement isotrope. La deformation a ete suivie a l'aide de photographies des eprouvettes prises au cours de l'essai, une caracterisation fine etant realisee sous microscope optique apres demontage. Differentes configurations d'inclusions ont permis d'obtenir une deformation homogene dans le grain, ou au contraire de provoquer la localisation de la deformation sous forme de bandes en genou, de bandes de flexion ou de polygonisation. Une loi constitutive, considerant le grain de glace comme un materiau orthotrope de revolution possedant une faible resistance au cisaillement parallelement aux plans de base, a ete implementee dans un code aux elements finis pour simuler les experiences. Lorsque la deformation est homogene (inclusion monocristalline), les simulations reproduisent fidelement les experiences. Dans le cas d'une inclusion multicristalline, les simulations permettent de reproduire relativement bien la forme generale des grains et leur orientation, et donnent des informations sur les zones ou la localisation est susceptible de se produire.

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  • Détails : 188 p.
  • Annexes : 152 ref.

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  • Cote : 01 GRE1 0021
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