Etude de l'amorçage et de la propagation de fissures internes en régime gigacyclique sur un alliage d'aluminium de fonderie

par Alexandre Messager

Projet de thèse en Mécanique-matériaux

Sous la direction de Thierry Palin-luc et de Nicolas Ranc.

Thèses en préparation à Paris, ENSAM , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) , en partenariat avec I2M Institut de Mécanique et d'Ingénierie (laboratoire) et de DuMAS : Durabilté des Matériaux, Assemblages et Structures (equipe de recherche) depuis le 01-04-2017 .


  • Résumé

    Ce sujet de thèse s'inscrit dans le cadre du projet ANR GIGADEF abordant la problématique de la nocivité en fatigue des défauts internes inhérents au procédé de fonderie. La maîtrise de cette problématique est un enjeu essentiel pour faire évoluer les règles de prise en compte de l'impact de ces défauts sur la tenue en fatigue et doit permettre de concevoir au plus juste, alléger les structures et réduire les rebuts en augmentant ainsi la productivité des fondeurs. Si la littérature est abondante sur l'étude des défauts de surface en fatigue, il n'existe, à ce jour et à notre connaissance, que deux publications très récentes décrivant des résultats de propagation de fissures de fatigue internes (une provenant d'une équipe anglaise et l'autre d'une équipe japonaise). Cette thèse a pour objectif l'étude de l'amorçage et de la propagation de fissures de fatigue internes amorcées à partir d'un défaut de fonderie dans un alliage d'aluminium moulé aéronautique (AlSi7Mg06T6). Pour ce faire il faudra concevoir, fabriquer et mettre au point un banc de test de fatigue ultrasonique in-situ sous rayonnement synchrotron. Solliciter les éprouvettes dans le régime gigacyclique permettra de favoriser l'amorçage sur défauts internes. Ce dispositif permettra d'analyser les mécanismes de propagation des fissures de fatigue se propageant sans contact avec l'air ambiant. D'autre part en collaboration avec un(e) autre doctorant(e) du projet GIGADEF nous étudierons l'effet de l'environnement (air, vide et ultra vide) sur la propagation des fissures pour comprendre l'effet du milieu sur la propagation des fissures internes.

  • Titre traduit

    Study of the internal crack initiation and propagation in gigacycle fatigue regime of a cast aluminium alloy


  • Résumé

    The aim of this PhD thesis, within the framework of the ANR GIGADEF project is to study the impact of internal defects on the fatigue behaviour of casting materials. This topic is important for casting manufacturers in order to optimize the fatigue design and also to reduce component rejection during production. Many researchers have worked on the influence of surface defect on the fatigue behaviour but according to our knowledge, only two very recent papers in the literature deal with the propagation of internal crack under fatigue loading. This PhD thesis will study the internal crack initiation and propagation of fatigue crack initiated from an internal casting defect in a aeronautic cast aluminum alloy A357 T6. To do that it will be necessary to design, build and use an ultrasonic fatigue device to perform in-situ experiments on a synchrotron. Loading specimens in the gigacycle fatigue regime will promote internal crack initiation. With this experimental set-up the observation of internal fatigue crack propagation will be possible in 3D. This will allow us to study the crack propagation without contact with laboratory air and the interaction of the crack with the microstructure. In cooperation with another doctor student in the GIGADEF project, the effect of environment (air, vacuum and ultra-high vacuum) on the crack propagation will be studied too.