Etude de la résistance à la propagation brutale de fissures dans des tubes minces en aciers nano-renforcés ODS

par Boualem Rais

Projet de thèse en Mécanique

Sous la direction de Jacques Besson et de Jérôme Garnier.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique (Paris) , en partenariat avec ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne) (laboratoire) , MAT-Microstructure, Mécanique, Expérimentation - MIMEX (equipe de recherche) et de École nationale supérieure des mines (Paris) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 12-11-2019 .


  • Résumé

    Les aciers ODS élaborés par métallurgie des poudres et nano-renforcés avec des oxydes d'Yttrium offrent, comparativement à des aciers proches élaborés de manière conventionnelle, une limite d'élasticité et une résistance vis-à-vis du fluage exceptionnelle. Ces propriétés, associées à un faible gonflement sous irradiation neutronique, ont conduit à envisager ce matériau pour des applications de gainage pour les réacteurs nucléaires de 4ème génération. Le passage à une géométrie tubulaire implique des opérations de mise en forme qui modifient la microstructure et les propriétés des alliages caractérisés jusqu'à présent à l'état de barres pleines [1, 2]. Des premiers travaux [3] ont ainsi récemment porté sur la caractérisation et la modélisation du comportement anisotrope en traction et en fluage de ces tubes. Mais une des particularités de ces alliages à haute résistance est leur ductilité limitée. Il convient alors d'évaluer leur résistance à la propagation brutale de fissures pour dimensionner des composants industriels et justifier de leur comportement en service. La mesure de ces propriétés sur des géométries tubulaires ne va pas de soi et cette thèse a pour objectif de développer une méthodologie expérimentale permettant de caractériser la ténacité de différentes nuances de tubes en acier ODS.

  • Titre traduit

    Study of resistance to the sudden propagation of cracks in thin tubes made of nano-reinforced ODS steels


  • Résumé

    By powder metallurgy and nano reinforced with Yttrium oxides offer a yield strength and outstanding creep resistance compared to conventionally elaborated steels. These properties, associated with low swelling under neutron irradiation, led to consider this material for cladding applications for 4th generation nuclear reactors. The transition to a tubular geometry involves shaping operations that modify the microstructure and the properties of the alloys so far characterized as solid bars [1, 2]. Early work [3] thus recently focused on the characterization and modeling of the anisotropic tensile and creep behavior of these tubes. But one of the peculiarities of these high strength alloys is their limited ductility. It is then necessary to evaluate their resistance to the sudden propagation of cracks to dimension industrial components and to justify their behavior in service. The measurement of these properties on tubular geometries is not obvious and this thesis aims to develop an experimental methodology to characterize the toughness of different grades of ODS steel tubes