De la dynamique des dislocations a la mecanique des milieux continus : developpement et application d'une simulation micro-macro

par Christophe Lemarchand

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Françoise Léné.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

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Résumé

A l'heure actuelle, il n'existe aucune theorie capable d'assurer le passage entre la theorie des dislocations et le formalisme de la mecanique des milieux continus. Le present travail tire parti du developpement d'une simulation de la dynamique des dislocations a l'echelle de la microstructure (developpee au lem), pour realiser un couplage avec un code elements finis (zebulon developpe par l'onera et l'ensmp). Le code hybride 3-d ainsi realise ou modele discret-continu permet, pour la premiere fois, d'incorporer les proprietes physiques des defauts et les longueurs d'echelle qui leur sont associees tout en permettant un traitement rigoureux des conditions aux limites. Au cours de ce travail, une question fondamentale, celle de l'homogeneisation de la deformation plastique a du etre abordee. Ainsi, un formalisme d'echange de donnees entre modelisations a l'echelle microscopique et a l'echelle macroscopique a pu etre defini. Apres une etape de validation sur des configurations modeles de dislocations, des calculs ont ete effectues sur des problemes lies a la deformation plastique en milieu confine. Le mouvement des dislocations et les contraintes critiques correspondantes ont ete simules dans des couches minces ou des canaux, en tenant compte de differentes sources de contraintes internes comme les contraintes d'ecart parametrique et les contraintes d'incompatibilite elastique. Cette simulation hybride sera etendue dans un proche avenir a des microstructures plus complexes comme celles de materiaux contenant des interfaces ou interphases internes et/ou soumises a des chargements complexes.

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