Thèse soutenue

Essais électromagnétiques avancés non destructifs sur les aciers ferritiques à haute teneur en chrome dégradé : Caractérisation, modélisation et interprétation physique
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Auteur / Autrice : Bhaawan Gupta
Direction : Gaël SebaldTetsuya Uchimoto
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique
Date : Soutenance le 23/09/2019
Etablissement(s) : Lyon en cotutelle avec Tōhoku Daigaku. Daigakuin. Rigaku Kenkyūka. Sūgaku Senkō (Sendai, Nihon)
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
Laboratoire : LGEF - Laboratoire de Génie Electrique et Ferroélectricité (Lyon, INSA) - Laboratoire de Génie Electrique et Ferroélectricité / LGEF
Jury : Président / Présidente : Laurent Daniel
Examinateurs / Examinatrices : Gaël Sebald, Tetsuya Uchimoto, Laurent Daniel, Afef Lebouc, Anastasios Skarlatos, Klaus Szielasko
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Daniel, Afef Lebouc

Résumé

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Sous des températures et des pressions élevées constantes, les matériaux métalliques de structure subissent une dégradation mécanique par fluage qui entraîne des changements microstructuraux. Ces derniers, s'ils ne sont pas surveillés à temps, peuvent entraîner des incidents sérieux, notamment dans le domaine de la production d’énergie électrique (centrales électriques). Pour déterminer les changements microstructuraux, le matériau doit avoir une forme et une taille spécifiques pour que l'analyse des images obtenues par microscopie électronique à balayage, diffraction par rétrodiffusion d'électrons, etc. soit effectuée. Cette préparation destructive demande à extraire le matériau à tester du système, et à le modifier pour la mesure. Afin de surmonter ce problème, dans ce travail de thèse sont proposées trois techniques micro magnétiques non destructives, pour étudier l'évolution des signatures magnétiques par rapport aux niveaux de rupture auquel les matériaux sont exposés. Il est légitime de supposer que tous les changements microstructuraux qui se produisent dans le matériau vont se refléter dans les signatures magnétiques mesurées. Le matériau étudié ici est de l'acier à haute teneur en chrome très sensible au fluage et principalement utilisé dans les centrales thermiques. Certains paramètres magnétiques, tels que la coercivité, la réversibilité magnétique, sont dérivés et montrent de fortes corrélations avec la microstructure. De même, des techniques basées sur les courbes d'hystérésis et le bruit magnétique de Barkhausen sont également appliquées. Pour quantifier davantage les résultats obtenus à partir des signatures magnétiques des matériaux, le modèle de Jiles-Atherton a été adapté à la simulation des signaux de contrôle non destructif. A l’inverse, la possibilité de déterminer les paramètres du modèle à partir des seules mesures de contrôle non destructif est démontrée. Cela apporte des éléments complémentaires à l’interprétation physique des changements microstructurels. La technique de modélisation peut aider en outre à résoudre le problème de l'absence de normes dans les essais non destructifs, quel que soit le dispositif expérimental utilisé. Les paramètres sont enfin comparés pour révéler la sensibilité de chacun d’entre eux aux changements microstructuraux, et ce en fonction de chaque technique de contrôle non destructif utilisée.