Thèse soutenue

Niobium monocristallin et polycristallin et cuivre OFE pour les cavités SRF : caractérisation mécanique de basse à haute vitesse de déformation et investigation de la microstructure
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Auteur / Autrice : Jean-François Croteau
Direction : Nicolas Georges Marcel Jacques
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
Date : Soutenance le 28/05/2021
Etablissement(s) : Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche Dupuy de Lôme / IRDL
Entreprise : I-Cube Research (Toulouse) - Bmax (Toulouse)
Jury : Président / Présidente : Guillaume Kermouche
Examinateurs / Examinatrices : Claire Antoine, Elisa Cantergiani, Gilles Mazars
Rapporteurs / Rapporteuses : Salima Bouvier, Alexis Rusinek

Résumé

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La fabrication de cavités SRF à hautes performances est essentielle pour augmenter l’énergie de collision dans de nouveaux accélérateurs de particules. L’utilisation de procédés de fabrication à haute vitesse, comme l’électro-hydro formage, peut être bénéfique, mais requiert une compréhension détaillée des propriétés mécaniques des matériaux déformés à haute vitesse et de l’impact sur leurs microstructures. Les objectifs de cette thèse sont d’étudier les propriétés mécaniques de monocristaux de niobium et de tôles polycristallines de niobium à haute pureté et de cuivre OFE déformés à des taux de déformation d’environ 10−4 s−1 à 103 s−1. Les résultats de cette étude sont séparés en deux parties selon le matériau étudié. En partie I, la caractérisation de monocristaux de niobium se concentre sur les propriétés mécaniques en traction et en compression à des taux de déformation d’environ 10−4 s−1 à 103 s−1 et sur la microstructure (MEB, EBSD, MET et nanoindentation) d’éprouvettes déformées. Les effets de l’orientation des cristaux, la vitesse de déformation et de la direction de chargement sur les propriétés mécaniques, la rotation des cristaux et la structure de dislocations sont présentés. En partie II, la formabilité de tôles polycristallines de niobium et de cuivre OFE sont présentées à l’aide de courbes limites de formage (CLF) obtenues à un taux de déformation quasi-statique. Les CLFs de ces matériaux offrent des données importantes pour les techniques de formage conventionnel, tels que l’emboutissage et le repoussage. Cette seconde partie présente aussi les propriétés mécaniques d’éprouvettes de cuivre OFE recuites et de tôles de niobium polycristallines soudées par faisceau d’électron et déformées en traction et en compression à des taux de déformation de 10−3 à 103 s−1.