Contribution à l'étude métrologique de l'analyse des contraintes par diffraction des rayons X : dispersions, erreurs, incertitudes

• Auteur / Autrice : Carlos Ferreira
• Direction : Ronald Guillén, Manuel François
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayons X -- Diffraction

Mesure

Contraintes résiduelles

Résumé

Ces dernières années, des campagnes de sensibilisation sur l'analyse métrologique de la détermination des contraintes par diffraction des rayons X ont été menées par le Groupement Français d'Analyse de Contraintes, le GFAC, constitué de laboratoires industriels et universitaires. Sous son impulsion, une norme française, la norme XPA 09-285 à d'ores et déjà vu le jour en mai 1999 et une norme européenne est actuellement en phase terminale d'écriture. Ces normes ont pour objectifs d'harmoniser les protocoles expérimentaux et d'uniformiser les calculs analytiques afin de réduire les dispersions de type inter-laboratoires. Néanmoins, même si elles constituent une avancée considérable dans l'établissement d'un guide de mesure, elles ne permettent pas encore de répondre aux attentes particulières des industriels, notamment sur les limites de la technique et sur le calcul d'incertitude, notions essentielles pour l'accréditation des grandeurs mesurées. Cette thèse résulte des attentes conjuguées de trois grands groupes industriels que sont RENAULT, PEUGEOT S. A. Et SNECMA au sein desquels la diffraction des rayons X pour l'analyse des contraintes résiduelles est quotidiennement utilisée. Ce travail n'a pas la prétention de répondre à l'ensemble des problématiques associées à cette méthode d'analyse. Il a pour vocation de contribuer à la fiabilité des protocoles de mesure et à l'interprétation des résultats dans le milieu industriel. Il constitue, en outre, une étape embryonnaire de la vaste étude métrologique engagée par le GFAC sur cette technique utilisée pour la détermination des contraintes résiduelles dans les matériaux polycristallins. Ainsi, des études diverses sont ici proposées et elles concernent principalement : L'analyse détaillée d'un test inter-laboratoire en vue de certifier des étalons de référence. L'influence de la troncature des pics de diffraction dans la détermination des contraintes. La prise en compte de l'incertitude liée à la statistique de comptage pour les détecteurs classiques et les détecteurs CCD. L'étude et la propagation des erreurs analytiques et expérimentales pour les deux configurations classiques de montages. . .

Since a few years, the French Group of Stress Analysis (GFAC) points out the necessity of a metrological analysis on stress determination by X-ray diffraction. Under its impulse, a French standard (XPA 09-285) has been already published in May 1999 and an European one is currently in its final writing state. These standards aim to harmonize the experimental measurements and analytical calculations in order to reduce the discrepancy between the laboratories results. However, even if they constitute a good practical guide of measurement, they don't permit yet to define clearly the limits of this technique and to estimate the results uncertainty which are essential for the accreditation of the measurements. This thesis results from combined expectations of three industrials, RENAULT, SNECMA and PEUGEOT S. A. In which the X-ray diffraction is daily used for the stress analysis. This work does not claim to answer all the problems associated with this technique. Its aim is to contribute to the accuracy of experimental measurements and results interpretation. Thus, some studies are here proposed and they mainly concern : A detailed analysis of a round-robin test in order to certify standards. The influence of the peak truncation on stress analysis. The taking into account of uncertainty related to the statistics of counting for the traditional detectors and counters CCD. The study and propagation of the analytical and experimental errors for the ? and O settings.