projet inter Carnot
Les processus de recristallisation apparaissent dans la plupart des procédés impliquant des sollicitations thermomécaniques. Par exemple, ils peuvent apparaitre à l’extrême surface lors des opérations d’usinage, de grenaillage ou encore par frottement dans les contacts industriels. Actuellement, les phénomènes de recristallisation sont principalement étudiés par la combinaison d’analyses microstructurales, microscopie électronique – diffraction, et de mesures de dureté post mortem.
Cependant, la connaissance des propriétés mécaniques locales en température, nécessaire à la compréhension de la recristallisation, est difficile à obtenir. En effet, les outils de mesures dédiés tels que la micro, ou nano indentation, sont de moins en moins précises lorsque la température de l’expérience s’écarte de l’ambiante. Depuis quelques années, une course au développement a permis une importante amélioration de la précision des mesures en température. De plus, la procédure dite « fast mapping », qui permet d’obtenir une cartographie spatiale de propriétés mécaniques locales, a également été développée.
L’objectif de ce projet est de mieux comprendre l’évolution des propriétés microstructurales à l’extrême surface des matériaux métalliques, en température. La problématique sera traitée au travers de la caractérisation locale des propriétés mécaniques en lien avec leur localisation spatiale et temporelle, par cartographie in situ à haute température. Les techniques de micro indentation et nano indentation seront mises à contribution en utilisant la technologie de fast mapping. Le projet sera porté par le LTDS et le LGF, qui disposeront en commun, via le projet CPER Manutech, courant 2018, d’un micro indenteur in situ haute température, ainsi que d’un nano indenteur pouvant fonctionner pour des températures allant jusqu’à 800°C. Ils disposeront ainsi d’une plateforme de caractérisation mécanique de surface à chaud unique au monde, à ce jour.
Le développement de nouvelles méthodologies de mesures de gradients des propriétés locales en température contribuera à une meilleure compréhension de la recristallisation, phénomène rencontré dans de nombreux systèmes industriels, notamment dans les procédés de fabrication et dans l’aéronautique. Cela contribuera à un meilleur dimensionnement des surfaces, voire le développement de nouvelles surfaces adaptées aux conditions d’utilisation, et à une augmentation de leur durée de vie.
Publications de rang A | 4 | [1] S. Comby-Dassonneville, G. Tiphéne, A. Borroto, G. Guillonneau, L. Roiban, G. Kermouche, J.-F. Pierson, J.-L. Loubet, P. Steyer, Real-time high-temperature scanning indentation: Probing physical changes in thin-film metallic glasses, Applied Materials Today. 24 (2021). https://doi.org/10.1016/j.apmt.2021.101126. [2] G. Tiphéne, P. Baral, S. Comby-Dassonneville, G. Guillonneau, G. Kermouche, J.-M. Bergheau, W. Oliver, J.-L. Loubet, High-Temperature Scanning Indentation: A new method to investigate in situ metallurgical evolution along temperature ramps, Journal of Materials Research. (2021). https://doi.org/10.1557/s43578-021-00107-7. [3] P. Baral, G. Kermouche, G. Guillonneau, G. Tiphene, J.-M. Bergheau, W.C. Oliver, J.-L. Loubet, Indentation creep vs. indentation relaxation: A matter of strain rate definition?, Materials Science and Engineering: A. 781 (2020) 139246. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139246. [4] P. Baral, C. Fradet, F. Lacroix, E. Le Bourhis, G. Guillonneau, G. Kermouche, J.-M. Bergheau, J.-L. Loubet, Extrinsic Measurement of Carbon Black Aggregate Distribution within a Fluoroelastomer Matrix from Nanoindentation Experiments, ACS Applied Materials and Interfaces. 12 (2020) 6716–6726. https://doi.org/10.1021/acsami.9b20286 | |
Communications congrès | 6 | 1. Gabrielle Tiphéne, Paul Baral, Solène Comby‑Dassonneville, Gaylord Guillonneau, Guillaume Kermouche, Jean‑Michel Bergheau, Warren Oliver, Jean‑Luc Loubet, CHARACTERIZATION OF METALLURGICAL EVOLUTIONS OF PURE ALUMINUM ALONG THERMAL RAMPS USING HIGH-TEMPERATURE SCANNING INDENTATION, Indentation 2021, 13-15 Octobre 2021, Lorient (oral) 2. Solène Comby-Dassonneville, Gabrielle Tiphéne, Alejandro Borroto, Gaylord Guillonneau, Lucian Roiban, Guillaume Kermouche, Jean-François Pierson, Jean-Luc Loubet, Philippe Steyer, HIGH TEMPERATURE SCANNING INDENTATION: HOW TO PROBE PHYSICAL CHANGES IN THIN FILM METALLIC GLASSES? Indentation 2021, 13-15 Octobre 2021, Lorient (oral) 3. G. Tiphéne, P. Baral, S. Comby-Dassonneville, G. Guillonneau, G. Kermouche, J.M. Bergheau, W.C. Oliver, J.L. Loubet, High‑Temperature Scanning Indentation: a new method to continuously follow materials transformations in temperature. EUROMAT 2021, September, 13-17-21, oral online 4. G. Tiphéne, P. Baral, S. Comby-Dassonneville, G. Guillonneau, G. Kermouche, J.M. Bergheau, W.C. Oliver, J.L. Loubet, High-Temperature Scanning Indentation, une nouvelle méthodologie pour caractériser les propriétés mécaniques des matériaux lors de rampes linéaires en température, JIFT 2021, 10 juin 2021, oral online 5. P Baral, Fradet C., Lacroix F., Le Bourhis E., Guillonneau G., Kermouche G., Bergheau J.-M., Loubet J.-L., Mesure, par nanoindentation d’une distribution de particules dans un fluoroélastomère chargé, indentation 2020 online, oral (conférence remplacée en webinaire pour cause sanitaire) 6. P. Baral, G. Kermouche, G. Guillonneau, G. Tiphene, W.C. Oliver, J.-L. Loubet, Indentation creep vs. indentation relaxation : A matter of strain rate definition ?, 17th European Mechanics of Materials, Conference (EMMC17), 2020, Madrid, Espagne (accepté pour présentation orale, conférence annulée pour cause sanitaire) | |
Conférences invitées | 2 | 1. G. Kermouche, Measuring/modelling recrystallization kinetics of tungsten-based plasma facing components in the framework of thermonuclear fusion applications, ICAIC – IMMSEM, November 2021, Maranhao, Brasil, On-line 2. G. Kermouche, Indentation à haute température des matériaux métalliques: de la mesure des propriétés mécaniques au suivi de l’évolution microstructurale. GDR CONCORD, December 2021, On-line | |
Thèse | 2 | 1. Indentation et longueurs internes dans les matériaux en fonction de la température Doctorante : G. Tiphéne (2019-2022). Encadrants : J.-L. Loubet, G. Guillonneau, G. Kermouche (thèse ministérielle)
2. High strain rate / small-scale mechanical properties of metals Doctorante : B. Adogou (2021-2024). Encadrants : G. Kermouche, M. Fivel, G. Guillonneau, (thèse financée par ANR RATES) | |
Ouverture vers l'international | 3 | 1. Collaboration internationale avec la société KLA Tencor (fabricant du nanoindenteur utilisé dans le projet ULTIME) pour le développement de nouvelles méthodes de mesures à haute température, durant le projet ULTIME et la thèse de G. Tiphéne. 2. Collaboration internationale avec la société Alemnis (fabricant du microindenteur utilisé dans le projet ULTIME) pour le développement de nouvelles méthodes de mesures à haute vitesse de déformation, durant la thèse de B. Adogou. 3. Collaboration avec l’Université Catholique de Louvain (stage postdoctoral Paul Baral entre 2020 et 2021) | |
Contrat avec une entreprise | 1 | « COMPREHENSION DU COMPORTEMENT EN FLUAGE DE MATERIAUX ARGENTES » Entreprise : TECHNETICS | |
Contrat ANR, FUI,… | 1 | high strain RAte, TEmperature and Small-scale mechanical properties of materials (RATES) Partenaires : LGF, LTDS, SIMaP, LaMCoS Année : 2021-2024 |
CALY TECHNOLOGIES, MECALAM, CCI LYON, VIBRATEC, THALES, AREVA, VOLVO, RENAULT, MICHELIN, ANNEALSYS, HUTCHINSON, EDF R&D ENERBAT, RIBER, SKF, EDF, PSA Peugeot-Citroen, SAFRAN, CARA, ST MICROELECTRONICS, ...
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