Fatigue et Rupture des MMF

L’originalité de nos travaux sur les MMF réside dans l’étude de la fatigue et la rupture des ces matériaux. En effet, les chercheurs du groupe MS sont les premiers à proposer un critère de fatigue tridimensionnel permettant de prédire la durée de vie d’une structure en MMF. A partir de l'analogie avec l'accommodation plastique, ce nouveau critère de fatigue permet de lier l'énergie dissipée du cycle stabilisé au nombre de cycles à la rupture. Le calcul de l'énergie dissipée est réalisé en utilisant le comportement pseudo-élastique cyclique développé au sein du groupe. Afin de comprendre les mécanismes fondamentaux qui gouvernent la fatigue des matériaux à mémoire de forme, des recherches à plus petite échelle se sont avérées nécessaires. L'objectif scientifique est de définir et d'identifier des précurseurs de la fatigue des MMF à l'aide d'émissions acoustiques et en analysant les différents régimes de dissipation au cours du chargement cyclique. L'originalité du travail consiste à interpréter ces variations dans le cadre de la théorie SOC (Self Organized Criticality). On montre en particulier que d'endommagement par fatigue appartient à la classe de systèmes SOC. La théorie de la SOC a ainsi été mise en œuvre pour construire des indicateurs du régime dissipatif du matériau. Le passage d'un régime à l'autre permet d'identifier les précurseurs de la fatigue du MMF. Par ailleurs, les études à l’échelle microscopique ont abouti à la proposition d'un scénario pour la mise en place des mécanismes d'endommagement au cours du cyclage du MMF. Ces études ont non seulement permis d'établir une relation entre le comportement cyclique et les mécanismes mis en jeu (maclages et dislocations) mais également de comprendre comment ces mécanismes peuvent influer sur les températures de transformation de phase et sur certaines propriétés mécaniques.
 

Mécanismes de déformation mis en jeu lors du cyclage d’un Matériau à Mémoire de Forme

 

 

La modélisation de la propagation de fissure dans les MMF est également un sujet traité au sein du groupe MS. L’objectif consiste à déterminer les paramètres de rupture d’un MMF: facteur d’intensité de contraintes, intégrale J, taux de restitution d’énergie. La difficulté réside dans la prise en compte de l’influence du changement de phase ainsi que du couplage thermomécanique à la pointe de la fissure.

 

Isovaleurs de proportion de phase à la pointe d’une plaque fissurée en MMF sollicitée en mode I