CFM 2019

Analyse des contraintes par DRX : du signal diffracté à l'état de contrainte
Charles Mareau  1@  
1 : Arts et Métiers ParisTech  (LAMPA)  -  Site web
Arts et Métiers ParisTech
Arts et Métiers ParisTech - Centre d'Angers 2, Boulevard du Ronceray BP 93525 49035 Angers Cedex 01 -  France

Les techniques diffractométriques sont largement utilisées lorsqu'il s'agit de déterminer l'état de contrainte au sein d'un élément de volume polycristallin. L'interprétation du signal mesuré, qui conduit à l'estimation des contraintes, fait intervenir différentes étapes. Plus précisément, il s'agit d'abord (i) d'obtenir les positions des pics de diffraction associés à un ou plusieurs plans réticulaires. Ces positions sont ensuite utilisées pour (ii) déterminer un ensemble de déformations réticulaires et (iii), à partir des propriétés de rigidité, en déduire un état de contrainte. L'objectif de cet exposé est de discuter de l'impact de la stratégie retenue pour la réalisation des étapes (i), (ii) et (iii) sur l'évaluation de l'état de contrainte et des incertitudes associées.

Dans cet exposé, on discutera d'abord de la précision des méthodes couramment utilisées pour obtenir la position d'un pic de diffraction (e.g. barycentre, lissage, maximum). L'impact des paramètres d'acquisition (e.g. plage 2Theta, pas 2Theta, temps de comptage) sur l'incertitude statistique relative à la position des pics de diffraction sera également évoqué.

La connaissance des paramètres de maille d'un échantillon de référence, libre de contrainte, est un préalable essentiel au calcul des déformations réticulaires. En pratique, l'obtention d'un tel échantillon est souvent délicate et on s'attardera donc dans la seconde partie de cet exposé sur l'effet d'une éventuelle erreur sur les paramètres de maille de référence sur l'état de contrainte.

L'évaluation de l'état de contrainte à partir des déformations réticulaires nécessite de connaître les propriétés de rigidité de l'élément de volume étudié. Pour l'analyse des contraintes par diffraction, ces propriétés de rigidité sont classiquement données sous la forme de Constantes d'Elasticité Radiocristallographiques (CER). La troisième partie de l'exposé traitera donc de la stratégie à adopter lorsqu'il s'agit de déterminer les CER d'un matériau polycristallin.

La dernière partie de l'exposé sera consacrée aux développements plus récents qui utilisent de multiples plans réticulaires (multiple hkl method) pour évaluer l'état de contrainte. On détaillera donc les éléments essentiels de la mise en œuvre de cette méthode, en s'attachant particulièrement à la stratégie la plus appropriée lorsqu'il s'agit de combiner les informations obtenues par différents plans réticulaires. L'estimation des incertitudes de mesure avec cette dernière méthode sera également abordée.

Différents exemples viendront illustrer les problématiques abordées pendant l'exposé.


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