Soutenances de thèses

Composition du jury

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• Thomas PARDOEN, Professeur, UCLouvain (Examinateur)
• Sébastien ALLAIN, Professeur des universités, Université de Lorraine - Institut Jean Lamour (Président)
• Anne-Francoise GOURGUES, Professeur, Mines Paris (Examinateur)
• Bernard MARINI, Ingénieur de recherche, CEA Saclay (Examinateur)
• Denis DELAGNES, Professeur, IMT Mines Albi (Rapporteur)
• Clotilde BERDIN, Professeur des universités, Université Paris Saclay - ICMMO (Rapporteur)

Encadrement

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• Anne-Françoise GOURGUES (Directeur de thèse)
• Bernard MARINI (Co-encadrant)

Résumé

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Les composants épais des centrales à réacteurs à eau pressurisée (REP) comme la cuve ou le générateur de vapeur sont obtenus par forgeage et traitements thermiques à partir d'un lingot. À la fin de ce processus, le traitement thermique de qualité (TTQ) donne au composant ses propriétés finales. Les étapes typiques de ce traitement consistent en une austénitisation suivie d'une trempe et d'un revenu. Or les composants présentent une épaisseur importante (entre 100 et 700mm) qui entraine l'apparition, durant la trempe, d'un fort gradient microstructural et donc de propriétés mécaniques, notamment des propriétés à rupture. Il n'existe pas, à l'heure actuelle, d'étude systématique pour un même matériau de la relation entre paramètres de traitement thermique, microstructure et propriétés à rupture dans le domaine fragile, pour les aciers faiblement alliés utilisé pour ces composants. Cette étude vient apporter des premiers éléments expérimentaux pour déterminer ce lien. Partant d'un matériau homogène d'origine industrielle, 18 traitements thermiques différents ont été réalisés en faisant varier à la fois vitesse de refroidissement après austénitisation, température et durée de revenu. Ces 18 microstructures ont été caractérisées en traction, en résilience et en ténacité. Des différences notables ont ainsi été mises en évidence : 75°C de différence maximale entre les températures de transition ductile-fragile et jusqu'à 70J de différence pour les énergies au palier ductile. La vitesse de refroidissement est identifiée comme le paramètre d'influence au premier ordre sur les propriétés mécaniques et à rupture. Le revenu permet de réduire les écarts de propriétés en traction entre les microstructures mais pas les écarts de propriétés à rupture. Certaines corrélations entre la striction et l'énergie absorbée au palier ductile ou entre la limite d'élasticité et la température de transition ont été révélées. Les contraintes critiques de clivage de certaines microstructures ont également été déterminées par une campagne d'essais sur éprouvettes de traction entaillées couplée à une analyse par éléments finis. Ces valeurs ont été comparées à celles estimées à partir d'essais de résilience au moyen d'une méthode simplifiée. Par une campagne de fractographie systématique sur toutes les éprouvettes rompues dans le domaine fragile, une typologie de sites d'amorçage commune à toutes les microstructures a été déterminée. L'amorçage se produit de manière prépondérante sur un carbure enrichi en manganèse et molybdène localisé à un joint et de taille moyenne 0,85 µm. C'est la première fois qu'une configuration d'amorçage générique a été directement mise en évidence pour une telle variabilité microstructurale. Ce résultat fournit de nouvelles bases pour la modélisation micromécanique de l'amorçage du clivage dans pour les aciers ferritiques trempés revenus.

Mots clès

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Bainite,Clivage,Résilience,Fractographie,

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