CONTRIBUTION A L'ETUDE DU COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUE D'UN MULTICRISTAL DE GLACE PDF Download
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Author: Philippe Mansuy
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LE MONOCRISTAL DE GLACE EST UN MATERIAU PARTICULIEREMENT ANISOTROPE DANS LE DOMAINE VISCOPLASTIQUE, QUI SE DEFORME PRINCIPALEMENT PAR GLISSEMENT DES DISLOCATIONS PARALLELEMENT AUX PLANS DE BASE. UN MODELE DE COMPORTEMENT DU MONOCRISTAL, BASE SUR LES MODELES EXISTANTS EN METALLURGIE, EST PROPOSE POUR REPRODUIRE LES ESSAIS DE LA LITTERATURE. DANS LA GLACE POLYCRISTALLINE, CETTE TRES FORTE ANISOTROPIE VISCOPLASTIQUE PROVOQUE DES INCOMPATIBILITES DE DEFORMATION INTERGRANULAIRES QUI ENGENDRENT UNE TRES FORTE HETEROGENEITE DE LA DEFORMATION INTRAGRANULAIRE. POUR ETUDIER LES MECANISMES CONDUISANT A CETTE LOCALISATION DE LA DEFORMATION, DES EXPERIENCES DE FLUAGE ONT ETE REALISEES EN LABORATOIRE FROID, SUR DES EPROUVETTES DE GLACE CONSTITUEES D'UN MULTICRISTAL EN INCLUSION DANS UNE MATRICE DE GLACE MACROSCOPIQUEMENT ISOTROPE. LA DEFORMATION A ETE SUIVIE A L'AIDE DE PHOTOGRAPHIES DES EPROUVETTES PRISES AU COURS DE L'ESSAI, UNE CARACTERISATION FINE ETANT REALISEE SOUS MICROSCOPE OPTIQUE APRES DEMONTAGE. DIFFERENTES CONFIGURATIONS D'INCLUSIONS ONT PERMIS D'OBTENIR UNE DEFORMATION HOMOGENE DANS LE GRAIN, OU AU CONTRAIRE DE PROVOQUER LA LOCALISATION DE LA DEFORMATION SOUS FORME DE BANDES EN GENOU, DE BANDES DE FLEXION OU DE POLYGONISATION. UNE LOI CONSTITUTIVE, CONSIDERANT LE GRAIN DE GLACE COMME UN MATERIAU ORTHOTROPE DE REVOLUTION POSSEDANT UNE FAIBLE RESISTANCE AU CISAILLEMENT PARALLELEMENT AUX PLANS DE BASE, A ETE IMPLEMENTEE DANS UN CODE AUX ELEMENTS FINIS POUR SIMULER LES EXPERIENCES. LORSQUE LA DEFORMATION EST HOMOGENE (INCLUSION MONOCRISTALLINE), LES SIMULATIONS REPRODUISENT FIDELEMENT LES EXPERIENCES. DANS LE CAS D'UNE INCLUSION MULTICRISTALLINE, LES SIMULATIONS PERMETTENT DE REPRODUIRE RELATIVEMENT BIEN LA FORME GENERALE DES GRAINS ET LEUR ORIENTATION, ET DONNENT DES INFORMATIONS SUR LES ZONES OU LA LOCALISATION EST SUSCEPTIBLE DE SE PRODUIRE.
Author: Philippe Mansuy
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LE MONOCRISTAL DE GLACE EST UN MATERIAU PARTICULIEREMENT ANISOTROPE DANS LE DOMAINE VISCOPLASTIQUE, QUI SE DEFORME PRINCIPALEMENT PAR GLISSEMENT DES DISLOCATIONS PARALLELEMENT AUX PLANS DE BASE. UN MODELE DE COMPORTEMENT DU MONOCRISTAL, BASE SUR LES MODELES EXISTANTS EN METALLURGIE, EST PROPOSE POUR REPRODUIRE LES ESSAIS DE LA LITTERATURE. DANS LA GLACE POLYCRISTALLINE, CETTE TRES FORTE ANISOTROPIE VISCOPLASTIQUE PROVOQUE DES INCOMPATIBILITES DE DEFORMATION INTERGRANULAIRES QUI ENGENDRENT UNE TRES FORTE HETEROGENEITE DE LA DEFORMATION INTRAGRANULAIRE. POUR ETUDIER LES MECANISMES CONDUISANT A CETTE LOCALISATION DE LA DEFORMATION, DES EXPERIENCES DE FLUAGE ONT ETE REALISEES EN LABORATOIRE FROID, SUR DES EPROUVETTES DE GLACE CONSTITUEES D'UN MULTICRISTAL EN INCLUSION DANS UNE MATRICE DE GLACE MACROSCOPIQUEMENT ISOTROPE. LA DEFORMATION A ETE SUIVIE A L'AIDE DE PHOTOGRAPHIES DES EPROUVETTES PRISES AU COURS DE L'ESSAI, UNE CARACTERISATION FINE ETANT REALISEE SOUS MICROSCOPE OPTIQUE APRES DEMONTAGE. DIFFERENTES CONFIGURATIONS D'INCLUSIONS ONT PERMIS D'OBTENIR UNE DEFORMATION HOMOGENE DANS LE GRAIN, OU AU CONTRAIRE DE PROVOQUER LA LOCALISATION DE LA DEFORMATION SOUS FORME DE BANDES EN GENOU, DE BANDES DE FLEXION OU DE POLYGONISATION. UNE LOI CONSTITUTIVE, CONSIDERANT LE GRAIN DE GLACE COMME UN MATERIAU ORTHOTROPE DE REVOLUTION POSSEDANT UNE FAIBLE RESISTANCE AU CISAILLEMENT PARALLELEMENT AUX PLANS DE BASE, A ETE IMPLEMENTEE DANS UN CODE AUX ELEMENTS FINIS POUR SIMULER LES EXPERIENCES. LORSQUE LA DEFORMATION EST HOMOGENE (INCLUSION MONOCRISTALLINE), LES SIMULATIONS REPRODUISENT FIDELEMENT LES EXPERIENCES. DANS LE CAS D'UNE INCLUSION MULTICRISTALLINE, LES SIMULATIONS PERMETTENT DE REPRODUIRE RELATIVEMENT BIEN LA FORME GENERALE DES GRAINS ET LEUR ORIENTATION, ET DONNENT DES INFORMATIONS SUR LES ZONES OU LA LOCALISATION EST SUSCEPTIBLE DE SE PRODUIRE.
Author: Laura Capolo
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Languages : fr
Pages : 229
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Book Description
Le cristal de glace est un matériau particulièrement anisotrope dans le domaine viscoplastique, qui se déforme principalement par glissement des dislocations dans le plan de base. Cette très forte anisotropie viscoplastique engendre une importante hétérogénéité de déformation à l'origine d'hétérogénéités inter-granulaires. Pour mieux comprendre les mécanismes impliqués dans cette déformation, des expériences de fluage ont été réalisées sous diffraction X (topogaphie X et X durs refocalisés) ainsi qu'en chalbre froide, sur des monocristaux et des tricristaux de glace. La déformation a été suivie in-situ à l'aide d'un dispositif spécialement mis au point au LGGE. Une attention particulière a été portée sur l'évolution de la microstructure (évolution des dislocations individuelles, densités de dislocations, distorsions cristallographiques) notamment au niveau des joints de grains et du point triple.
Author: Maurine Montagnat Rentier
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Languages : fr
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La déformation de la glace des calottes polaires implique des vitesses de déformation inférieures à 10-10 S-1. La glace se déforme essentiellement par glissement intracristallin auquel sont associés les processus de grossissement normal et de recristallisation. La loi de fluage se caractérise par un exposant des contraintes inférieur à 2. Les mécanismes physiques qui interviennent au cours de la déformation de la glace polaire sont étudiés par l'intermédiaire d'un modèle physique basé sur l'équilibre écrouissage/restauration. Des expériences de diffraction des rayons X à hautes énergies sont réalisées sur des monocristaux de la carotte de Vostok (Antarctique). Ces mesures ont permis de caractériser les distorsions du réseau cristallin de ces glaces et de préciser les modes de déformation. Les dislocations géométriquement nécessaires auxquelles sont associées les hétérogénéités de déformation dans les grains sont des dislocations basales de type vis et coin. Nous présentons une étude de la simulation d développement des textures par le modèle viscoplastique auto-cohérent VPSC "1-site" de Lebensohn et Tomé (1993). Ce dernier a été modifié afin d'améliorer la prise en compte des caractéristiques de la déformation inhérentes aux calottes polaires. Une bonne estimation de développement des textures des glaces de Vostok et de GRIP (Groenland) est obtenue. le couplage à un modèle de recristallisation par rotation ne permet pas de montrer un quelconque effet des mécanismes de germination et de grossissement des grains sur le développement des textures. Enfin, une perspective est ouverte sur une simulation de type "n-site", le modèle FFT, permettant de prendre en compte les hétérogénéité de déformation dans les grains, et les interactions entre grains.
Author: Maurine Montagnat Rentier
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Languages : fr
Pages : 184
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La déformation de la glace des calottes polaires implique des vitesses de déformation inférieures à 10-10 S-1. La glace se déforme essentiellement par glissement intracristallin auquel sont associés les processus de grossissement normal et de recristallisation. La loi de fluage se caractérise par un exposant des contraintes inférieur à 2. Les mécanismes physiques qui interviennent au cours de la déformation de la glace polaire sont étudiés par l'intermédiaire d'un modèle physique basé sur l'équilibre écrouissage/restauration. Des expériences de diffraction des rayons X à hautes énergies sont réalisées sur des monocristaux de la carotte de Vostok (Antarctique). Ces mesures ont permis de caractériser les distorsions du réseau cristallin de ces glaces et de préciser les modes de déformation. Les dislocations géométriquement nécessaires auxquelles sont associées les hétérogénéités de déformation dans les grains sont des dislocations basales de type vis et coin. Nous présentons une étude de la simulation d développement des textures par le modèle viscoplastique auto-cohérent VPSC "1-site" de Lebensohn et Tomé (1993). Ce dernier a été modifié afin d'améliorer la prise en compte des caractéristiques de la déformation inhérentes aux calottes polaires. Une bonne estimation de développement des textures des glaces de Vostok et de GRIP (Groenland) est obtenue. le couplage à un modèle de recristallisation par rotation ne permet pas de montrer un quelconque effet des mécanismes de germination et de grossissement des grains sur le développement des textures. Enfin, une perspective est ouverte sur une simulation de type "n-site", le modèle FFT, permettant de prendre en compte les hétérogénéité de déformation dans les grains, et les interactions entre grains.
Author: Olivier Plé
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Languages : fr
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Ce travail est centre sur l'etude de la nucleation de fissures dans la glace. Une partie importante de l'etude a ete consacree a la mise au point d'une glace artificielle qui fournit un materiau bidimensionnel ideal pour un couplage d'etudes experimentales et theoriques. Notre demarche a consiste a conduire une serie d'experiences de fluage sur ce type de materiau et sur le type de glace couramment utilise par la communaute des glaciologues. Selon le niveau de contrainte (entre 0,5 et 1 mpa) le fluage de la glace etait accompagne ou non par de l'endommagement. La partie la plus originale de l'etude experimentale reside dans l'analyse des images video qui permettait l'enregistrement de l'apparition des fissures dans le tiers central des echantillons. Nous avons ainsi obtenu une base de donnees importante sur la taille des fissures, leur orientation et leur localisation et sur les deformations de la glace. La confrontation des resultats experimentaux et des analyses theoriques nous a permis de renforcer nos connaissances sur les mecanismes physiques qui sont a l'origine des processus de deformation et de germination de fissures dans la glace de lac. Enfin, en utilisant le modele de l'inclusion d'eshelby, dans le cadre d'un comportement viscoplastique newtonien, nous discutons un critere de nucleation base sur le facteur d'intensite de contrainte en mode 1.
