RACCOON — RelAtions miCrostructure méCanique OxydatiON

Prévoir la durabilité en service d’un alliage métallique soumis à de hautes températures est un défi d’intérêt industriel majeur. Le caractère multi-physique et multi-échelle des interactions en jeu lors de l’oxydation imposent de considérer les couplages forts entre processus chimiques, processus diffusionnels, microstructure, effets mécaniques et effets thermiques. Le projet RACCOON a pour ambition de décrire, caractériser et modéliser ces couplages à différentes échelles dans des alliages modèles à métallurgie simplifiée. Il se situe volontairement dans une démarche amont qui vise à apporter des connaissances fondamentales sur les relations entre l’oxydation haute température des alliages métalliques et l’évolution des déformations inélastiques. Il cherche à établir des liens entre échelles méso et macro en reliant les phénomènes aux échelles micro et mésoscopiques à des modèles phénoménologiques utilisables à des échelles moins locales. Ces principaux objectifs sont de caractériser les mécanismes fondamentaux à l’origine de l’impact de l'état mécanique du matériau sur les vitesses d’oxydation et l’interdépendance entre l’évolution des contraintes mécaniques et la vitesse d'oxydation ceci en vue de clarifier l’origine des relations entre oxydation haute température et comportement mécanique. Les résultats expérimentaux seront capitalisés à travers un modèle champ de phases dont le développement constitue également un objectif du projet. L’approche champ de phase permet de simuler l’évolution microstructurale de matériaux hétérogènes. Son application à l’oxydation est délicate en raison notamment de la complexité des systèmes rencontrés. Un modèle de ce type incluant les mécanismes de diffusion liés à l’oxydation, les grandes déformations et le fluage permettra une description numérique inédite ouvrant la possibilité de mieux interpréter les résultats expérimentaux.