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Hofmann, Julien
Université Grenoble Alpes
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Topics
Publications (8/8 displayed)
- 2024Caractérisation et Modélisation Des Mécanismes d'endommagement Des Matériaux Par La Cavitation
- 2024Characterization and Modeling of Material Damage Mechanisms by Cavitation
- 2024Influence of cavitation type on damage kinetics on a low-carbon martensitic stainless steel
- 2023Influence of microstructure on mass loss caused by acoustic and hydrodynamic cavitation ; Effet de la microstructure sur la perte de masse engendrée par la cavitation acoustique et hydrodynamique
- 2023Comparison of acoustic and hydrodynamic cavitation: material point of view ; Comparaison entre cavitation ultrasonore et hydrodynamique : point de vue du matériaucitations
- 2023Influence of microstructure on mass loss caused by acoustic and hydrodynamic cavitation
- 2022Comparison of acoustic and hydrodynamic cavitation: material point of view ; Comparaison entre cavitation ultrasonore et hydrodynamique : point de vue du matériaucitations
- 2022Comparison of acoustic and hydrodynamic cavitation: material point of viewcitations
Places of action
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thesis
Caractérisation et Modélisation Des Mécanismes d'endommagement Des Matériaux Par La Cavitation
Abstract
Les aciers inoxydables martensitiques X3CrNiMo13-4 et X4CrNiMo16-5-1 sont à ce jour largement utilisés pour la fabrication de turbines hydroélectriques pour leur bonne résistance mécanique et leur résistance à la corrosion intéressante. Bien que ces matériaux aient largement été étudiés d'un point de vue mécanique et microstructural, le lien entre ces caractéristiques et les mécanismes d'endommagement n'est pas clairement établi. Or dans certaines situations, l'exploitant est amené à opérer dans des conditions d'écoulement cavitant qui endommage les turbines jusqu'à provoquer des pertes de masse, des nuisances sonores et des diminutions du rendement. Dans ces situations, pour que le turbinier puisse prédire la durée de vie des composants exposés à la cavitation, il doit recourir à des modélisations mais ces dernières reposent sur un point clef du modèle mathématique : la loi d'endommagement. L'objectif des travaux de recherche présentés dans ce manuscrit est précisément de caractériser et de modéliser les mécanismes d'endommagement induits par la cavitation.Dans ce travail, les matériaux ont été exposés à la cavitation à l'aide de deux dispositifs expérimentaux complémentaires, MUCEF et PREVERO, permettant de générer respectivement de la cavitation acoustique et hydrodynamique. Afin d'identifier les mécanismes d'endommagement, des suivis temporels de l'amorçage et de la propagation des fissures ont été effectués à la surface des matériaux par microscopie électronique et dans le volume par tomographie aux rayons X. Les observations mettent en évidence que l'amorçage des fissures se produit au voisinage d'éléments non métalliques, le long de bandes de glissements persistantes, signatures d'une sollicitation de fatigue à très faible nombre de cycles. Les fissures se propagent de la surface vers le volume puis parallèlement à la surface sans plus être influencées par la présence des intermétalliques. Nous avons montré que ce mécanisme d'endommagement est le même pour les deux matériaux sélectionnés, pour deux états microstructuraux testés et pour les deux conditions expérimentales. Finalement, les distributions de taille et de fréquence des pits permettent de proposer un modèle simple d'endommagement utilisable par des simulations par éléments finis.