Analyse de la fissuration au voisinage d'une interface dans les matériaux fragiles : applications aux composites à matrice céramique et aux combustibles nucléaires - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Analysis of interfacial crack mechanisms in brittle materials : applications to ceramic matrix composites and nuclear fuels

Analyse de la fissuration au voisinage d'une interface dans les matériaux fragiles : applications aux composites à matrice céramique et aux combustibles nucléaires

Résumé

In this study, criterions are proposed to describe crack initiation in the vicinity of an interface in brittle bimaterials. The purpose is to provide a guide for the elaboration of ceramic multi-layer structures being able to develop damage tolerance by promoting crack deflection along interfaces. Several cracking mechanisms are analyzed, like the competition between the deflection of a primary crack along the interface or its penetration in the second layer. This work is first completed in a general case and is then used to describe the crack deviation at the interface in ceramic matrix composites and nuclear fuels. In this last part, experimental tests are carried out to determine the material fracture properties needed to the deflection criteria. An optimization of the fuel coating can be proposed in order to increase its toughness.
Cette étude concerne la mise au point de critère prédictifs d'amorçage de fissures au voisinage d'une interface dans les bimatériaux fragiles. Le but est d'aider à l'élaboration de structures multicouches céramiques pouvant s'endommager progressivement en favorisant la déviation des fissures le long des interfaces entre couches. . Plusieurs mécanismes de fissuration sont analysés comme la compétition entre l'amorçage d'une décohésion interfaciale et la rupture du second matériau en amont d'une fissure principale située dans la couche adjacente. Ce travail est ensuite appliqué pour décrire la dérivation de fissure par une interface dans les composites à matrice céramique puis dans les combustible de réacteurs nucléaires. Sur cette dernière partie, une campagne expérimentale est menée pour déterminer les paramètres matériaux nécessaires aux critères de déviation ; une optimisation de l'enrobage du combustible est enfin proposée afin d'accroître sa ténacité apparente.
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Dates et versions

tel-03621364 , version 1 (28-03-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03621364 , version 1

Citer

Benoît Poitou. Analyse de la fissuration au voisinage d'une interface dans les matériaux fragiles : applications aux composites à matrice céramique et aux combustibles nucléaires. Mécanique des matériaux [physics.class-ph]. Université Bordeaux 1, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03621364⟩

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