Etude et modélisation de l’amorçage des fissures de fatigue de roulement au voisinage des microhétérogénéités dans l'acier M50 (80 Mo Cr V 4 1 1)

Ce travail est consacre a l'etude et a la modelisation de l'amorcage des fissures de fatigue qui apparaissent au voisinage des inclusions non-metalliques et des carbures primaires dans l'acier M50. Dans la premiere partie de la these, nous avons etudie les proprietes microstructurales et nous avons determine le comportement mecanique de l'acier M50 en vue d'introduire des parametres realistes dans le modele d'amorcage des fissures. En particulier, nous avons caracterise les proprietes elasto-plastiques des microheterogeneites. Pour cela, nous avons developpe une procedure experimentale permettant de mesurer le module d'Young et la durete des inclusions par la technique de la nano-indentation. Ensuite, nous avons etudie le comportement microplastique et la plasticite cyclique de l'acier M50. Enfin, nous avons determine experimentalement le nombre de cycles a l'amorcage des fissures par l'examen de roulements a differents stades de la fatigue a l'aide de l'echographie ultrasonore. Dans la deuxieme partie de la these, nous avons developpe une methode de calcul de la limite d'endurance des roulements sollicites en condition de lubrification elasto-hydrodynamique. Cette approche s'appuie sur l'etude des concentrations de contrainte autour des microheterogeneites et sur l'utilisation d'un critere de contrainte local. Enfin, ce travail apporte une contribution nouvelle a la prediction du nombre de cycles a l'amorcage des fissures au voisinage des inclusions. Ce modele met en œuvre une approche mixte micromecanique/metallurgie physique pour evaluer l'accumulation des dislocations conduisant a l'amorcage des fissures dans les "papillons" de fatigue.