Études in situ du fluage d’un métal par rayonnement synchrotron

Analyser le vieillissement d’un matériau équivaut souvent à le découper, à le trancher et donc à le détruire. Pourtant, d’autres méthodes, non intrusives, voient le jour : le magazine Science en a d’ailleurs présenté une, développée à l’Institut des sciences et technologies des matériaux (Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie) de l’Université technique de Vienne, sous la direction d’Anke Rita Pyzalla.

La méthode sert à étudier en temps réel le fluage de métaux soumis à des contraintes et à des températures importantes. Pour cela, la pièce métallique est analysée par tomographie, à l’aide d’un rayonnement synchrotron émis par l’accélérateur de l’ESRF de Grenoble (‘European Synchrotron Radiation Facility’).

Les scientifiques ont alors pu observer l’apparition de cavités, puis leur croissance exponentielle, et ce jusqu’à la rupture de la pièce. Ils ont aussi pu suivre le ballet des changements d’orientation des cristaux, provoqués par le fluage. Or de tels changements peuvent prêter à conséquence, en particulier pour les semi-conducteurs : les caractéristiques semi-conductrices d’un métal évoluent du tout au tout selon que ses cristaux subissent des contraintes perpendiculaires à leurs surfaces ou non. Par conséquent, une meilleure connaissance des mécanismes du fluage permettra d’améliorer certaines propriétés des matériaux, dont les métaux et les céramiques.

Pour en savoir plus :

• Anke Rita Pyzalla, Bettina Camin, Thomas Buslaps, Marco di Michiel, Heinz Kaminski, Andreas Kottar, A. Pernack, Walter Reimers (2005). ‘Simultaneous Tomography and Diffraction Analysis of Creep Damage’, Science, 308(5718):92-95, doi:10.1126/science.1106778
• Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie, Getreidemarkt 9, AT-1060 Wien, tél. : +43 1 58801 30801, fax : +43 1 58801 30895, https://wwwt.tuwien.ac.at/