INDIANA

Influence des défauts de fonderie dans l’endommagement par fatigue thermomécanique oligocyclique des alliages d’aluminium obtenus par un procédé à modèle perdu
  • Status : pending
  • Coordinator / Pilot : Ecole Centrale de Lille
  • Starting date : 2013-01-01
  • Duration : 48 months
  • Call for proposal type : ANR
  • Call for proposals : MatePro 2012
  • Total Budget : 2527528.19 €
  • Partners : Armines - Site d'Evry, CENTRE TECHNIQUE DES INDUSTRIES DE LA FONDERIE, Ecole Centrale de Lille, ECOLE POLYTECHNIQUE - PARISTECH, INSA Lyon, PSA - Site de Vélizy, UNIVERSITE PARIS
  • Other certification organizations : i-Trans

Depuis des décennies, en raison de considérations environnementales et d’objectifs de réduction des coûts, les constructeurs automobiles ont mené une stratégie de downsizing, en particulier pour les pièces moteur comme les blocs cylindres ou les culasses. Dans ce dernier cas, les alliages d'aluminium ont été choisi pour remplacer la fonte et, depuis quelques années, le Procédé à Modèle Perdu (PMP) a été introduit afin de remplacer la Coulée par Gravité (CG) pour des questions d’optimisation de géométrie, de réduction des coûts et de réduction de masse et donc de consommation. Une des conséquences de ce downsizing est l’augmentation de la puissance spécifique du moteur et des flux de combustion. La culasse devient donc l’une des pièces la plus critique du moteur automobile, soumise à des chargements thermomécaniques sévères lors du cycle de démarrage-arrêt du véhicule.
Une spécificité importante du procédé PMP est le fait que la vitesse de refroidissement est relativement lente par rapport au procédé CG, ce qui crée une microstructure grossière en terme de SDAS mais également une augmentation du nombre de porosités et d’inclusions (intermétalliques, oxydes). Récemment, il a été montré par certains des partenaires du projet que l’endommagement en fatigue oligocyclique thermomécanique (LCF / TMF) est le résultat d'une compétition entre porosités et phases intermétalliques et eutectiques, ce qui peut réduire de façon drastique, dans certains cas, la durée de vie et, par conséquent, la fiabilité des pièces.
L'objectif principal du projet INDiANA est une compréhension fine du phénomène de fatigue thermomécanique de ce type d’alliages afin d'améliorer les critères de fatigue grâce à une approche de modélisation multi-échelle et, par conséquent, la fiabilité cible des composants moteur. Cela nécessite des analyses métallurgiques 2D et 3D, des essais de fatigue isothermes et anisothermes avec des mesures de champs 2D et 3D, des calculs de microstructure et des techniques d'homogénéisation non-linéaires qui combleront l'écart entre la modélisation phénoménologique actuelle en fatigue oligocyclique et les simulations micromécaniques.

Contact :

Eric CHARKALUK

Ecole Centrale de Lille