Projet ANR-08-JCJC-0039 – MEGAPROSE : Effets d'échelle sur le comportement mécanique des verres métalliques
Programme : Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs (JCJC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : INSTITUT  NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE - INPG (INSTITUT  NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE - INPG)
Partenaires : Grenoble INP
Montant : 190000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Les verres métalliques partagent, avec certains nanomatériaux, des propriétés mécaniques exceptionnelles et en particulier une limite élastique s'approchant de la limite théorique. Leur principal défaut reste leur quasi absence de plasticité homogène à température ambiante, ce qui limite leurs applications industrielles. Une meilleure compréhension de leurs mécanismes de déformation est nécessaire pour développer de nouveaux verres métalliques ayant des propriétés améliorées. On sait en particulier que, à température ambiante, leur déformation plastique se localise dans des bandes de cisaillement mais l'origine de ces dernières reste un sujet de controverses ; tout particulièrement en ce qui concerne les premières étapes de leur développement. De plus, étant donné que les verres métalliques ne présentent pas d'ordre à longue distance, on ne s'attend pas à observer d'effet d'échelle au cours de leur déformation plastique (leur déformation devrait être indépendante de la taille de l'échantillon). Cette hypothèse a été récemment contredite par des expériences montrant que la capacité de déformation plastique augmente quand une dimension de l'échantillon est inférieure à quelques microns [C. J. Lee, J. C. Huang, T. G. Nieh, Applied Physics letters, 91 (2007) 161913]. Même si la cause de cet effet d'échelle reste inconnue, il pourrait être lié à une taille caractéristique du processus de déformation telle que la longueur critique au dessus de laquelle une bande de cisaillement devient instable (ceci sous l'hypothèse que la fabrication de ces échantillons microscopiques ne modifie pas le comportement mécanique). Dans ce projet, nous ambitionnons d'étudier l'effet d'échelle sur le comportement mécanique des verres métalliques et d'utiliser le lien entre la taille d'un échantillon et le processus de déformation pour mieux comprendre les premières étapes de la formation des bandes de cisaillement. Ce projet sera basé sur une combinaison d'expériences et de simulations. Nous déposerons des films minces de verres métalliques de diverses épaisseurs en utilisant des techniques de microélectronique. Dans ce cadre, la localisation du projet à grenoble est un avantage grâce à la proximité de diverses salles blanches (en particulier la récente PTA « Plateforme de Technologie Amont ») et de MINATEC. Des micro-systèmes d'essais mécaniques seront développés en utilisant les techniques classiques de microélectronique. Des essais in-situ en MET seront également effectués dans l'objectif d'avoir une vision locale des mécanismes de déformation. Dans un même temps nous adapterons aux verres métalliques un système innovant de micro-essais mécaniques auto-actués qui a été récemment développé à Louvain-la-Neuve (laboratoire IMAP) pour tester les propriétés mécaniques d'échantillons cristallins sub-microniques. Finalement, des simulations de dynamiques moléculaires nous permettrons de faire le lien entre les résultats expérimentaux et le comportement atomique local.