Brevet FR3070491A1 — publié le 20190301

Eprouvette en croix pour la réalisation d'essai sous sollicitation mécanique bi-axiale DOMAINE TECHNIQUE [0001 ] La présente invention concerne une éprouvette en croix pour la réalisation d'essai sous sollicitation mécanique bi-axiale. ETAT DE LA TECHNIQUE [0002]L'état de la technique comprend notamment les documents FR-A1-2 993 10 660, FR-A1-2 999 287, FR-A1-3 005 734 et FR 3 009 752. [0003]Les méthodes et modèles de calcul de durée de vie des pièces aéronautiques et de tenue sous efforts exceptionnels évoluent continuellement afin de développer des moteurs conformes aux objectifs vendus aux avionneurs ou d'étendre les durées de vie des moteurs déjà en service. 15 [0004]L'un des leviers les plus prometteurs pour lever les conservatismes des méthodes de calcul actuelles est de mieux représenter la tenue en fatigue du matériau sous un chargement multi-axial, et en particulier bi-axial. [0005]A titre d'exemple, la figure 1 montre un disque de rotor 10 d'une turbomachine. Les zones 12-16 sont des zones de concentration de contraintes 20 soumises en fonctionnement à des chargements bi-axiaux « traction-traction », au niveau de la toile (zone 12), au niveau des rayons sous jante (zones 14) et au niveau des congés sous virole (zone 16) du disque. [0006]Les figures 2a à 2c montrent différents types de sollicitations mécaniques axiales d'une pièce schématiquement représentée par un cube. La pièce est 25 chargée avec une sollicitation en contrainte (ou déformation) uni-axiale à la figure 2a, bi-axiale traction-traction à la figure 2b et bi-axiale traction-compression à la figure 2c. [0007]Pour représenter les zones chargées avec une sollicitation bi-axiale traction-compression (figure 2c), il est possible d'établir des modèles grâce à des 2 essais uni-axiaux (rapides et peu coûteux) qui sont ajustés en prenant en compte des marges de sécurité. [0008] Dans le cas de la modification du comportement en fatigue d'un matériau sous sollicitation traction-traction, on réalise en général des essais bi-axiaux sur 5 des éprouvettes « en croix ». La figure 3 représente une éprouvette en croix 18 de la technique antérieure. [0009]Cependant, avec la technologie actuelle, la réalisation d'essais bi-axiaux est coûteuse, en particulier car elle nécessite une machine complexe d'essai sous sollicitation bi-axiale. Cette machine est équipée de quatre vérins lourds et est peu répandue. Elle nécessite une compétence d'opérateurs spécifiques et peu courante. L'encombrement des vérins rend difficile l'utilisation de fours afin de réaliser des essais en température ou une instrumentation. [0010]Le document US-B1-6,860,156 décrit une machine d'essai multi-axial destinée à être équipée d'une éprouvette en croix. [0011 ] La présente invention propose une solution simple, efficace et économique au problème précité. EXPOSE DE L'INVENTION [0012] L'invention propose une éprouvette en croix pour la réalisation d'essai sous sollicitation mécanique bi-axiale, ladite éprouvette étant réalisée d'une seule pièce et comportant une portion centrale sensiblement en croix présentant un axe A et quatre branches s'étendant radialement vers l'extérieur autour dudit axe, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre deux portions latérales d'attache diamétralement opposées par rapport audit axe et reliées chacune à deux desdites branches, lesdites portions latérales étant configurées pour être fixées à des mors ou des brides d'une machine d'essai sous sollicitation uni-axiale. [0013]Un des objectifs de l'invention est de permettre de solliciter une « zone utile » (la zone dans laquelle les mesures sont réalisées) d'une éprouvette en croix sous un chargement bi-axial traction-traction (ou compression-compression selon le sens de l'effort transmis par la machine d'essai), tout en l'adaptant sur 3 une machine d'essai uni-axiale (plus répandue, et dont l'utilisation est moins coûteuse). [0014] Cette invention est utile pour les essais ayant pour but de caractériser : - la tenue en fatigue d'un matériau sous chargement bi-axial ; 5 - la propagation d'une fissure dans un matériau sous chargement bi-axial (utilisation d'une éprouvette dont la fissure est pré-amorcée) monotone ou cyclique ; - la loi de comportement d'un matériau sous chargement bi-axial, quasi-statique ou dynamique ; 10 - la tenue en rupture d'un matériau sous chargement bi-axial, monotone, quasi-statique ou dynamique. [0015]L'invention a ainsi pour but de permettre de réduire le coût des essais mécaniques de caractérisation d'un matériau sollicité sous chargement bi-axial 15 par exemple en traction-traction. [0016]L'éprouvette selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - l'éprouvette est réalisée d'une seule pièce ; 20 - l'éprouvette a une forme générale plane ; - l'éprouvette s'inscrit dans un parallélépipède ayant une épaisseur, une longueur qui est définie par la distance maximale entre lesdites portions latérales, et une largeur qui est définie par la dimension maximale de chacune desdites portions latérales ; 25 - lesdites branches sont réparties pour être symétriques deux à deux par rapport à un plan qui passe par ledit axe (A), - lesdites branches sont chacune reliées par un bras à l'une desdites portions d'attache ; - chacune desdites portions d'attache est reliée à deux bras ; 30 - ladite éprouvette comprend une lumière de forme générale ovale ou ovoïde entre chaque portion latérale d'attache et les deux bras ; 4 - ladite portion centrale comprend quatre bords périphériques concaves, dont deux premiers bords diamétralement opposés et présentant un rayon de courbure R1, et deux seconds bords diamétralement opposés et présentant un rayon de courbure R2, R2 étant supérieur à R1 ; 5 - un ratio D1/D2 est compris entre 0,4 et 1,2, D1 étant une distance minimale entre un centre de ladite portion centrale et l'un desdits deux premiers bords, et D2 étant une distance minimale entre ce centre et l'un desdits deux seconds bords ; - chaque lumière comprend, du côté de ladite portion centrale, un desdits 10 premiers bords de rayon R1 ; - ladite portion centrale comprend, sur l'une de ses faces sensiblement perpendiculaires audit axe, une cavité en forme de calotte sphérique centrée sur l'axe A; - ladite cavité comporte une zone circulaire centrée sur l'axe A d'épaisseur 15 sensiblement constante ; - à l'exception d'au moins une partie de ladite zone comportant ladite cavité, ladite éprouvette est traitée par grenaillage ; - ladite cavité est incluse dans une zone circulaire centrée sur l'axe A d'épaisseur progressivement décroissante vers l'axe A; ceci permet 20 d'éviter une amorce de contrainte dans la zone utile. [0017] La présente invention concerne également un procédé de réalisation d'une éprouvette telle que décrite ci-dessus, comportant des étapes d'optimisation numérique de paramètres géométriques de l'éprouvette suivies d'une étape de 25 fabrication de cette éprouvette selon les paramètres optimisés, lesdites étapes d'optimisation comportant : - une étape d'initialisation des paramètre géométriques, - une étape d'optimisation de premiers paramètres géométriques, par une approche globale, l'ensemble des premiers paramètres étant optimisé afin 30 qu'un taux de bi-axialité dans une zone utile de l'éprouvette tende vers une valeur cible, - des étapes d'optimisation de seconds paramètres géométriques, par des approches locales, chacun des seconds paramètres étant optimisé 5 indépendamment des autres seconds paramètres en fonction de niveaux de contraintes acceptables dans les zones considérées, - une étape d'optimisation des premiers et seconds paramètres géométriques, par une double approche globale et locale afin que le taux 5 de bi-axialité dans la zone utile de l'éprouvette tende vers la valeur cible. [0018] Les premiers paramètres sont avantageusement différents des seconds paramètres. Les premiers paramètres sont par exemple des distances et des épaisseurs. Les seconds paramètres sont par exemple des rayons. 10 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0019] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés 15 dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d'un disque de rotor de turbomachine ; - les figures 2a à 2c montrent de manière très schématique des sollicitations mécaniques axiales d'une pièce ; 20 - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une éprouvette en croix de la technique antérieure ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une éprouvette en croix selon l'invention ; - les figures 6, 7a et 7b sont des représentations schématiques illustrant le 25 fonctionnement de l'éprouvette selon l'invention ; - la figure 8 est une autre vue schématique partielle de l'éprouvette de la figure 4; - la figure 9 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 8 ; et - la figure 10 est un ordinogramme illustrant un mode de réalisation d'un procédé 30 d'optimisation numérique proposé dans le cadre de la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0020] Les figures 1 à 3 ont été décrites dans ce qui précède. 6 [0021 ] La figure 4 représente une éprouvette en croix 20 selon un exemple de réalisation de l'invention. L'éprouvette 20 est réalisée d'une seule pièce. 5 [0022]L'éprouvette 20 a une forme générale plane et est ici inscrite dans un parallélépipède d'épaisseur e. Elle comprend plusieurs portions distinctes dont notamment une portion centrale 22 sensiblement en croix, encadrée par un premier rectangle 24 en pointillés à la figure 5, et deux portions latérales d'attache 26, dont une est encadrée par un rectangle 28 en pointillés à la figure 5. 10 [0023] Les portions latérales 26 sont diamétralement opposées par rapport à un axe central A de l'éprouvette 20, qui est sensiblement perpendiculaire au plan de l'éprouvette et passe sensiblement par le centre de la portion centrale 22. 15 [0024]Chaque portion latérale 26 a une forme générale de parallélépipède et est configurée pour être fixée à un mors ou une bride d'une machine d'essai sous sollicitation uni-axiale. Chaque portion 26 peut comprendre des orifices 30 de passage de moyens de fixation de l'éprouvette au mors ou à la bride de la machine d'essai. 20 [0025] Les portions 26 représentent ainsi des zones d'adaptation pour le montage de l'éprouvette sur la machine d'essai uni-axiale (traction/compression). [0026]Chaque portion 26 a une largeur et une longueur, cette longueur 25 définissant la largeur maximale I de l'éprouvette 20 et la largeur du rectangle précité dans laquelle est inscrite l'éprouvette 20. La distance maximale entre les portions 26 définit la longueur maximale L de l'éprouvette 20 et la longueur du rectangle précité dans laquelle est inscrite l'éprouvette. 30 [0027] La portion centrale 22 comprend quatre branches 32 s'étendant radialement vers l'extérieur autour de l'axe A. Les branches 32 sont ici régulièrement réparties autour de l'axe A et donc diamétralement opposées deux à deux. 7 [0028] La portion centrale 22 comprend deux faces, respectivement supérieure et inférieure, seule la face supérieure étant visible sur les dessins. La portion centrale 22 comprend sur sa face supérieure une cavité 34 en forme de calotte sphérique (creuse) centrée sur l'axe A. Cette cavité 34 est située dans une zone 5 appelée « zone centrale » 36. Cette zone centrale 36 est circulaire et centrée sur l'axe A. Cette zone centrale 36 a pour fonction de répartir les flux d'efforts de manière à obtenir l'état de contrainte désiré (en termes de niveau de contrainte et de bi-axialité) dans une zone 38 dite utile. La zone centrale 36 présente une réduction progressive de son épaisseur entre les branches 32 et son centre, afin 10 d'obtenir un maximum de niveau de contrainte dans ce centre (ce qui permet d'éviter d'amorcer une fissure dans une autre zone que cette zone utile). La progressivité de la réduction de section évite des sur-contraintes dans la zone centrale 36. 15 [0029]Au centre de la zone centrale 36 est située une zone plus petite de concentration de contraintes appelée « zone utile » 38. C'est dans cette zone que l'état de sollicitation mécanique recherché est obtenu. Les mesures des caractéristiques mécaniques du matériau sont en effet effectuées dans cette zone 38. Cette zone 38 peut avoir une épaisseur homogène (si un champ de contrainte 20 homogène est recherché) comme sur l'exemple ci-dessus, ou une épaisseur plus fine en son centre (si des effets de concentration de contrainte (aussi appelés « effets Kt ») sont recherchés). [0030] Chaque portion latérale 26 est reliée à deux branches 32 par deux bras 40. 25 Les bras 40 reliés à chaque portion latérale 26 s'étendent sensiblement parallèlement entre eux et d'un côté diamétralement opposé par rapport au côté sur lequel s'étendent les deux autres bras. Les bras sont ainsi répartis par paires, une paire de bras reliant une portion latérale à deux branches 32 de la portion centrale 22. 30 [0031 ] Les bras 40 de chaque paire sont séparés l'un de l'autre par une lumière 44 traversante de forme générale ovale ou ovoïde. 8 [0032] La portion centrale 22 comprend quatre bords périphériques concaves, dont deux premiers bords diamétralement opposés et présentant un rayon de courbure R1, et deux seconds bords diamétralement opposés et présentant un rayon de courbure R2. R2 est supérieur à R1. Chaque lumière 44 comprend, du 5 côté de la portion centrale 22, un des premiers bords de rayon R1. [0033]Chaque paire de bras 40 est située dans une zone, schématiquement représentée par un rectangle 42 en traits pointillés. Les bras 40 et donc cette zone 42 ont pour but de séparer le flux d'effort uni-axial transmis par la machine 10 d'essai en quatre torseurs d'efforts sur la zone centrale 36. [0034]Chaque paire de bras 40 est reliée à une portion d'attache 26 par une partie de transition 46 qui représente une zone de répartition des flux d'efforts entre les zones 42 et 28. Les zones 48 comportant les parties de transition 46 ont 15 pour but d'éviter des sur-contraintes lors du passage des efforts dans les bras 40. [0035]Chaque lumière 44 s'étend jusque dans cette zone 48 et comprend un bord périphérique incurvé concave de rayon R3, qui est de préférence compris entre R1 et R2. 20 [0036]L'invention propose ainsi une éprouvette en croix 20 destinée à être sollicitée uni-axialement à ses extrémités et comportant une zone de sollicitation bi-axiale. 25 [0037]Dans un premier temps, les inventeurs ont imaginé une structure préliminaire faite de corps rigides, de liaisons cinématiques et de ressorts qui permette de transformer un effort uni-axial généré par la machine d'essai en une sollicitation bi-axiale traction-traction appliquée sur une « zone centrale ». Cette zone centrale est un corps qui contient la « zone utile » dans laquelle des 30 contraintes bi-axiales sont souhaitées. [0038]Dans la structure préliminaire présentée en figure 6, la zone centrale correspondant au carré ABCD est sollicitée de manière équi-biaxiale traction-traction lorsque l'on déplace les corps EF et GH de manière uni-axiale selon l'axe 9 +1- Y (Translations Ti et -Ti). Ainsi, le carré ABCD augmente de surface tout en restant carré. [0039] On peut démontrer qu'il existe un couple de raideur (K1, K2) permettant de vérifier cette condition. Une démonstration consiste à analyser des cas extrêmes, 5 lorsque K1 a une rigidité infinie, et K2 a une souplesse infinie, puis inversement (figures 7a et 7b). Dans chacun de ces cas extrêmes, le carré ABCD est déformé suivant respectivement l'axe X ou Y. Une déformation du carré ABCD suivant une combinaison des deux axes est alors possible avec une répartition des raideurs entre K1 et K2 située entre ces deux extrêmes. 10 [0040]Le parti-pris de l'invention consiste à ne pas faire intervenir de mécanisme à base de liaisons cinématiques (telles que des pivots, laissons glissantes, etc.) entre les mors de la machine d'essai et la zone utile de l'éprouvette, car ces mécanismes présentent l'inconvénient de concentrer des contraintes hors de la zone utile où le matériau est caractérisé. 15 [0041 ]L'objectif est donc de créer une structure composée d'un seul corps mécanique, permettant de dévier les flux d'efforts entre la partie de la structure prise dans les mors de la machine d'essai (sollicitation uni-axiale) et la zone utile (sollicitation bi-axiale). [0042]La structure présentée figure 6 utilise des liaisons pivots. L'équivalent 20 mécanique des liaisons pivots sans roulement ni glissement est obtenu en les remplaçant par des zones flexibles dans l'éprouvette. Ces zones flexibles sont obtenues par des restrictions de section (soit par réduction de l'épaisseur de l'éprouvette, soit par réduction de la largeur dans les zones de passage des efforts), ou par la flexion des bras dans l'éprouvette 20. 25 [0043] La figure 8 illustre l'équivalent entre la première structure imaginée (faite de corps rigides assemblés) et la structure retenue (faite d'une seule pièce flexible). Dans cette structure, chaque bras est suffisamment long et fin pour fléchir et présenter l'équivalent d'une liaison pivot (avec bien sûr une raideur associée). 10 [0044] Pour obtenir un chargement équi-biaxial sur le carré ABCD, une optimisation numérique des paramètres de conception suivants peut être réalisée (cf. figure 9) : - la distance D1 (distance minimale entre le centre de la portion centrale 5 22 et l'un des bords de rayon R1) et le rayon de courbure R1, qui influent sur la raideur locale de la partie haute de la zone centrale, celle correspondant à la raideur K1 sur la structure préliminaire ; - la distance D2 (distance minimale entre le centre de la portion centrale 22 et l'un des bords de rayon R2) et le rayon de courbure locale R2, qui 10 influent sur la raideur locale de la partie latérale de la zone centrale, celle correspondant à la raideur K2 sur la structure préliminaire. [0045] Une étude de la structure a mené aux conclusions suivantes : - la distance D2 influe fortement et avec une corrélation positive sur la 15 contrainte dans la zone utile (pour un effort donné transmis par les mors) ; - la distance D1 (respectivement D2) influe fortement, et avec une corrélation positive, sur la raideur K1 (respectivement K2) ; - le rayon R1 (respectivement R2) influe faiblement, et avec une corrélation négative, sur la raideur K1 (respectivement K2) ; 20 - la distance D1 (respectivement D2) influe faiblement, et avec une corrélation négative, sur le niveau de contrainte dans la partie haute de la zone centrale (respectivement la partie latérale de la zone centrale) ; - le rayon R1 (respectivement R2) influe fortement, et avec une corrélation négative, sur le niveau de contrainte dans la partie haute de la zone 25 centrale (respectivement la partie latérale de la zone centrale) ; et - le ratio D1/D2 influe sur le taux de bi-axialité dans la zone utile. [0046] La figure 10 est un ordinogramme illustrant un mode de réalisation d'un procédé d'optimisation numérique proposé dans le cadre de la présente invention. 30 [0047] Ce procédé vise à optimiser efficacement les paramètres de conception suivants : 11 - D1, D2, R1, R2, R3 : définis plus haut ; - Emin : correspondant à l'épaisseur minimale de l'éprouvette (dans la zone utile, zone A de la figure 5) ; et - Emax : correspondant à l'épaisseur maximale de l'éprouvette (dans les 5 parties 40, 48 et 26 de la figure 5). [0048] Le procédé d'optimisation a pour objectifs d'obtenir : - un taux de bi-axialité dans la zone utile le plus proche du taux de bi-axialité cible, 10 - la localisation de la contrainte maximale dans la zone utile et non dans un rayon de raccordement, et - un niveau de contrainte dans la zone utile supérieur (o_zu) à un niveau attendu (o_zu_min), afin d'assurer l'amorçage ou la propagation de la fissure pour un effort modéré au niveau des mors de l'éprouvette. 15 [0049] Nous allons dissocier les paramètres influant sur le comportement global de l'éprouvette (D1, D2, Emin, Emax), des paramètres influant essentiellement sur les contraintes locales dans l'éprouvette (les rayons de courbure R1, R2, R3). Nous allons dans un premier temps optimiser les paramètres globaux afin 20 d'obtenir la forme générale de l'éprouvette, puis nous allons affiner les paramètres locaux (rayons de courbure) afin de réduire les contraintes locales. Enfin, nous allons réaliser une dernière passe d'optimisation de tous les paramètres afin de prendre en compte le couplage entre les paramètres globaux et locaux. Ce processus permet de maximiser les chances d'obtenir une géométrie optimale. 25 [0050] Le procédé comprend les six étapes suivantes : - Etape Pi: lnitialisation des paramètres : o Les paramètres D1, D2, Emin, Emax, R1, R2, R3 sont initialisés sur la base d'une géométrie fabricable ; 30 - Etape P2 : Optimisation des paramètres globaux o Paramètres optimisés : D1, D2, Emin, Emax ; 12 o Objectif de l'optimisation : Faire tendre le taux de bi-axialité dans la zone utile vers le taux de bi-axialité cible ; o Contraintes de l'optimisation : - o_zu > o_zu_min 5 - o_hors_zu / G_ZU G K_securité_global - o_hors_zu : correspond au niveau de contrainte maximal dans l'éprouvette en dehors de la zone utile ; - K_securité_global : est un ratio acceptable entre le niveau de contrainte hors zone utile et le niveau de 10 contrainte dans la zone utile. Une valeur comprise entre 0,8 et 0,99 est préconisée. Ce ratio a pour objectif de garantir la localisation de l'amorçage d'une fissure dans la zone utile malgré les dispersions inhérentes au phénomène de fatigue ou les 15 dispersions de fabrication de l'éprouvette. [0051 ]Les étapes P3.1, P3.2, et P3.3 ont pour objectif de réaliser une optimisation des paramètres locaux R1, R2, et R3. Leur ordre d'enchainement est arbitraire et ils peuvent être intervertis. 20 - Etape 3.1 : Optimisation du paramètre local R1 o Paramètre optimisé : R1 o Objectif de l'optimisation ; - o_z1 / o_zu o_zu_min 30 - o_hors_zu / G_ZU G K_securité_global - o_z1 / G_ZU REVENDICATIONS1. Eprouvette en croix (20) pour la réalisation d'essai sous sollicitation mécanique bi-axiale, ladite éprouvette étant réalisée d'une seule pièce et comportant une portion centrale (22) sensiblement en croix présentant un axe A et quatre branches (32) s'étendant radialement vers l'extérieur autour dudit axe, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre deux portions latérales d'attache (26) diamétralement opposées par rapport audit axe et reliées chacune à deux desdites branches, lesdites portions latérales étant configurées pour être fixées à des mors ou des brides d'une machine d'essai sous sollicitation uni-axiale. 2. Eprouvette (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle elle s'inscrit dans un parallélépipède ayant une épaisseur (e), une longueur (L) qui est définie par la distance maximale entre lesdites portions latérales (26), et une largeur (I) qui est définie par la dimension maximale de chacune desdites portions latérales. 3. Eprouvette (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle lesdites branches (32) sont réparties pour être symétriques deux à deux par rapport à un plan qui passe par ledit axe (A), et sont chacune reliées par un bras (40) à l'une desdites portions d'attache (26). 4. Eprouvette (20) selon la revendication précédente, dans laquelle chacune desdites portions d'attache (26) est reliée à deux bras (40) et comprenant une lumière (44) de forme générale ovale ou ovoïde entre chaque portion latérale d'attache (26) et les deux bras (40). 5. Eprouvette (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ladite portion centrale (22) comprend quatre bords périphériques concaves, dont deux premiers bords diamétralement opposés et présentant un rayon de courbure R1, et deux seconds bords diamétralement opposés et présentant un rayon de courbure R2, R2 étant supérieur à R1. 6. Eprouvette (20) selon la revendication précédente, dans laquelle un ratio D1/D2 est compris entre 0,4 et 1,2, D1 étant une distance minimale entre un centre de ladite portion centrale et l'un desdits deux premiers bords, et D2 étant une distance minimale entre ce centre et l'un desdits deux seconds bords. 19 7. Eprouvette (20) selon la revendication 5 ou 6, en dépendance de la revendication 4, dans laquelle chaque lumière (44) comprend, du côté de ladite portion centrale (22), un desdits premiers bords de rayon R1. 8. Eprouvette (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle 5 ladite portion centrale (22) comprend, sur l'une de ses faces sensiblement perpendiculaires audit axe, une cavité (34) en forme de calotte sphérique centrée sur l'axe A. 9. Eprouvette (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle, à l'exception d'au moins une partie de ladite zone comportant ladite cavité (34), 10 ladite éprouvette est traitée par grenaillage. 10. Eprouvette (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ladite cavité (34) est incluse dans une zone circulaire centrée sur l'axe A d'épaisseur progressivement décroissante vers l'axe A. 11. Eprouvette (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle 15 ladite cavité (34) comporte une zone circulaire (38) centrée sur l'axe A d'épaisseur sensiblement constante. 12. Procédé de réalisation d'une éprouvette (20) selon l'une des revendications précédentes, comportant des étapes d'optimisation numérique de paramètres géométriques de l'éprouvette suivies d'une étape de fabrication de cette 20 éprouvette selon les paramètres optimisés, lesdites étapes d'optimisation comportant : - une étape d'initialisation des paramètre géométriques, - une étape d'optimisation de premiers paramètres géométriques, par une approche globale, l'ensemble des premiers paramètres étant optimisé afin 25 qu'un taux de bi-axialité dans une zone utile de l'éprouvette tende vers une valeur cible, - des étapes d'optimisation de seconds paramètres géométriques, par des approches locales, chacun des seconds paramètres étant optimisé indépendamment des autres seconds paramètres en fonction de niveaux 30 de contraintes acceptables dans les zones considérées, - une étape d'optimisation des premiers et seconds paramètres géométriques, par une double approche globale et locale afin que le taux de bi-axialité dans la zone utile de l'éprouvette tende vers la valeur cible.