Les matériaux de fonderie, du fait de leur procédé d’obtention, présentent une population de défauts initiaux qui joue un rôle primordial sur leur comportement en fatigue. Dans ce travail, on propose de prendre en compte, dans un modèle de fatigue ad hoc, ces défauts de manière indirecte, i.e., sans les caractériser géométriquement. Cette approche est ensuite utilisée pour prévoir la tenue à la fatigue d’une structure obtenue par fonderie : une hélice marine.

L’objectif de cette étude est de proposer un critère de fatigue anisotrope pour ledimensionnement en fatigue de pièces industrielles forgées. Des résultats de différentescampagnes d’essais obtenus sur 3 nuances d’acier laminés sont tout d’abord présentés. Uneattention particulière est portée à l’observation et à l’analyse des mécanismes d’amorçageà l’origine du comportement anisotrope en fatigue. Un critère de fatigue probabilistepermettant de tenir compte de la compétition possible entre différents types de mécanismesd’amorçage est ensuite développé. Ce critère permet notamment de tracer un diagramme detype Kitagawa probabiliste.

Les pièces de forge sont universellement reconnues pour leurs bonnes propriétésmécaniques, notamment en fatigue. L’approche proposée ici consiste à intégrer lasimulation du forgeage dans le dimensionnement en fatigue des pièces forgées. Le fibrageet le taux de corroyage sont deux caractéristiques principales du forgeage. À l’aide dulogiciel FORGE®, le fibrage est calculé tout au long desopérations de mise en forme. Ce fibrage, ainsi que les contraintes résiduelles, sontensuite introduits dans des outils de dimensionnement pour améliorer la prédiction ducalcul de durée de vie en fatigue. Les critères de fatigue actuels, basés sur des modèlesisotropes, ne permettent pas de valoriser le sens long de ce fibrage, et par là les piècesde forge, car c’est en général dans ce sens que ces pièces sont le plus sollicitées. Uneextension anisotrope du modèle de Papadopoulos est proposée sur la base d’une campagneexpérimentale effectuée sur des éprouvettes prélevées à 0°, 45° et90° par rapport à la direction de fibrage. Une modélisation à l’échelle micro(DIGIMICRO) permet également de mieux comprendre le rôle des inclusions sur lessollicitations en fatigue. La mise en place d’une chaîne de simulation virtuelle globale àl’échelle d’un composant industriel, associée à des modélisations microstructurales,permet de mieux comprendre et de quantifier le rôle du fibrage sur les propriétés enfatigue à grand nombre de cycles des pièces forgées.