Hystérésis d'alliages thermoélastiques, étude comparative de quelques modèles de comportement des alliages à mémoire de forme

(Reçu le 3 décembre 1992, révisé le 8 avril 1993, accepté le 27 avril 1993)

Abstract
The hysteretic behaviour of shape memory alloys (SMA) needs a more and more thin analysis because of its importance for technological applications. The comparison between different approaches allows to explicite the specifity of every model (macroscopic approach, micro-macro level, local description, phenomenological approach) and their points of convergence. On one hand, a thermodynamic treatment with a free energy expression as a mixing rule of each phase (parent or austenite phase and martensite) by adding a coupling term: the configurational energy, allowes modelling of material hysteresis loops. On the other hand, a phenomenological treatment based on a local investigation of two single crystals with a visualisation of microscopic parameters allows to perceive the phase transition mechanisms (nucleation, growth). All the obtained results show the importance of entropy production (or of the definition of the configurational energy term) for the correct description of hysteresis loops (subloops or external).

Résumé
Du fait de son importance pour les applications industrielles, le comportement hystérétique des alliages thermoélastiques (alliages à mémoire de forme : AMF) nécessite une analyse de plus en plus approfondie. L'examen partiel des différentes approches permet de souligner la spécificité de chacun des modèles (approche macroscopique, échelle micro-macro, descriptions locales, approches phénoménologiques) et leurs points de convergence. D'une part, un traitement thermodynamique avec une énergie libre écrite comme une loi de mélange des énergies de l'austénite et de la martensite en y ajoutant un terme de couplage (une énergie de configuration) permet la modélisation des cycles d'hystérésis du matériau. D'autre part, l'étude locale expérimentale est limitée à deux monocristaux avec des traitements thermiques différents et permet ainsi d'appréhender les mécanismes de transition de phase (nucléation, croissance, friction des interfaces ...). L'ensemble des résultats obtenus souligne l'importance décisive de la production d'entropie (ou de la définition choisie de l'énergie de configuration) pour une description correcte de boucles d'hystérésis (interne ou externe).