Dans le domaine des sciences du patrimoine, les investigations physico-chimiques constituent de précieux outils pour déterminer les procédés d’élaboration des objets. Néanmoins, les analyses métallographiques couramment réalisées ont le désavantage de nécessiter la réalisation de prélèvements. Cette opération demeure rarement autorisée dans le cas de pièces muséales ou limitée à l’étude d’échantillons de faible taille, qui ne rend compte que d’une information localisée et qualitative des techniques de martelage. Aussi, ce stage s’intéressera à une autre approche, basée sur la simulation expérimentale et numérique du martelage en laboratoire pour caractériser les techniques de martelage d’objets métalliques patrimoniaux réalisés en alliages ferreux. L’étude commencera par l’élaboration d’éprouvettes modèles de compositions chimiques similaires aux objets muséaux étudiées. Les lingots seront laminés à différents taux de réduction puis subiront un recuit de recristallisation. Une partie des éprouvettes sera ensuite soumise à un essai mécanique de martelage. Ensuite, des analyses microstructurales (analyses métallographiques, EBSD (Electron BackScatter Diffraction), mesures de microdureté) seront réalisées afin de caractériser la microstructure et la microtexture du métal (densité de dislocations, taille des grains …). Les éprouvettes serviront également d’alliages de référence pour l’exploitation de mesures SR-DRX (Diffraction des Rayons X sous Rayonnement Synchrotron) qui seront réalisées au synchrotron SOLEIL en mai 2024 sur des pièces d’armures médiévales complètes (mesures réalisées sur la ligne DiffAbs en collaboration avec les laboratoires LAPA-NIMBE (CNRS/CEA) et LM2T (CEA), tous deux basés au CEA Saclay et le Musée de l’Armée). A ce titre, les éprouvettes seront analysées dans les mêmes conditions que les objets muséaux. Les résultats expérimentaux obtenus sur les éprouvettes serviront par la suite à utiliser et améliorer une simulation par éléments finis du martelage mise en place lors d’un précédent stage. Elle permettra une modélisation de l’essai mécanique de martelage réalisé et une description locale des déformations plastiques. L’objectif final sera d’identifier des indicateurs inédits sur les techniques de martelage, susceptibles de varier en fonction de la période, du type d’objet fabriqué ou encore des régions de production.
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