Du grain de poudre à la pièce

Pendant la phase de compression, le milieu pulvérulent acquiert une cohésion d'ensemble pour aboutir à la pièce formée suite à l'éjection comme l'illustre la figure 2.2.1.

Figure 2.2.1: La pièce à vert n'est qu'un assemblage de grains

Les moyens et dispositifs expérimentaux permettent d'aborder l'étude des grains à l'échelle de quelques dizaine de micromètres (microscopie optique) jusqu'à l'échelle macroscopique caractéristique des dimensions de la pièce industrielle (efforts produits par les presses). Les paramètres qui vont influer sur le procédé et les caractéristiques des pièces sont nombreux. Les grains possèdent des caractéristiques tels que la taille, la forme (sphérique, spongieuse), la nature des matériaux constitutifs (ductile, fragile). Les interactions induites par la compression entre grains voisins (contrainte normale, contrainte tangentielle, surface de contact) dépendent des premières caractéristiques énoncées et de la présence éventuelle d'un liant ou d'un lubrifiant. L'ensemble de ces paramètres intrinsèques à la nuance de poudre mise en uvre conditionne en partie, a priori, le comportement de la poudre au cours du procédé. D'autres aspects en rapport avec la technologie tels que la nature des outillages, les capacités de la presse et son mode de pilotage sont également à prendre en compte. L'une des mesures importantes au sein d'un massif de poudre est sa densité relative. Cette quantité n'a de sens que pour un nombre suffisamment grand de grains (plusieurs centaines). A partir de cette échelle et lorsque le nombre de grains considérés dans la pièce augmente, les fluctuations et distributions de densité apparaissent. Ce transport entre deux échelles peut être également imagé pour les contraintes et les déformations. Le champ de déformations entre deux grains ductiles avec un glissement relatif ou deux grains fragiles subissant des ruptures peut être très perturbé, voire discontinu. A l'échelle de la pièce, le champ de déformations est continu au travers de la moyenne des contributions des mécanismes locaux. Il est a priori possible d'étudier le procédé de mise en forme de deux points de vue :

• en se plaçant au niveau des grains et ainsi observer leurs comportements individuels et leurs interactions avec le voisinage,
• en se plaçant à l'échelle de la pièce et examiner les phénomènes globaux.

Ces deux points de vue sont abordés ici en utilisant les terminologies d'analyses micro-mécanique et phénoménologique.