L'évaluation de la durée de vie en fatigue est essentielle dans la conception de structures. Sous estimé les prévisions peut entraîner des inspections en service inutiles. En revanche, les prévisions surestimées peuvent avoir des conséquences graves sur l'intégrité des structures.Dans certains composants de centrale nucléaire, un chargement mécanique en fatigue équi-biaxiale est décelé. L’identification de l'impact potentiel de chargement multiaxial sur la durée de vie des composants est une préoccupation majeure. Peu de données expérimentales sont disponibles sur les aciers inoxydables austénitiques présents au niveau des circuits REP. Il est ainsi essentiel d'améliorer les méthodes d'évaluation de la fatigue afin de prendre en compte les dommages potentiels de la fatigue équi-biaxiale. Par conséquent cela nécessite l'obtention de données expérimentales sur le matériau considéré avec une sollicitation mécanique équi-biaxiale.Le but de cette étude est de présenter les résultats expérimentaux et numériques obtenus avec un dispositif "FABIME2" développé au CEA/LISN en collaboration avec EDF et AREVA. L’association des résultats expérimentaux obtenus avec une analyse numérique, réalisée sur le code de calcul Cast3m,a permis de mettre en évidence l’effet aggravant d’un chargement équi-biaxial sur l’amorçage de fissure mais qui reste couvert par la courbe de conception définie par l’industrie nucléaire. Côté propagation de fissure, une première approche simplificatrice a permis d’étudier la cinétique d propagation de fissure en fatigue équi-biaxiale. / Fatigue lifetime assessment is essential in the design of structures. Under-estimated predictions mayresult in unnecessary in service inspections. Conversely, over-estimated predictions may have seriousconsequences on the integrity of structures.In some nuclear power plant components, the fatigue loading may be equi-biaxial because of thermalfatigue. So the potential impact of multiaxial loading on the fatigue life of components is a majorconcern. Meanwhile, few experimental data are available on austenitic stainless steels. It is essentialto improve the fatigue assessment methodologies to take into account the potential equi-biaxialfatigue damage. Hence this requires obtaining experimental data on the considered material with astrain tensor in equi-biaxial tension.The aim of this study is to present the experimental and numerical results obtained with a device"FABIME2" developed in the LISN in collaboration with EDF and AREVA. The association of theexperimental results, obtained on the new experimental fatigue device FABIME2, with the numericalanalyses obtained by FEM simulation with Cast3M code, has enabled to define the aggravating effectof the equibiaxial fatigue loading. However, this effect is covered by the Design fatigue curve definedfrom the nuclear industry. For the crack propagation, a first simplified approach enables to study thekinetic behavior of crack propagation in equibiaxial fatigue.

L'extension de la durée de vie des centrales nucléaires est considérée comme un défi énergétique mondial. C’est pourquoi il est nécessaire d’analyser les risques et d’étudier les effets de différents facteurs susceptibles de présenter un risque pour une exploitation sûre à long terme. Ces structures, souvent de grandes dimensions, sont soumises au cours de leurs vies à des chargements complexes combinant des sollicitations mécaniques variées, multiaxiales, avec des valeurs moyennes non nulles associées à des fluctuations de température dans un environnement agressif comme celui de circuit primaire de Réacteur à Eau Pressurisée (REP). Dans ce contexte, la présente étude est inscrite dans le cadre de l’identification de l’effet du milieu REP et de l’équibiaxialité du chargement sur la durée de vie en fatigue des aciers inoxydables austénitiques présents dans les tuyauteries primaires d’un Réacteur à Eau Pressurisée.Pour cela, le CEA a développé, en collaboration avec EDF et FRAMATOME, le dispositif expérimental «FABIME2e» destiné à l’étude de la fatigue équibiaxiale dans le milieu REP.Dans un premier temps, une présentation des résultats expérimentaux et numériques obtenus avec le dispositif FABIME2e est réalisée. Ces résultats montrent l’effet aggravant de l’équibiaxialité du chargement et des conditions REP de l’environnement sur la durée de vie en fatigue des aciers inoxydables austénitiques. Cependant cet effet aggravant reste couvert par la courbe de Design définie par les codes de conception de l’industrie nucléaire. Un nouveau critère de fatigue est ensuite proposé pour prédire la durée de vie en fatigue équibiaxiale tout en prenant en compte l’effet d’environnement REP.Ce travail ouvre plusieurs perspectives industrielles et scientifiques sur l'interprétation mécanique des essais de fatigue équibiaxiale dans l’environnement REP et sur le critère de fatigue proposé. / The lifetime extension of the nuclear power plants is considered as a major energy challenge. For this reason, the risk analysis and the study of various effects of different factors that could potentially represent a hazard to a safe long term operation are necessary. These structures, often of large dimensions, are subjected during their life to complex loading combining varying mechanical and multiaxial loads, with non-zero mean values associated with temperature fluctuations and Pressurized Water Reactor (PWR) environment.In this context, the present study is part of the identification of the PWR environment effect and the equibiaxiality of the loading on the fatigue life of the austenitic stainless steels present in the primary pipes of a Pressure Water Reactor.For this purpose, the CEA has developed, in partnership with EDF and FRAMATOME, the experimental device «FABIME2e» for studying the equibiaxial fatigue in the PWR environment.First, a presentation of the experimental and numerical results obtained with the FABIME2e device is realized. These results show the aggravating effect of equibiaxial loading and environmental PWR conditions on the fatigue life of austenitic stainless steel. This effect remains covered by the Design curve defined by the design codes of the nuclear industry. Second, a new fatigue criterion is proposed to predict the lifetime in equibiaxial fatigue. This criterion takes into account the effect of the PWR environment.This work opens up several industrial and scientific prospects on the mechanical inter-pretation of equibiaxial fatigue tests in PWR environment and on the proposed fatigue criterion.