La nouvelle technique d'hyperdéformation nommée High Pressure Tube Twisting (HPTT), est un procédé continu d'affinement du grain pour les matériaux métalliques avec la géométrie tubulaire. Il consiste à placer un mandrin dans le tube avant d'appliquer une compression axiale directement sur le tube confiné des deux côtés pour produire une pression hydrostatique importante. Le tube est ensuite cisaillé par un couple externe à l'aide de la force de frottement généré par la pression hydrostatique. Les structures ultrafines produit avec HPTT ont été confirmés par MET et leur propriétés mécaniques ont été évaluées. La limite d'élasticité est augmentée de façon monotone avec la déformation imposée par HPTT. L'évolution de la microstructure est étudiée par la technique EBSD et les mesures de texture ont été réalisées avec des rayons X. Les échantillons déformés ont la texture de cisaillement simple, avec des intensités relativement faibles et l'effet de la texture initiale sur la texture finale persiste jusqu'à un cisaillement de 6. La distribution des désorientations entre les grains est bimodale et le second pic augmente avec la déformation. Application industrielle de cette nouvelle technique SPD exige la modélisation avancée en termes d'évolution de texture et le processus de fragmentation des grains. Dans ce but, le nouveau modèle de fragmentation du grain proposé par Toth et al. a été utilisée. L'affinement du grain améliore les résultats de simulation texture de façon significative et donne des informations complémentaires sur la distribution et la taille moyenne des grains, et la distribution de désorientation qui peut être directement comparés aux résultats expérimentaux / The new severe plastic deformation (SPD) technique, designated as high pressure tube twisting (HPTT), is a continuous process for grain refinement in bulk metallic materials with tubular geometry. It consists of placing a mandrel into the tube before applying an axial compression directly on the tube confined on both sides to produce high hydrostatic pressure. The tube is then twisted by an external torque with the help of the friction force genrated by the hydrostatic pressure. The ultra-fine grained structures produced with HPTT were confirmed using transmission electron microscopy and their microstructure and mechanical properties were evaluated. The value of yield stress is increased monotonically with the deformation imposed by HPTT. Meanwhile, the inverse deformation path is proved to be less advantageous. Microstructural evolution is studied by EBSD technique and texture measurements were carried out using X-ray. Deformed samples have simple shear texture with relatively low intensities and the effect of the initial texture on the final texture persists up to shear strain of nearly 6. Grain-to-grain misorientation distribution functions are bimodal and the second pick become higher with increasing strain. Industrial application of this new SPD technique requires advanced modelling in terms of texture evolution and grain fragmentation process. For this purpose, the new grain refinement model proposed by Toth and al. was used. Grain refinement improves the texture simulation results significantly and gives information on the average grain size, grain size distribution and misorientation distribution function that can be directly compared to experimental results

La synthèse par métallurgie des poudres de nickel à grains ultrafins (UFG) a été effectuée, et l’effet de l’affinement de la microstructure sur le comportement mécanique et les propriétés physiques a été étudié. La possibilité de coupler le broyage et le frittage flash est étudiée avec des résultats prometteurs. Des échantillons de haute densité avec des tailles de grains d = 0.65 – 4 µm, caractérisés par une fraction élevée des joints de grains Σ3 et un faible niveau de contrainte ont été synthétisés. Les propriétés mécaniques des échantillons UFG montrent une bonne combinaison ductilité-résistance mécanique, avec un impact mineur des porosités présentes. L’étude de l’influence de la taille de grain dans le régime UFG sur les propriétés mécaniques montre une limite d’élasticité supérieure à celle attendue et une capacité d’écrouissage plus faible. Ces observations sont cohérentes avec la microstructure déformée à rupture, étudiée par diffraction d’électrons rétrodiffusés et microscopie électronique en transmission. Une haute diffusivité, mesurée par des expériences de traceurs radioactifs, montrent des profils de pénétration très différents liés aux structures de porosités diverses présents dans les échantillons. Ces différentes structures sont aussi responsables de la densification rétrograde observée, uniquement pour les échantillons frittés à partir de poudres broyées. / The present manuscript concerns the synthesis of ultrafine grained (UFG) Ni by powder metallurgy, and the study of the influence of UFG microstructures on the mechanical behavior and physical properties. The possibilities of coupling ball milling and Spark Plasma Sintering are presented showing promising results. Highly dense homogeneous specimens are obtained, with average grain sizes d = 0.65 - 4 µm, and microstructures highlighted by a high fraction of Σ3 grain boundaries dependent on grain size. The mechanical properties in tensile testing for UFG samples are evaluated showing a good combination of strength and ductility, with little impact from porosities, the major drawback of powder metallurgy. The influence of grain size in the UFG regime on the mechanical properties is investigated, showing strength values that deviate from the expected behavior for grain refinement. Likewise, a reduced strain hardening capacity is depicted which correlates to the microstructural observations performed on the deformed state. High diffusivity measured by means of radiotracer experiments is observed in the sintered samples, displaying different penetration profiles that relate to diverse porosity structures. Such structures are also responsible for retrograde sintering observed exclusively in samples processed from BM powders.