Le dimensionnement en fatigue des composants de centrales nucléaires prend en compte l’influence de nombreux paramètres tels que l’état de surface, les effets d’échelle, la variabilité du matériau, … Afin d’optimiser ce dimensionnement, il est nécessaire de comprendre le rôle joué par ces différents facteurs et d’identifier leurs interactions potentielles avec le milieu eau primaire REP (Réacteur à Eau Pressurisée). Dans cette étude, l’influence de l’environnement sur un acier inoxydable austénitique 304L en fatigue oligocyclique, mise en évidence par des essais conduits sous vide, dans l’air et en milieu eau primaire REP, est analysée en fonction de l’état de surface initial (état poli ou meulé) et de la nature du signal de chargement considéré (signaux triangulaires à différentes vitesses de déformation ou signaux complexes représentatifs de chocs thermiques successifs rencontrés en service). Une diminution de la durée de vie et l’accélération de l’endommagement provoquées par le milieu eau primaire REP ont été constatées quels que soient l’état de surface ou le signal de chargement considérés. L’influence néfaste de l’état de surface meulé sur les durées de vie en fatigue est mise en évidence puis expliquée par des essais interrompus à l’aide d’analyses qualitatives et quantitatives de l’endommagement. L’importance de la géométrie des fissures est révélée par des observations fractographiques et sa prise en compte au sein de lois de propagation permet d’expliquer la réduction de durée de vie liée à l’état de surface meulé. Enfin, l’influence dela forme du signal sur le comportement cyclique, l’endommagement du matériau et les durées de vie est détaillée. L’influence du positionnement des parties à faible vitesse de déformation au sein des cycles de chargement complexes est analysée en prenant en compte le temps d’exposition des fissures à l’environnement. / The fatigue design of Pressurized Water Reactor (PWR) components takes into account many parameters suchas the surface finish, the scale effects, the material variability, etc. To optimise this design, it is necessary tounderstand the role of those parameters and to identify their possible interactions with PWR waterenvironment.This work is focused on the low cycle fatigue behaviour of a 304L austenitic stainless steel in threeenvironments, namely vacuum, air and PWR water, through fatigue lifetimes, cracking mechanisms and crackgrowth characterisations. In addition, the roles of both surface finish (polished or ground) and load signal form(triangular signals with different strain rates or complex signals representative of successive thermal shocks)were investigated.The PWR water environment causes a fatigue life reduction and a crack propagation rate enhancement,regardless of surface finish or load signal shape. The deleterious effect of ground surface finish observed onfatigue life is explained by means of interrupted tests through qualitative and quantitative damage analysis. Theimportance of the crack geometry is revealed by fractographic characterisations and its integration inpropagation laws is used to account for fatigue life reductions induced by ground surface finish. Finally thesignal shape effects on cyclic behaviour, damage kinetics and fatigue life are discussed. The influence of theposition of the low strain rate parts within a complex cycle is analysed taking into account the time of crackexposure to the environment.

Une caisse automobile est un ensemble complexe formé de plusieurs éléments qui sont souvent constitués de matériaux différents et assemblés principalement par points soudés, généralement à plus de 80%. Au stade de la conception, plusieurs critères doivent être vérifiés numériquement et confirmés expérimentalement par le prototype de la caisse, dont sa tenue en endurance. Dans le contexte économique actuel, la politique de réduction des dépenses énergétiques ou autres a conduit les constructeurs automobiles à optimiser les performances des véhicules actuels, en particulier en réduisant de façon très conséquente la masse de leur caisse. Des problèmes liés à la tenue structurelle ou à la tenue en fatigue de la caisse sont alors apparus. Afin d'être validé, le prototype de caisse doit avoir une résistance suffisante pour supporter les essais de fatigue. Les tests de validation sur bancs d'essais réalisés en amont sur un prototype sont très coûteux pour l'industriel, en particulier lorsque les tests d'essais en fatigue sur la caisse ne permettent pas de confirmer les zones d'apparition des fissures identifiées par simulations numériques. Le sujet de la thèse se limitera à ce dernier point. Il porte sur l'ensemble des analyses à mettre en oeuvre afin d'étudier la tenue en endurance de caisses automobiles soumises à des profils de mission sévérisés. L'objectif principal est de mettre au point un processus d'analyse en simulation numérique permettant de garantir un bon niveau de prédictivité de tenue en endurance des caisses automobiles. On entend par bon niveau de prédictivité, le fait d'être en mesure de corréler correctement les résultats d'essais associés aux profils de missions sévérisés classiquement utilisés dans les plans de validation de la caisse. Cette thèse a conduit à :_ analyser le comportement mécanique de la caisse et les forces d'excitations appliquées au cours de l'essai de validation,_ établir une nouvelle méthode de réduction d'un chargement pour les calculs en endurance,_ mettre au point une nouvelle modélisation EF des liaisons soudées par points,_ améliorer les modèles de prédiction de durée de vie des PSR. Les études menées ont ainsi permis d'améliorer le niveau de prédiction des calculs en fatigue de la caisse afin :_ d'identifier la majorité des zones réellement critiques sur la caisse,_ d'évaluer de manière fiable de la criticité relative de chacune de ces zones,_ d'estimer de façon pertinente la durée de vie associée à chacune de ces zones / A body-in-white (biw) is a complex structure which consists of several elements that are made of different materials and assembled mainly by spot welds, generally above 80%. At the design stage, several criteria must be verified numerically and experimentally by the car prototype, as the biw durability. In the current economic context, the policy of reducing energy and other costs led automotive companies to optimize the vehicle performances, in particular by reducing very consistently the mass of the biw. As a consequences, some structural design problems appeared. In order to be validated, validation test benches are carried out upstream on a prototype vehicle. They are very costly to the manufacturer, especially when fatigue tests do not confirm the cracks areas identified by numerical simulations. The thesis is focused on numerical biw durability analysis. It covers all the numerical analysis to be implemented to study the biw durability behavior. The main objective is to develop a numerical simulation process to ensure a good level of durability prediction. It means to be able to have a good correlation level between test bench results and numerical fatigue life prediction. This thesis has led to:_ analyze the biw mechanical behavior and the excitation forces applied to the biw during the validation tests,_ establish a new fatigue data editing technique to simplify load signal,_ create a new finite element spot weld model,_ develop a new fatigue life prediction of spot welds. The studies have thus improved the level of biw fatigue life prediction by:_ identifying the majority of critical areas on the full biw,_ reliably assessing the relative criticality of each area,_ accurately estimating the lifetime associated with each of these areas