Les systèmes de transmission de puissance utilisés en aéronautique sont composés de roues dentées subissant des contraintes cycliques élevées, avec un gradient en sous-surface. Ces composants sont généralement fabriqués à partir d’aciers à haute résistance ayant été soumis à des traitements thermochimiques et mécaniques en surface, modifiant la microstructure de ces aciers et induisant des gradients de propriétés mécaniques et de contraintes résiduelles de compression, tous deux bénéfiques pour la tenue en fatigue. La fatigue de flexion en pied de denture est particulièrement dimensionnante pour les systèmes d’engrenages. Une très bonne compréhension des mécanismes d’endommagement est donc nécessaire afin d’améliorer la performance de ces systèmes. Des études précédentes réalisées sur des aciers traités thermochimiquement ont mis en évidence une forte dispersion de la durée de vie pour certains niveaux de contrainte, corrélée avec des changements de mécanismes d'amorçage. Deux populations sont alors observées, celle de faible durée de vie avec des amorces de fissure en extrême surface, et celle de plus grande durée de vie avec l'apparition d'amorçage de fissure en sous-surface. Ces amorces en interne se font à partir d’inclusions ou d’hétérogénéités microstructurales. Elles sont très probablement fortement dépendantes à la fois de l’état microstructural local et de l’état mécanique local du matériau, alors que le comportement en fatigue de ces matériaux à gradient n’est encore trop souvent mis en regard que des seuls profils de dureté et de contraintes résiduelles en sous-surface – sans prendre en compte ni les caractéristiques à différentes échelles de la microstructure obtenue après traitements, ni son évolution sous chargement en service. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes de défaillance en fatigue à très grand nombre de cycles (VHCF) d’aciers traités pour dentures et de corréler leur durée de vie avec leur état microstructural et mécanique local tel qu’obtenu via des traitements de surface thermochimiques et éventuellement mécaniques. L’ambition est non seulement de comprendre en quoi la microstructure modifie les conditions de fissuration interne mais aussi d’orienter les travaux visant à modifier et/ou maîtriser cette microstructure afin d’augmenter la durée de vie en fatigue.
