Le formage incrémental de tôles (Incremental Sheet Forming :​ ISF) est présenté comme une approche stratégique de fabrication des structures minces. Le principe consiste à déformer localement une tôle à l'aide d'un outil à bout hémisphérique avec un faible diamètre par rapport aux dimensions du flan. L'avantage de ce procédé est de réaliser des pièces à géométrie complexe en contrôlant la trajectoire de l’outil de formage générée par une machine à commande numérique sans nécessité de matrices ou d’outillages spécifiques.

Au cours de l'opération de formage, un amincissement local et de fortes déformations sont introduits et peuvent conduire à une rupture du flan. La mécanique de l’endommagement a été reconnue comme une méthode prometteuse pour prédire l’apparition de ce phénomènes. À cet effet, la simulation numérique par éléments finis du procédé de micro-ISF peut être un outil applicable pour la prédiction du risque de rupture. Le présent travail présente une méthodologie complète pour l’identification et la validation de l'ensemble des paramètres d’un modèle élastoplastique endommageable. Des essais de traction sont initialement réalisés afin de proposer la loi de comportement du matériau et de définir les paramètres initiaux nécessaires pour la procédure d'identification. Ensuite, une méthode inverse basée sur la comparaison entre la réponse numérique et la réponse expérimentale du formage d'une pièce de forme pyramidale est appliquée pour calibrer le comportement du matériau. Cette loi est ensuite validée par la simulation du procédé de micro-ISF avec la même pièce en considérant une deuxième stratégie de formage. Simultanément, le paramètre décrivant l’endommagement critique est également déterminé et validé.

Incremental sheet forming (ISF) is presented as a strategic approach for manufacturing thin structures. The principle consists in deforming locally a blank using a hemispherical forming tool with a small diameter in comparison with the dimensions of the sheet metal. The advantage of this process is to ensure complex shapes only by controlling the forming tool paths by using a CNC milling machine without the need of a dedicated dies or specific tooling.

During the forming operation, local thinning and high deformation levels are introduced and can lead to the fracture appearance. Continuous mechanical damage has been recognized as a promising method to predict the fracture. For this purpose, the finite element simulation of micro- ISF can be an applicable tool for the prediction of fracture risk. This work presents a complete methodology for the identification and validation of material damage parameters. Tensile tests were initially carried out to provide the material behavior law and to set the initial parameters required for the identification procedure. Then, an inverse method based on the comparison between the numerical and experimental response of pyramidal shape part forming is used to calibrate the material behavior. This law is then validated from the simulation of the micro-ISF process with the same part by considering a second forming strategy. Simultaneously, the parameter describing the critical damage is also determined and validated.