Les phénomènes de rupture sont extrêmement coûteux : lorsqu’ils surviennent, si par bonheur ils n’entraînent pas de pertes de vie humaine, en plus du remplacement des équipements détériorés, il convient de compter les heures et les productions perdues, l’image de marque abîmée, les marchés disparus...
Aussi de nombreux essais ont-ils été imaginés pour évaluer la résistance à la rupture des matériaux et certains d’entre eux sont depuis longtemps couramment pratiqués dans l’industrie. Pour en bien apprécier la portée et les limites, il est nécessaire de comprendre les mécanismes de rupture qui interviennent. On mesure alors l’intérêt des essais de choc sur éprouvettes entaillées mis au point notamment par Charpy il y a une centaine d’années. Ils permettent, notamment, de déterminer le risque de rupture fragile des aciers, aux températures inférieures à la température de transition fragile-ductile. Simples à mettre en œuvre et peu coûteux, ils sont extrêmement répandus et conservent une très grande utilité. Néanmoins, ils ne fournissent pas d’indication sur les charges que peuvent supporter les pièces contenant des défauts. C’est la mécanique de la rupture et les essais qui en dérivent qui permettent de le faire. Ils ont connu un grand développement depuis une quarantaine d’années, tout particulièrement dans les industries nucléaires, aéronautiques, spatiales et pétrochimiques. Même s’ils sont plus coûteux et nécessitent l’intervention de spécialistes, ils se répandent. D’ailleurs, on assiste à une rapide évolution de la normalisation dans ce domaine.
Dans cet article, nous n’envisageons que les ruptures brutales, celles qui surviennent au cours du chargement ou en fin de durée de vie lorsque les fissures à croissance lente atteignent une valeur critique. Nous excluons donc les essais destinés à apprécier les risques de rupture différée, par fatigue, par corrosion sous contrainte, par fluage. Ils sont abordés dans d’autres articles spécialisés du traité.
Après une description succincte des mécanismes de rupture brutale, nous expliquons les essais de rupture destinés à apprécier la température de transition fragile-ductile, et dans une seconde partie nous exposerons les principes de la mécanique de la rupture et montrerons comment effectuer les essais qui en découlent.
