Détermination des propriétés élastoplastiques
Lois de comportement des métaux - Élastoplasticité. Viscoplasticité

1.1 Définition d’un comportement élastoplastique

Un matériau élastoplastique est caractérisé par un seuil d’écoulement au-dessous duquel le comportement est purement élastique, alors qu’une fois celui-ci atteint la déformation n’est plus réversible. En toute rigueur, cette dernière est indépendante du temps : elle n’évolue pas si la charge est maintenue constante, elle ne disparaît pas progressivement après décharge. De même, le seuil n’est pas fonction de la vitesse de déformation. En pratique, il en est rarement ainsi et en réalité les matériaux ont le plus souvent un comportement élasto-visco-plastique. Dans les matériaux cristallisés (métaux, céramiques, composés ioniques), la déformation plastique est le résultat du déplacement de défauts du cristal appelés dislocations.

À très basses températures, la contrainte appliquée est insuffisante pour réussir à faire franchir à ces dislocations les obstacles qui s’opposent à leur déplacement. Il est indispensable de faire intervenir l’agitation thermique. Le comportement dépend alors de la vitesse de sollicitation. Il apparaît une composante de viscosité dans la loi de comportement.

À hautes températures (supérieures pour fixer les idées à la moitié de la température absolue de fusion), interviennent dans les processus de déformation d’autres défauts du cristal que sont les lacunes, sites atomiques vacants. Ces lacunes contribuent à la déformation en migrant sous l’action de l’agitation thermique. Le comportement visqueux devient prépondérant. Il existe cependant un domaine appelé athermique où le comportement plastique est indépendant de la vitesse de sollicitation. C’est celui où la théorie de la plasticité s’applique sans approximation. Pour les vitesses de déformation usuelles, ce domaine athermique s’étend grosso modo de la température ambiante à la moitié de la température thermodynamique de fusion.

À des températures plus basses, il est encore possible de caractériser approximativement le matériau en termes de plasticité, quitte à tenir compte de l’effet de la vitesse de sollicitation sur la limite d’élasticité.