Essais mécaniques des plastiques - Caractéristiques instantanées

Avec des taux de croissance annuels supérieurs aux taux moyens de l’industrie, les matières plastiques (ou polymères) ont vu leur champ d’application s’étendre, notamment dans des milieux où les notions de fiabilité et de coût prévalent. La tendance actuelle est à l’intégration dans les circuits de production d’outils performants de conception et d’assurance de la qualité, allant jusqu’à une véritable ingénierie assistée par ordinateur (IAO), qui permet, grâce à la modélisation, de réduire, voire même d’éviter, le passage de pièces prototypes au banc d’essai.

Ces outils ne peuvent cependant être pleinement efficaces que si les données de caractérisation et de comportement des matériaux utilisés pour produire les pièces existent, s’inscrivent parfaitement dans les conditions d’application prévues, et sont ainsi susceptibles d’alimenter des banques de données informatisées pour contribuer au dimensionnement des structures ou servir de référence dans un plan de contrôle de production.

Dans ce contexte industriel moderne de conception de pièces, les essais mécaniques à l’état solide revêtent une importance accrue dans la mesure où ils définissent la pertinence des données sur lesquelles les industriels s’appuient.

Ces essais spécifient l’ensemble des moyens expérimentaux destinés à mesurer certaines propriétés dans des conditions de sollicitation mécaniques bien définies, avec si nécessaire, action combinée de paramètres d’environnement (température, humidité, liquide, gaz). Ils ont pour objectif la détermination :

• de lois de comportement mécanique complètes des matériaux, fonctions générales reliant une cause (par exemple un champ de forces) à un effet (par exemple un champ de déformations) et présentant certains seuils au-delà desquels le matériau ne conserve plus sa fonctionnalité ;

• des caractéristiques mécaniques élémentaires, points singuliers des lois de comportement (modules, allongements et contraintes aux seuils critiques tels que non-linéarités, écoulement, rupture).

Il s’agit là en fait d’un principe de caractérisation qui est beaucoup plus complexe dans la réalité expérimentale, notamment pour les polymères pour lesquels la loi de mise en charge en fonction du temps doit toujours être parfaitement précisée du fait de leur caractère viscoélastique prononcé. Il convient de garder à l’esprit qu’avec certaines méthodes d’essais empruntées aux métaux, le facteur temps n’est pas explicitement pris en compte, ce qui peut conduire à des interprétations erronées.

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