Essais de rupture - Essais par choc

Les ruptures en service sont extrêmement coûteuses : lorsqu'elles surviennent, si par bonheur elles 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... À titre d'exemples, la rupture de boulons du système de commande du gouvernail de l'Amoco Cadiz a provoqué son naufrage le 16 mars 1978 et la marée noire dont on se souvient ; la rupture de la cloison étanche de la queue du Boeing 747 du vol 123 de Japan Airlines a entraîné le 12 août 1985 la perte du contrôle de l'appareil et la mort de 120 personnes ; la rupture de la jante d'une roue a provoqué le 3 juin 1998 le déraillement du train à grande vitesse ICE Wilhem Conrad Röntgen près de Eshede en Allemagne, faisant 101 morts et une centaine de blessés.

Ces ruptures surviennent sous l'effet des sollicitations que supportent les pièces excédant la résistance à la rupture des matériaux dont elles sont constituées. Il importe évidemment de connaître le mieux possible cette dernière propriété, qui dépend de divers facteurs : température, vitesse de déformation, environnement.

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. Cela permet d'apprécier l'intérêt des essais de choc sur éprouvettes entaillées mis au point notamment par Georges Charpy il y a une centaine d'années [1]. Ces essais procurent des données précieuses pour évaluer la résistance à la rupture des matériaux sous forme de la résilience , énergie absorbée lors du choc. Ils permettent, tout particulièrement, de déterminer le risque de rupture fragile des aciers, aux températures inférieures à la température de transition fragile-ductile. Ils sont particulièrement utiles pour les constructions soudées. Simples à mettre en œuvre et peu coûteux, les essais Charpy sont donc extrêmement répandus et conservent une très grande utilité (voir « Relation résilience-ténacité. Apports de la modélisation numérique » [M 4 168] ).

La résilience...