L'état métallique - Déformation plastique

L’étude de la déformation plastique a sans doute eu pour origine le souci de maîtriser le formage et l’utilisation des matériaux, et dans un premier temps, des métaux. De ce fait, elle a été longtemps empirique et ce n’est que depuis quelques dizaines d’années qu’ont été élaborés les concepts nécessaires à la compréhension des phénomènes physiques se produisant lors des écoulements plastiques. Si, pour les solides cristallins, auxquels nous nous limiterons dans cet exposé, les mécanismes de base sont assez bien compris, la dynamique des écoulements est encore assez mal connue et constitue actuellement un axe de recherche extrêmement actif.

Rappelons que, lorsqu’un solide cristallin est soumis à une contrainte, il se déforme de manière réversible tant que la contrainte est inférieure à une certaine valeur critique, dite limite élastique. Au-delà de cette contrainte critique, la déformation cesse d’être réversible. Lorsque la contrainte est supprimée, il subsiste une déformation, dite déformation plastique. Si l’on poursuit la déformation, le solide finit par se rompre. L’aptitude à tolérer une déformation plastique importante est la ductilité. Celle-ci dépend à la fois de la nature du matériau et de l’essai. Par exemple, il est possible de réduire, par laminage en plusieurs passes, un bloc métallique dont les dimensions sont de l’ordre du mètre à une plaque dont l’épaisseur est de l’ordre de la fraction de millimètre, soit une déformation de l’ordre de 10 ³ , alors qu’en traction uniaxiale il est difficile d’atteindre une déformation à la rupture supérieure à 1.