Mécanique de la rupture

Depuis le début de l'ère industrielle et jusqu'à la fin de la première moitié du XX^e siècle, les ingénieurs ont été confrontés à des phénomènes de rupture inexpliqués impliquant directement la sécurité des personnes. Explosions de chaudières, d'appareils à gaz, ruptures brutales de part en part de liberty-ships durant la Seconde Guerre mondiale, explosions en vol des premiers avions commerciaux Comet équipés de turboréacteurs dans les années 1950. Ces cas peuvent être considérés comme fondateurs de la mécanique de la rupture dont la théorie, basée sur la présence de fissures, a été élaborée dans la première moitié du XX^e siècle et les premières applications dans l'industrie à partir des années 1960. Depuis, la mécanique de la rupture est en plein essor et l'évolution de l'informatique, ouvrant la voie à des méthodes numériques permettant de modéliser au plus près les fissures de formes complexes avec des temps de simulations compatibles avec les cycles de conception industriels, n'a fait que renforcer son application.

Dans cet article, nous rappellerons les principes importants à connaître dès lors que l'on traite de mécanique de la rupture, puis nous présenterons les concepts de la mécanique linéaire de la rupture qui permet à l'ingénieur de traiter la propagation des défauts via le concept de facteur d'intensité des contraintes et les lois décrivant les cinétiques de fissuration. Enfin, un focus sera donné portant sur une application industrielle dans l'aéronautique, à travers des informations sur les aspects règlementaires ou encore via la mise en œuvre d'une étude de fissuration en fatigue pour une pièce de turbomachine.