Contribution à l'étude de la fissuration des matériaux poreux en compression uniaxiale par la mesure des vitesses des ondes ultrasoniques et des déformations PDF Download

Author: Abdel-Hamid Abdel-Hady Hassanein
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Pages : 126

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Author: Lamine Ighil Ameur
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L'objectif dans cette recherche expérimentale est de contribuer à la compréhension des phénomènes de l'endommagement et de la fissuration dans les sols argileux saturés sous chargement hydrique (dessiccation) et mécanique (chemins de contrainte). L'étude mécanique est axée sur l'identification des propriétés élastiques du matériau endommagé sous chargement triaxial à différents niveaux et chemins de contrainte. Les principaux points traités étaient, l'influence de la contrainte de consolidation (p'ic), du degré de surconsolidation (OCR) et du chemin de contrainte sur la vitesse d'onde de compression. Les résultats montrent que les propriétés élastiques sont affectées et évoluent avec la déformation. La contractance semble augmenter la vitesse d'onde de compression à mesure que p'ic croît et densifie le matériau. En revanche, la dilatance semble plutôt diminuer la vitesse d'onde de compression. Par ailleurs, différents chemins triaxiaux conduits à un niveau de contrainte donné ont montré que les vitesses d'onde sont très proches si les chemins sont normalement consolidés. Les vitesses sont proches également si les chemins sont surconsolidés. En revanche, à un même état de contrainte, la vitesse d'onde est différente si on compare un chemin normalement consolidé avec un chemin surconsolidé. La deuxième partie de l'étude porte sur une analyse approfondie des mécanismes d'amorçage et de propagation des fissures sous dessiccation libre et contrôlée d'une argile initialement saturée. L'analyse via la corrélation d'images numériques (CIN) a permis, en premier lieu, une caractérisation multiéchelle du phénomène de retrait opéré au cours du séchage. Différents phénomènes ont été identifiés : le phénomène de relaxation, caractérisé par un changement de signe de la déformation locale extension / compression, le mécanisme de fissuration par extension (mode I), identifié par la cartographie des directions des déformations principales. L'étude a été complétée par des essais de traction indirecte par flexion 3 points réalisés sur des poutrelles de kaolin K13 initialement soumises à différentes succions. L'effet de la succion initiale sur la résistance à la traction a donc été observé. Les résultats montrent que plus la succion initiale est élevée, plus la pente de la courbe de variations de la résistance à la traction est élevée. D'autre part, la déformation de la zone tendue de la poutrelle atteint sa valeur critique lorsque la contrainte atteint la résistance maximale à la traction de l'argile.

Author: Pierre Kalifa
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Pages : 149

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ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE DE LA GLACE POLYCRISTALLINE EN COMPRESSION A DES VITESSES DE DEFORMATION CORRESPONDANT A LA TRANSITION DUCTILE-FRAGILE, ETUDE CENTREE SUR 2 POINTS: -1) ETUDE DES PROCESSUS DE NUCLEATION ET DE CROISSANCE DES FISSURES DANS LA GLACE EN COMPRESSION TRIAXIALE; -2) CARACTERISATION DE LA RESISTANCE LIMITE DE LA GLACE ET DE SON ETAT STRUCTURAL AU PIC DE CONTRAINTE. UN MODELE DE NUCLEATION DE FISSURE EST ADAPTE A PARTIR D'UN EMPILEMENT DE DISLOCATION POUR PRENDRE EN COMPTE L'EFFET INHIBITIF DES CONTRAINTES EXTERNES SUR LA CROISSANCE DES FISSURES. LA VARIATION DE LA DENSITE DE FISSURES EST ETUDIEE AU PIC DE CONTRAINTE AVEC LA PRESSION DE CONFINEMENT ET LA VITESSE DE DEFORMATION

Author: LAURENT.. FAURE
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Pages : 170

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LA PROBLEMATIQUE DE L'ETUDE EST SITUEE AUTOUR DU PHENOMENE DU CISAILLEMENT ADIABATIQUE, ASSOCIE AUX GRANDES VITESSES DE DEFORMATIONS. DEUX MATERIAUX SONT ETUDIES, UN ACIER MARTENSITIQUE 40-NCD-16 ET UN ACIER MI-DUR XC-18. UN DISPOSITIF EXPERIMENTAL MODULAIRE A ETE CONCU, CAPABLE DE GENERER SOIT UN CHARGEMENT DYNAMIQUE EN MODE II, SOIT DE SIMULER LA COUPE ORTHOGONALE A GRANDE VITESSE. PLUSIEURS INNOVATIONS ONT ETE APPORTEES LORS DE SA CONCEPTION : (I) UN RAIL GUIDAGE INSTALLE ELIMINE LA ROTATION DU PROJECTILE ET ASSURE SON POSITIONNEMENT PRECIS PAR RAPPORT AUX EPROUVETTES, (II) UN SYSTEME DE MESURE DES EFFORTS EST REALISE AU MOYEN D'UN TUBE D'HOPKINSON, (III) UN SYSTEME DE PRISES DE VUES COMPOSE DE CAMERAS CCD RAPIDES FOURNIT DES IMAGES NUMERIQUES DES ESSAIS. LORS DES IMPACTS SUR DES PLAQUES ENTAILLEES, LES RESULTATS OBTENUS SUR LE 40-NCD-16 SONT ASSEZ SURPRENANTS VIS-A-VIS DES BANDES DE CISAILLEMENT ADIABATIQUE (BCA) PRODUITES. CELLES-CI S'INITIENT SUR LA FACE D'IMPACT ET SE PROPAGENT VERS LES FACES SUPERIEURE ET INFERIEURE DES EPROUVETTES. LES RESULTATS DE LA LITTERATURE RAPPORTENT UNE PROPAGATION DANS LE PROLONGEMENT DES ENTAILLES. D'AUTRES ESSAIS REALISES SUR DES PLAQUES EN XC-18, D'UNE AUTRE GEOMETRIE ENGENDRENT TROIS DIFFERENTS MODES DE RUPTURE EN FONCTION DE LA VITESSE D'IMPACT. UNE VITESSE CRITIQUE APPARAIT CORRESPONDANT A UNE RUPTURE PAR BCA. UNE ANALYSE MICROSCOPIQUE DE LA DEFORMATION, BASEE SUR L'ETUDE D'IMAGES NUMERIQUES DE ZONES DEFORMEES AU VOISINAGE DU DOMAINE D'IMPACT, CONDUIT A DES RESULTATS SUR LES DIMENSIONS DES GRAINS ET LEURS DEFORMATIONS. ELLE PERMET DE LIER LE PHENOMENE DE LOCALISATION AVEC DES MECANISMES MICROSTRUCTURAUX TELS QUE L'ALLONGEMENT ET LA ROTATION DES GRAINS. UNE DERNIERE ANALYSE EST ENTREPRISE EN USINAGE RAPIDE. UNE CORRELATION EST ETABLIE ENTRE LE NIVEAU DES EFFORTS MESURES ET LA MORPHOLOGIE DES COPEAUX. LA PRESENCE DE BCA EST MISE EN EVIDENCE DANS DES COPEAUX SEGMENTES QUI SE TRADUIT PAR UNE DIMINUTION DES EFFORTS DE COUPE.

Author: KAIMING.. LIANG
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LES MECANISMES DE FISSURATION FONT INTERVENIR A LA FOIS LA MICROSTRUCTURE INTRINSEQUE DES MATERIAUX ET LES CONDITIONS DE SOLLICIATION EXTERNE. POUR ETUDIER L'INFLUENCE DE LA MICROSTRUCURE, NOUS AVONS CHOISI UNE LARGE GAMME DE MATERIAUX PRESENTANT DIFFERENTES MICROSTRUCTRES. L'EFFET DE LA SOLLICITATIN A ETE ETUDIE AVEC PLUSIEURS METHODES D'ESSAIS MECAIQUES. LA METHODE D'INDENTATIN RETIENT PLUS PATICULIEREMENT NOTRE ATTETION AFIN D'OBSERVER LES CARACTERSTIQUES DE LA FISSURATION. NOUS AVONS AINSI DEVELOPPE LES POINTS SUIVANTS: 1) TECHNIQUE D'INDENTATION: UN NOUVEAU MODELE DE FISSURATION A ETE ETABLI ET UNE NOUVELLE FORMULE UNIVERSELLE A ETE PROPOSEE. CETTE FORMULE PERMET DE MESURER LA TENACITE D'UN MATERIAU FRAGILE QUELS QUE SOIENT LA CHARGE APPLIQUEE ET LE PROFIL DE FISSURES INDUIT PAR L'INDENTATION. ELLE PERMET EGALEMENT DE MESURER LA TENACTE DE LA SURFACE D'UN MATERIAU. PAR AILLEURS, UNE AUTRE FORMULE A ETE DEVELOPPEE POUR EVALUER LA VALEUR DU K#I#S#C#C (LE SEUIL DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTE DANS UN MILIEU DONNE) D'UN MATERIAU; 2) LE JOINT DE GRAIN RESITE A LA PROPAGATION DE LA FISSURE ET DE CETTE FACON IL RENFORCE LES MATERIAUX NON CUBIQUES ET ELEVE LA RESISTANCE A LA PROPAGATION; 3) UNE FAIBLE TENEUR EN PHASE DISPERSEE PEUT DIMINUER RAPIDEMENT LA TAILLE DE GRAINS DE LA MATRICE ET CONDUIT DONC A RENFORCER LES MATERIAUX ET A RALENTIR LA PROPAGATION DE LA FISSURE; 4) LA FISSURATION PEUT ETRE CONTROLEE PAR LES DEFAUTS PONCTUELS. UN CHAMP ELECTRIQUE OU UNE IRRADIATION AUX ULTRAVIOLETS INDUISENT DES DEFAUTS ET UNE FRAGILISATION DU MATERIAU; 5) LE RENFORCEMENT DES COMPOSITES AL#2O#3-ZRO#2 PAR MICROFISSURATION DEPEND DE LA TENEUR EN PHASE MONOCLINIQUE. DAS CE CAS, LA FISSURE EST DEVIEE LE LONG DES INTERFACES PARTICULES DE-MATRICE, CE QUI AUGMENTE LA TENACITE MAIS DIMINUE LA RESISTANCE A LA RUPTURE; 6) LE RENFORCEMENT DES COMPOSITES AL#2O#3-ZRO#2 PAR TRANSFORMATION MARTENSITIQUE DEPE

Author: JEAN-RENE.. BLAIS
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PARTIE 1: L'EFFICACITE DE RENFORTS CAPABLES DE STOPPER UNE FISSURE SE PROPAGEANT EN MILIEU FRAGILE EST DECRITE PAR L'EVOLUTION DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTE DYNAMIQUE K#I#D. UNE METHODE ORIGINALE PERMET DE DETERMINER CE FACTEUR A PARTIR DE MESURES PHOTOELASTIQUES MULTIPLES ET NON PERTURBEES PAR LE FOND DE FISSURE. L'EXPERIMENTATION MONTRE QU'UN RENFORT, DISPOSE SUR LE TRAJET, ET DONT LE SEUIL K#I#M EST ELEVE, CONDUIT A UN ARRET BRUTAL. PAR CONTRE, L'EFFICACITE D'UN RENFORT, QUI EN LIMITANT L'OUVERTURE DE FISSURE ABSORBE L'ENERGIE DE FISSURATION, EST LIEE A SA GEOMETRIE ET A LA VITESSE DE PROPAGATION DE LA FISSURE. PARTIE 2: L'INFLUENCE (CONTRAINTES ET DEFORMATIONS) QU'UNE ZONE PLASTIFIEE ENTOURANT UN DEFAUT ENGENDRE SUR L'ENDOMMAGEMENT EST EXAMINEE POUR UN MATERIAU PRESENTANT UNE INSTABILITE DE DEFORMATION. LORS D'UNE COMPRESSION UNIAXIALE, LE MODELE EXPERIMENTAL PERMET D'AMORCER DES BANDES DE CISAILLEMENT. LES MESURES LOCALES DES DEFORMATIONS ET DES CONTRAINTES SONT FAITES APRES STABILISATION DE LA CHARGE. ON OBSERVE QUE LE CISAILLEMENT DANS LA BANDE CROIT LINEAIREMENT DEPUIS LA POINTE JUSQU'AU PIED DE BANDE, AVEC UN GRADIENT CONSTANT LORS DE L'ALLONGEMENT DES BANDES. EN POINTE DE BANDE, LA SCISSION RESTE EGALE AU SEUIL D'ECOULEMENT PLASTIQUE SANS RELAXER DE SORTE QUE LA BANDE PEUT PROGRESSER. EN PIED, SUR L'AXE 90, IL APPARAIT UN DOMAINE D'AFFAIBLISSEMENT DES CONTRAINTES PEU SENSIBLE AUX VARIATIONS DE CHARGEMENT. CE COMPORTEMENT EST PROBABLEMENT A L'ORIGINE DES RETARDS DE PROPAGATION LORSQU'UNE FISSURE EST PRECEDEE D'UNE ZONE PLASTIQUE

Author: Chiheb Chaker
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Pages : 141

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On étudie, dans des plaques d'un matériau cassant analogue aux roches tel que le pmma (polymethacrylate de méthyle) soumis a une compression uni axiale, la géométrie des branchements des fissures initiées au voisinage des extrémités d'un défaut ferme oblique par rapport a la direction du chargement en présence du frottement. pour l'étude du champ de contraintes autour du défaut, chaque éprouvette de pmma pre-entaillee, dont l'axe du défaut initial fait un angle avec la direction de la contrainte de compression uni axiale imposée, a été assimilée a une plaque infinie présentant une cavité de forme elliptique très allongée de grand axe égal a la longueur de l'entaille. on a calcule la répartition des contraintes dans l'éprouvette en utilisant le système de coordonnées curvilignes défini par deux familles d'ellipses et d'hyperboles homofocales et on a trace les iso valeurs et les isostatiques des contraintes en fonction de l'intensité du frottement en changeant la nature du matériau comblant le défaut initial. on a examine un lot de plaquettes fissurées, présentant différentes inclinaisons de défaut allant de 15 a 75, en déterminant la distance entre le front de l'entaille initiale et la racine du branchement, et l'angle de branchement défini communément par l'angle que fait la direction de l'entaille avec la tangente a la racine de la fissure branchée. notamment, on a observe la propagation de deux fissures branchées, symétriques par rapport au centre du défaut, qui rejoignent la direction de la contrainte appliquée, et on a montre d'une part, comme dans le cas d'un défaut ouvert (frottement nul), que la fissure branchée est toujours initiée a une distance non nulle du front de l'entaille, et d'autre part, que pour un coefficient de frottement donne, la distance et l'angle de branchement (qui n'est plus orthogonal au plan de la fissure comme pour le frottement nul) croissent avec l'inclinaison de ce défaut par rapport a la contrainte du chargement impose.

Author: Raja Romani
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Pages : 151

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Les matériaux quasi fragiles comme les roches, les céramiques et le béton présentent souvent des hétérogénéités (fissures, cavités, inclusions, ...). Sous chargement de compression, des fissures stables peuvent s'initier à partir de ces hétérogénéités et se propager dans la direction de la sollicitation. Dans cette étude, on s'intéresse à l'amorçage des fissures dans les matériaux quasi fragiles sollicités sous chargement de compression uni-axiale. Le plâtre, bon modèle pour les céramiques, est le matériau modèle préconisé dans cette étude. L'étude de l'amorçage est réalisée dans une structure de plâtre avec une cavité unique et dans une structure de plâtre avec des cavités multiples disposées suivant un réseau périodique en quinconce. Pour les deux structures, l'amorçage est déterminé suivant deux approches : une approche expérimentale faisant appel à la technique de corrélation d'images numériques 2D (CIN-2D) et une approche théorique basée sur le critère mixte de Leguillon. La corrélation d'images permet de suivre la déformation d'ouverture autour du trou. Pour déterminer l'amorçage expérimental de la fissure, une méthode basée sur le suivi de la déformation d'ouverture au cours du test de compression est développée. Le critère mixte stipule que l'amorçage se produit lorsque les deux conditions : la condition en contraintes et la condition en énergie sont satisfaites en même temps. On montre que les prédictions basées sur le critère mixte sont en accord avec les résultats expérimentaux.

Author: Komlanvi Madou
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Pages : 161

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La ruine des matériaux ductiles se produit par nucléation, croissance et coalescence de microcavités. Le modèle le plus célèbre décrivant la croissance des cavités dans les matériaux poreux plastiques est celui de Gurson. Il est basé sur l’analyse-limite d’une sphère creuse soumise à des conditions de taux de déformation homogène au bord. Gologanu et al ont étendu ce modèle à des cavités sphéroïdales allongées ou aplaties. Nous étendons ici l’approche de Gologanu et al à des cavités ellipsoïdales générales. Dans la première partie, nous utilisons des champs de vitesse satisfaisant les conditions de taux de déformation homogène sur tous les ellipsoïdes confocaux avec le vide et l’ellipsoïde extérieur, découverts par Leblond et Gologanu, dans l’analyse-limite d’un domaine ellipsoïdal. On obtient un critère approché de type Gurson. Dans la seconde partie l’analyse-limite précédente est améliorée : (i) Pour des chargements hydrostatiques, en effectuant des calculs micromécaniques par éléments finis dans un certain nombre de cas significatifs ; (ii) Pour des chargements déviatoriques, en faisant directement usage de certains résultats rigoureux pour des composites non-linéaires. Dans la troisième partie, nous comparons les prédictions du critère proposé avec des calculs numériques réalisés sur diverses cellules. Dans la quatrième partie, nous proposons des équations convenables pour les taux de déformation et de rotation d’une cavité ellipsoïdale contenue dans un milieu parfaitement plastique. La cinquième partie est consacrée à l’implémentation du critère de Hill dans le code SYSTUS et permet d’envisager l’extension du modèle à des matériaux plastiquement anisotropes

Author: Roger Valle
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Pages : 262

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Analyse des mécanismes en utilisant un matériau modelé tel que le composite, Ni(Cr,Ta)-TaC et des méthodes d'observation complémentaires : microscopie électronique à très haute tension et microscopie à balayage à émission de champ. Explication du choix du matériau. Étude des mécanismes dans diverses sollicitations. Dans le cas d'une scission de forte valeur, des empilements de dislocations peuvent conduire à la rupture de l'obstacle : la fibre. Dans le cas de combinaison contrainte-scission, l'empilement peut conduire à l'amorçage de fissure. En fatigue, le matériau se fracture par decohésion aux interfaces et dans les plans de glissement