Fluage

Le fluage est le phénomène physique qui provoque la déformation irréversible d'un matériau soumis à une contrainte constante pendant une durée suffisante.


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Résistance des matériaux - Mécanique des milieux continus - Polymère - Science des matériaux - Mesure physique - Métrologie

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  • Différent rupture fragile, la déformation de fluage ne se produit pas soudainement sur l'application de l'effort. Au lieu de cela, la contrainte s'accumule... (source : worldlingo)
  • déformation E, de la force appliquée F sur l'élément de materiau (figure 1) et du volume V de ce dernier. En introduisant la contrainte de fluage a, , , ... (source : hal.archives-ouvertes)
  • Fluage : Déformation à contrainte constante. Relaxation : Diminution de contrainte à déformation constante (restraint). Fluage de base (basic creep)  :... (source : cours-genie-civil)

Le fluage est le phénomène physique qui provoque la déformation irréversible d'un matériau soumis à une contrainte constante (notée σ0) pendant une durée suffisante. Le fluage mais aussi la relaxation de contraintes sont deux méthodes en quasi-statique de caractérisation des matériaux ductiles mais également fragile (cas du béton).

Tests et mesures

Ils servent surtout à tester et prédire les déformations et dégradation des constructions (ponts, cuves de centrales nucléaires en béton précontraint... ) qui influeront sur leurs performances et qualité au cours de leur vieillissement ou en cas d'aléa sismique.

En pratique, lors d'essais de fluage, les éprouvettes sont le plus fréquemment soumises à une force constante.

La contrainte est alors supposée constante, à condition que la variation de la section de l'éprouvette soit particulièrement faible. On rappelle que la contrainte est définie comme le rapport d'une force sur une surface (c'est-à-dire une pression).

La déformation (la réponse à la contrainte) ε (t, σ0) dépend de conditions extérieures à la pièce : temps (t), valeur de la contrainte, température, pression, etc.

Concernant ce type d'essai mécanique, deux cas se présentent :

Pour un matériau viscoélastique, la déformation correspond à l'élasticité instantanée, à l'élasticité retardée ainsi qu'à l'écoulement visqueux.

L'expérience de fluage peut être contrôlée en mesurant la variation de l'éprouvette après avoir retiré la contrainte appliquée. Le matériau a subi une déformation permanente (ou résiduelle) reliée à l'écoulement irréversible. Ce phénomène concerne en particulier les fluides viscoélastiques. Plus la durée de la contrainte a été longue, plus la déformation permanente est importante.

Le fluage a comme origine le phénomène de glissement des chaînes macromoléculaires les unes comparé aux autres, dans le cas d'un polymère.

Pour éviter ce phénomène d'écoulement, il faut diminuer le glissement. Une solution consiste à procéder à la réticulation du polymère, qui créera des liaisons covalentes entre ses chaînes (pontage). La déformation du solide viscoélastique obtenu sera plus faible que celle du matériau fluide.

Exemples

Voir aussi

Liens externes

Notes et références


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