La mécanique de rupture est une étude présente dans toutes les villes. En effet, le grand nombre de ponts, bâtiments, industries et autres infrastructures requiert une attention constante. Regardons de plus près les enjeux de la mécanique de rupture.
Le rôle et les propriétés de la mécanique de rupture
La mécanique de rupture est un processus visant à déterminer la propriété d’un matériau à résister à une rupture fragile ou ductile. On la retrouve dans de nombreux secteurs comme le nucléaire, l’aéronautique et la mécanique automobile. C’est un domaine au centre des activités des bureaux d’études mécaniques en Rhône-Alpes en raison des nombreuses structures pouvant être concernées par des fissures et ruptures imprévisibles. De plus en plus de formations sont proposées aux futurs ingénieurs lyonnais dans le secteur de la mécanique des structures.
Le principe de mécanique de la rupture a été établi par l’ingénieur en aéronautique A.A Griffith remonte à la Première Guerre mondiale. Son travail avait pour but d’expliquer la rupture de matériaux fragiles. Grâce à plusieurs expériences menées sur des fibres de verre, Griffith détermine que la rupture intervient lorsque l’énergie atteint une valeur trop importante pour une longueur critique de fissure. Il crée alors une formule pour désigner la contrainte maximale d’une matière en fonction du module d’élasticité du matériau et de l’énergie : le critère de Griffith.
Mécanique de rupture : deux types de rupture
Dans le domaine de la conception mécanique dans le Rhône ou ailleurs, les ingénieurs utilisent leur expertise pour prévenir les risques de cassure dans les structures. Ils distinguent deux formes distinctes de rupture : la rupture ductile et la rupture fragile.
La rupture ductile désigne la brisure d’un matériau comportant une défaillance à l’origine. Elle se produit sur une longue durée et donne ainsi plusieurs signes d’alerte avant la cassure définitive. Généralement, elle intervient après avoir dépassé la limite d’élasticité du matériau. Du fait de sa prévisibilité et sa durée, elle est considérée comme une brisure plus facile à gérer que la rupture fragile.
Ainsi, la rupture fragile désigne une cassure soudaine et rapide d’un matériau comportant aucune ou peu de contraintes plastiques. Dans ce cas de figure, les fissures se développent vite et se propagent dans le matériau, provoquant ainsi une brisure nette et sans avertissements. La rupture fragile survient notamment dans le cas où le matériau est exposé à des températures basses, à des défauts survenus pendant son utilisation ou à de grandes vitesses de chargement.
Pour conclure, la mécanique de la rupture est un enjeu important pour le bon développement des structures d’une ville. Elle joue un rôle déterminant pour assurer la viabilité des différentes structures, mais aussi la sécurité de ceux qui les utilisent !