Endommagement et fissuration en fluage de polyéthylènes extrudes : approche locale - approche globale

• Auteur / Autrice : Hédi Ben Hadj Hamouda
• Direction : Roland Piques
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Génie des Matériaux
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : ENSMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Fluage

Fissuration

Résumé

Ce travail a pour but le développement et la validation d'outils permettant la prévision des durées de vie en fluage des canalisations de gaz en polyéthylène. Tous les essais mécaniques, présentés dans le premier chapitre, ont été menés à hautes températures (40, 60 et 80\c) afin d’accélérer les processus d'endommagement et de rupture et d’écourter ainsi les durées des tests. Le deuxième chapitre concerne l’étude de l'endommagement. Les mécanismes d’amorçage et de propagation de micro et macro-fissures ont été mis en évidence et interprétés en tenant compte de la structure semi-cristalline du matériau. Il a été notamment montré que les structures en pe peuvent s'endommager dans la globalité de leurs volumes. Cet endommagement s'amorce soit sur un défaut externe (fissure) soit sur des particules de résidus catalytiques dispersées dans le matériau. Dans le premier cas la fissure se propage par bandes discontinues. Dans le second, une phase de croissance de zone miroir autour du site d’amorçage précédé la propagation par bandes discontinues. Le troisième chapitre est consacré à l'application de l'approche locale à ce problème de fissuration. Le développement des outils nécessaires à la quantification de l'endommagement a permis de prédire l’amorçage et la propagation de défauts macroscopiques. Dans cette optique, une loi de comportement viscoplastique non-linéaire et une loi incrémentale d'endommagement ont été proposées. Dans le quatrième chapitre le problème a été aborde par l'approche globale. La démarche repose sur la mécanique non linéaire de la rupture. Elle consiste à déterminer les paramètres pertinents contrôlant la rhéologie et l'endommagement du matériau. Dans notre cas la corrélation du paramètre de chargement c* à la durée de vie de structures sollicitées en fluage a permis d’établir une courbe maîtresse valable sur une large plage de température.