Rupture dynamique des matériaux structuraux : investigation expérimentale et éléments de modélisation
Résumé
Dans la plupart des matériaux ductiles, on observe généralement une localisation de la déformation dans une ou des bandes de cisaillement de très faible épaisseur qui précède la rupture ultime. Lorsque la vitesse de chargement est suffisamment élevée (temps caractéristiques de l’ordre de la microseconde), les échanges thermiques entre les bandes en question et le matériau environnant sont limités (conditions locales quasi adiabatiques) : on parle alors de bandes de cisaillement adiabatique. Le cisaillement adiabatique par bande provoque une réduction progressive de la résistance structurale (tout en préservant la cohésion de la matière) et rend précoce l’endommagement. De fait, le dimensionnement des structures aux surcharges à grande vitesse (crash, impact) impose de considérer le mécanisme de localisation dynamique par bande de cisaillement adiabatique comme une source possible de perte prématurée de résistance de la structure et comme précurseur de la ruine ultime. On propose ici de présenter quelques approches expérimentales et numériques visant pour les unes à comprendre la formation (apparition, évolution) du cisaillement adiabatique par bande et pour les autres à en reproduire les conséquences. Un modèle prédictif tri-dimensionnel sera en particulier détaillé.