Présentation
Auteur(s)
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Georges SAADA : Ancien élève de l’École Polytechnique - Professeur à l’Université Paris-Nord
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’étude de la déformation plastique a sans doute eu pour origine le souci de maîtriser le formage et l’utilisation des matériaux, et dans un premier temps, des métaux. De ce fait, elle a été longtemps empirique et ce n’est que depuis quelques dizaines d’années qu’ont été élaborés les concepts nécessaires à la compréhension des phénomènes physiques se produisant lors des écoulements plastiques. Si, pour les solides cristallins, auxquels nous nous limiterons dans cet exposé, les mécanismes de base sont assez bien compris, la dynamique des écoulements est encore assez mal connue et constitue actuellement un axe de recherche extrêmement actif.
Rappelons que, lorsqu’un solide cristallin est soumis à une contrainte, il se déforme de manière réversible tant que la contrainte est inférieure à une certaine valeur critique, dite limite élastique. Au-delà de cette contrainte critique, la déformation cesse d’être réversible. Lorsque la contrainte est supprimée, il subsiste une déformation, dite déformation plastique. Si l’on poursuit la déformation, le solide finit par se rompre. L’aptitude à tolérer une déformation plastique importante est la ductilité. Celle-ci dépend à la fois de la nature du matériau et de l’essai. Par exemple, il est possible de réduire, par laminage en plusieurs passes, un bloc métallique dont les dimensions sont de l’ordre du mètre à une plaque dont l’épaisseur est de l’ordre de la fraction de millimètre, soit une déformation de l’ordre de 10 3, alors qu’en traction uniaxiale il est difficile d’atteindre une déformation à la rupture supérieure à 1.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1980 par Georges SAADA, André ZAOUI, H. ARNOUX
- Version courante de oct. 2017 par Georges SAADA
DOI (Digital Object Identifier)
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Généralités5. Conclusion
Depuis les expériences de Schmid et Boas et l’élaboration du concept de dislocation, notre connaissance des mécanismes élémentaires des phénomènes se produisant durant la déformation plastique n’a cessé de s’affiner et peut être considérée comme satisfaisante, particulièrement pour ce qui est de l’évaluation des contraintes internes. Toutefois, les phénomènes contrôlant la mobilité des dislocations, s’ils sont connus dans leur principe, souffrent de ne pouvoir être évalués quantitativement, faute d’informations suffisantes sur la structure du cœur des dislocations. La dynamique de l’évolution de la sous‐structure nous est encore peu connue. Les figures 35, 36, 37, 38, 39 et 40 illustrent la difficulté de décrire analytiquement cette dynamique. Il s’agit, en effet, d’un problème d’une grande complexité, tant sur le plan mathématique, en raison du nombre de paramètres à prendre en compte, que du point de vue physique : le système est non linéaire et combine des échelles spatiales et temporelles très différentes, de l’ordre de la distance interatomique à la taille de l’échantillon, de l’inverse de la fréquence de Debye à des temps de l’ordre de la seconde. C’est probablement la raison pour laquelle le problème a été attaqué sous l’angle de la simulation numérique sans que l’on puisse dire, malgré quelques résultats prometteurs, si la méthode conduira au succès, c’est‐à‐dire à des prédictions fines et interprétables. Il n’existe pas, on l’aura compris, de théorie complète de la plasticité. L’étude des phénomènes d’écoulement plastique peut s’appuyer toutefois sur des concepts et des résultats solides. Elle ne progressera qu’à condition de combiner calculs théoriques et recherches expérimentales.
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