Phénomène de perlage
Canalisations en composites - Étude du perlage

Lors de la phase de dimensionnement, et plus précisément lors de la détermination des épaisseurs des parois des tubes, le concepteur utilise un code de construction approprié. Ce dernier se réfère à des normes qui indiquent comment déterminer les caractéristiques mécaniques des matériaux. Dans le cas des matériaux homogènes, c’est-à-dire les métaux ou les polymères thermoplastiques, ces caractéristiques sont le module d’élasticité, la contrainte au seuil de plasticité ou la contrainte à la rupture. On les détermine en traction statique sur des échantillons standard. On peut aussi les déduire d’essais sur tubes mis en pression interne. Pour ces matériaux, la rupture des tubes se manifeste par l’éclatement, donc la perte totale de propriétés mécaniques et d’étanchéité. La pression d’éclatement est reliée à la contrainte à la rupture du matériau par l’équation suivante [2] :

Le cas des composites à matrice organique renforcés de fibres est différent. Par exemple, une expérience de mise sous pression interne croissante d’un tube industriel standard conduit au type de comportement décrit par la courbe en figure 1. Cette courbe représente l’évolution de la pression interne P en fonction de la déformation dans l’axe du tube ε_x . Le comportement est, en première approximation, élastique linéaire jusqu’à une certaine pression P_lin . À ce niveau de pression, l’observation de la microstructure par microscopie révèle un endommagement diffus, sous forme de décohésion entre fibres et matrice, ou de microfissures dans la matrice. Ensuite, un nouveau régime pseudolinéaire...