Etude expérimentale et analyse numérique de la rupture des polymères amorphes

Cette thèse a été préparée au Laboratoire de Groupe dEtudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux GEMPPM (UMR CNRS N° 5510) de LINSA de Lyon. Ce travail consiste en une étude expérimentale et numérique de la rupture des polymères amorphes quiest fragile si le craquelage a lieu (par exemple pour le PMMA ) et ductile sil est précédé dune déformation plastique (comme pour le polycarbonate). La plasticité a lieu par localisation de la déformation en bandes de cisaillement et est associée à la loi de comportement avec un adoucissement intrinsèque au-delà dun seuil de contrainte, suivi dun durcissement à mesure que la déformation continue. Le craquelage est décrit à laide dune zone cohésive viscoplastique qui tient compte des étapes damorçage pour un état de contrainte critique, délargissement des surfaces de la craquelure et de rupture des fibrilles avec la création dune fissure localement. Un protocole expérimental pour calibrer lensemble des paramètres intervenant est présenté. Il consiste en la réalisation dessais de compression uniaxiale pour caractériser la loi de comportement du matériau et dessais de rupture pour identifier les termes intervenant dans la description par zone cohésive du craquelage. La calibration obtenue a permis de réaliser des simulations de rupture pour des taux de triaxialité différents et la comparaison avec lexpérience sest avérée satisfaisante. Nous avons mis en évidence que la variation de ténacité avec la vitesse de chargement dépend peu des conditions damorçage du craquelage pour le PMMA et de manière majeure pour le polycarbonate. Dans les deux cas, il est nécessaire didentifier précisément la cinétique délargissement des craquelures et louverture critique des fibrilles pour pouvoir prédire la ténacité ( Kic ou Gic ) dans une large gamme de vitesse de chargement