Etude numérique de la fissuration d'un milieu viscoélastique - Pastel

5.4.4 Phase de séparation finale
5.4. Déroulement d’un essai
Afin de rompre complètement l’échantillon, une traction finale de 120µm pendant 120sec est
effectuée. Il est alors possible d’observer et de caractériser les surfaces de rupture pour compléter
l’étude expérimentale.
À l’issue de la traction finale, les deux surfaces de rupture de l’échantillon sont séparées. En fonction
des conditions d’essai, ces surfaces présentent des anneaux concentriques qui semblent être liés
aux conditions de propagation de la fissure.
Pour tous les essais, une photographie de chacune des surfaces de rupture est réalisée (figures ??).
A chaque image est associée une photographie de calibrage de la surface de rupture.
5.4.5 Interprétation de l’essai de rupture locale
Au cours de la phase de traction, on enregistre une ou plusieures chutes brutales de la force. Elles
sont assimilées à la création puis à la propagation d’une fissure à l’intérieur de l’échantillon.
Comme nous le montrerons par la suite, en raison de la géométrie de l’éprouvette et de la concentration
des contraintes qui en résulte en son centre, la fissure s’initie au centre de l’éprouvette et se
propage d’une manière concentrique vers l’extérieur.
Une chute de force est suivie par une courbe dont la pente est plus faible. L’évolution de la courbe
correspond à une diminution de la rigidité de l’éprouvette. Lorsque la rigidité de l’éprouvette devient
nulle, la fissure s’est alors entièrement propagée dans l’échantillon.
En analysant l’évolution de l’effort en fonction du déplacement au cours de la phase de traction,
il est donc possible de d’étudier le comportement à la fissuration du matériau.
La figure (5.5) présente la courbe force/déplacement obtenue pour un essai réalisé à 0 ◦ C, avec
une épaisseur de film initiale de 320µm et un déplacement maximum de 110µm atteint en 10s. Lors
d’un étirement du film de bitume sans création de fissure, cette consigne correspond à une déformation
maximale de 34% au centre de l’éprouvette. Les valeurs de force sont mesurées aux bornes du
porte-échantillon.
La réponse du matériau peut être décomposée en trois parties :
OA : Cette partie de la courbe correspond à la réponse classique d’un matériau viscoélastique
soumis à une vitesse de déformation constante. La non-linéarité de cette courbe est liée au
caractère visqueux de ce matériau à la température d’essai.
AB : La valeur d’effort montre une chute soudaine. Cette chute survient alors que le déplacement
imposé continue à solliciter l’échantillon. Cette discontinuité peut être expliquée par l’apparition
d’une fissure à l’intérieur de l’échantillon et une propagation instable de cette fissure. Ce
phénomène pourrait être le déchirement soudain du bitume au moment où la contrainte au
centre de l’échantillon atteint la contrainte limite de rupture, ce qui conduit à la chute d’effort.
BC : De même que dans la phase OA, cette courbe correspond à la réponse classique d’un matériau
viscoélastique soumis à une vitesse de déformation constante mais avec une pente plus
faible qui correspond à une chute de la rigidité globale de l’échantillon du fait de l’ouverture
d’une fissure dans la phase AB. Comme précédemment, la non-linéarité pourrait être attribuée
à la combinaison de deux phénomènes : la propagation de la fissure initiée en phase AB et les
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