Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Chapitre 4
2. LIANT VISQUEUX
Nous avons choisi d’étudier le comportement mécanique des meules à chaud du fait de l’élévation
locale de température lors du meulage et pour mieux comprendre les phénomènes mis en jeu lors de
l’élaboration. Ces températures peuvent être très élevées localement et entraîner une modification du
comportement mécanique de la meule. Cette modification sera sans doute très locale et concernera le
grain au travail et le verre entourant ce grain. Il faut néanmoins souligner que ce sont précisément ces
grains qui déterminent la performance au meulage. De plus, l’analyse du comportement mécanique à
haute température pourrait permettre de comprendre les phénomènes mis en jeu lors de l’élaboration
comme le rôle de la mouillabilité du liant et de la structure de la meule. Cela pourrait permettre de
mieux appréhender les propriétés mécaniques de meules à température ambiante.
Ces deux raisons nous ont conduit à étudier le comportement à chaud des meules vitrifiées en
réalisant des essais de compression à vitesse de déplacement imposée. A haute température, le liant
vitreux peut être considéré comme un liquide avec une viscosité donnée dépendant de la température.
Nous avons choisi de considérer notre compact comme un matériau granulaire cohésif. Les mêmes
paramètres que pour les propriétés mécaniques à froid (température d’élaboration, oxydation de
l’AlON, taille des grains) sont étudiés. Nous proposons une modélisation simple du comportement
mécanique des meules.
2.1. Description du comportement et modélisation
2.1.1. Description du comportement et de l’endommagement
Les essais de compression sur meules vitrifiées conduisent à deux allures différentes selon les
conditions d’essais (cf. Figure 4-27), à savoir température d’essai et de cuisson, type et taille de grains
contenus dans la meule. Dans les deux cas, nous observons une première partie similaire
correspondant à l’augmentation de la contrainte avec la déformation. A partir d’une certaine valeur de
contrainte, celle-ci diminue fortement puis se stabilise légèrement avec l’augmentation de la
déformation dans le premier cas ou alors diminue légèrement dans l’autre cas. D’une manière
générale, la première allure de courbe est observée lorsque les conditions d’essais induisent une
contrainte maximale élevée. L’observation des éprouvettes après essai nous a permis de décrire les
deux parties de la courbe. La première partie de la courbe correspond à une déformation uniforme de
l’éprouvette. On peut donc considérer qu’elle est la résultante de tous les déplacements locaux des
grains entre eux. C’est cette partie de courbe que nous nous proposons de modéliser à partir de l’étude
de forces visqueuses et capillaires entre deux grains. Du fait des ponts de verre liquide, ce
comportement se traduit par une raideur apparente qui dépend de la sollicitation et des caractéristiques
du verre.
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés
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