Sur les mécanismes de rayures des vernis de finition automobiles

Chapitre 4 - Les rayures fragiles
5 Influence de la contrainte interfaciale
L'influence de la contrainte interfaciale est étudiée en réalisant des essais en présence
d'eau et en présence d'eau savonneuse : on évalue la variation des propriétés mécaniques des
vernis puis le déplacement de la transition entre rayures ductiles et rayures fragiles.
5.1 Evolution des propriétés des vernis
Pour évaluer l'influence de l'eau et de l'eau savonneuse sur les propriétés
viscoélastoplastiques des vernis, des essais d'indentation sont réalisés à sec puis sur un
échantillon immergé dans de l'eau puis dans de l'eau savonneuse. Les essais sont
suffisamment rapides (E = 0,005 s et Pmax='5 mN) pour que l'échantillon demeure immergé
tout au long de l'essai. Le vernis testé est le vernis A. Les résultats, reportés dans le tableau 2,
indiquent que la présence d'eau et/ou d'eau savonneuse fait chuter la dureté de 50 % et le
module d'élasticité est réduit de 25 %. On n'observe pratiquement pas de différence entre les
essais dans l'eau et les essais dans l'eau savonneuse.
Vernis A à sec + eau + eau savonneuse
H (MPa)
à E = 0,005
53±2 27 ± 2 25±2
E1 (GPa)
à 32Hz
2,3 ± 0,2 1,7±0,2 1,7 ± 0,2
tableau 2
dureté et module réduit du vernis A déterminés par des essais d'indentation
0,005 Ct Piì,axI5 mN).
5.2 Déplacement de la transition entre rayure ductile et rayure fragile
Des essais de rayure à charge croissante (de 5 mN à 65 mN) sont réalisés sur le vernis
A avec une sphère de 10 tm de rayon. Les essais sont effectués à sec, puis échantillon
immergé dans l'eau et enfin échantillon immergé dans de l'eau savonneuse.
Dans les 3 cas, la rayure est tout d'abord ductile ; apparaissent ensuite des fissures de
part et d'autre de la rayure en forme de chevrons puis des déchirures. La figure 19 montre
qu'en présence d'eau et/ou d'eau savonneuse, la partie ductile de la rayure, pourtant bien
visible lors d'un essai à sec, n'est pratiquement plus visible en présence d'eau et d'eau
savonneuse, comme si elle avait cicatrisé.
L'eau semble «plastifier» le vernis : les molécules d'eau s'insèreraient dans le réseau
tridimensionnel constituant le vernis.
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