Apport des techniques sclérométriques à la caractérisation des ...

DEuxiuE CHAPiTRE: DEThWPPEMENTD 'UNE TECHNIQUEEKPERJMENTALEEN SCLEROMETRIEB. DEVELOPPEMENT DES METHODES DE CARACTERISATIONB.!. MISE EN PLACE ET DEROULEMENT D'UNE ETUDE ENSCLEROMETRIELe comportement des matériaux soumis à une sollicitation sciérométriqueest complexe et il est souvent très difficile de déterminer quels paramètres durayage sont véritablement spécifiques de ce comportement. Ce dernierdétennine d'autre part les techniques d'analyse adéquates pour extraire desrayures les informations recherchées.La réponse du matériau à un type de sollicitation peut dépendre à la fois dela vitesse et de la pénétration de l'indenteur sous la surface du matériau. Afind'étudier l'évolution du comportement en fonction de la pénétration, ou de laforce normale appliquée par l'indenteur, certains auteurs étudient des rayuresà charges croissantes (Oliver et Pharr 1995, J Von Stebut 1989). Ce type' derayure permet une analyse qualitative rapide de la réponse du matériau pourdiftrentes charges. Elle permet de déterminer les charges critiques detransition de comportement ; transition ductile I fragile ou rupture d'un filmmince.Cependant, il est très difficile dans ce type d'expérience de relier avecprécision les paramètres énergétiques et morphologiques des rayures pour deacharges ou des pénétrations données.C'est pourquoi nous avons choisi de réaliser des rayures à profondeur depénétration constante. Ce choix nous permet ainsi de comparer les différentesréponses du matériau lors du rayage, qui sont les fbrces de rayages, lamorphologie de la rayure rémanante, et l'identification et la quantification desphénomènes de fracturation pour les matériaux fragiles.Cependant, ceci nous oblige à réaliser plusieurs expériences à desprofondeurs de pénétration variées afin d'observer l'évolution ducomportement en fonction de cette pénétration. Le nombre d'expériences peutainsi croître très vite si on désire étudier une large gamme de pénétrations etde vitesses de rayage. Pour limiter le nombre d'expériences, et conserver unequalité d'information suffisante, nous avons utilisé une méthodologie de plansd'expériences. Celle-ci donne en effet, pour un nombre restreint demanipulations, une estimation de l'évolution des paramètres sclérométriquesavec la pénétration et la vitesse, dans tout le domaine étudié.Une étude sclérométrique d'un matériau peut donc prendre différentesformes suivant les informations que l'on désire en retirer.Une analyse précise du comportement d'un matériau et de son évolutionavec les paramètres de rayage (profondeur de pénétration et vitesse), seraAPPORTDES TECHNIQUES ScLEROMfrrRIQUESÀ LA CARACTYJSA nON DES PR OPRIE! ES MÉCANIQUES DES SURFA CES page 47