Faciès de rupture

allure de la surface créée par la rupture d'une pièce

En science des matériaux, le faciès de rupture désigne l'allure de la surface créée par la rupture d'une pièce. L'analyse de cette surface est essentielle pour comprendre comment et pourquoi le matériau s'est rompu. Le faciès de rupture est toujours interprété par une combinaison des caractéristiques du matériau et de ses sollicitations. Cette interprétation permet de mieux comprendre la microstructure du matériau et les mécanismes de rupture[1].

La discipline scientifique qui analyse les faciès de rupture s'appelle la fractographie, terme proposé en 1944 par Zapffe et Clogg[2].

Faciès de rupture et matériau

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L'analyse, généralement visuelle (à l'œil nu et au microscope) des figures fractographiques, permet d'identifier les propriétés du matériau (ductilité, fragilité), ses plans de clivage, son homogénéitéetc. Dans certains cas, comme dans les fontes, la distinction entre matériaux se fonde sur l'aspect du faciès de rupture (fonte grise, blanche ou truitée).

Faciès de rupture et sollicitations

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Le faciès de rupture est également lié au mode de sollicitation. L'analyse peut mettre en évidence le rôle de la corrosion, de la fatigue, des chocs mécaniques ou thermiques, la concentration en éléments chimiques (hydrogène), l'irradiation, la températureetc. Il est courant de constater qu'une combinaison de sollicitations faibles peut être particulièrement nocive (cas de la corrosion sous contrainte).

Méthodes d'analyse

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L'interprétation d'un faciès de rupture demande une connaissance approfondie de la résistance des matériaux, ainsi que du matériau étudié. Cette activité est fondamentale pour comprendre les causes d'une défaillance, mais aussi pour classer et comparer des matériaux (notamment en géologie et en métallurgie).

Si de bonnes connaissances théoriques sont nécessaires, les moyens d'analyse restent classiques. L'œil nu, la macrophotographie, voire le microscope optique, sont généralement suffisants. Le microscope électronique à balayage peut s'avérer utile si on cherche un défaut dans la matière (inclusion, entaille, vide, etc.), à partir duquel pourrait s'initier la rupture[3]. Capable de réaliser une analyse chimique localisée, cet outil est apprécié lorsqu'on cherche à connaître les causes d'un accident avec un maximum de certitudes.

Notes et références

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  1. (en) Derek Hull, Fractography: Observing, Measuring and Interpreting Fracture Surface Topography, Cambridge University Press, (ISBN 978-0-521-64684-0, lire en ligne)
  2. (en) C. A. Zapffe and M. Clogg Jr., « Fractography-A New Tool for Metallurgical Research », American Society for Metals, vol. 34, no 1,‎ , p. 71-107
  3. Dominique Ernst, « La caractérisation des faciès de rupture par MEB », sur MetalBlog, (consulté le ).

Voir aussi

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Articles connexes

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