RUPTURE ET ENVIRONNEMENT : RUPTURE ET ENVIRONNEMENT CORROSION SOUS CONTRAINTE LA FLUAGE LA FATIGUE THERMIQUE CORROSION DE CONTACT CONCLUSION

1. merabti.soufiane1@gmail.com
S.MERABTI 1
minister de l’eseignement supérieur
et de le recherche scientifique
université de bechar
Promotion : master 1 mécanique et énergétique
Module : rupture mécanique
Présenté par :
MERABTI SOUFIANE

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INTRODUCTION
DEFINITION ENVIRONNEMENT L'environnement est défini comme « l'ensemble des éléments (biotiques ou abiotiques) qui entourent un individu ou une espèce et dont certains contribuent directement à subvenir à ses besoins », ou encore comme « l'ensemble des conditions naturelles (physiques, chimiques, biologiques) et culturelles (sociologiques) susceptibles d’agir sur les organismes vivants et les activités humaines ». La notion d'environnement naturel, souvent désignée par le seul mot « environnement », a beaucoup évolué au cours des derniers siècles et tout particulièrement des dernières décennies. L'environnement est compris comme l'ensemble des composants naturels de la planète Terre, comme l'air, l'eau, l'atmosphère, les roches, les végétaux, les animaux, et l'ensemble des phénomènes et interactions qui s'y déploient, c'est-à-dire tout ce qui entoure l'Homme et ses activités — bien que cette position centrale de l'Homme soit précisément un objet de controverse dans le champ de l'écologie.
RUPTURE ET ENVIRONNEMENT
C'est l'attaque destructive d'un métal par réaction chimique ou électrochimique ou mécanique avec son environnement (variation de température, le vent , la corrosion … etc ). Les propriétés mécaniques des matériaux sont altérées.
Objectif : ( étudier rupture environnement)
Pour étudier le rupture et environnement doit être examinée les phénomènes suivant : Fatigue – corrosion Corrosion sous contraintes Fluage Fatigue thermique Corrosion de contact.

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I- FATIGUE CORROSION :
La fatigue représente la tendance du métal à se fracturer sous l'action répétée d'un cycle de contraintes. La fissuration apparaît normalement au-dessous de la limite élastique.
La "corrosion sous fatigue" est une réduction de la résistance à la fatigue due à la présence d'un milieu corrosif.
En eau de mer, les inox austénitiques ne conservent que 75 % de leur résistance à la fatigue.
Les fissures sont généralement transgranulaires ; elles prennent naissance grâce aux piqûres.
Prévention :
On retrouve les mêmes remèdes que pour la corrosion sous contrainte. On peut aussi utiliser un revêtement Zn, Cr, Ni, Cu, par électrodéposition.

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II- CORROSION SOUS CONTRAINTE
Les actions simultanées de contraintes et d'un milieu corrosif produisent des fissurations dans un métal. Les fissures sont intergranulaires ou transgranulaires et se présentent souvent sous forme ramifiée.
II-1 Effets de contraintes
Les contraintes ont diverses origines : thermique, écrouissage résiduel, soudage, charge appliquée, produits de corrosion (action de coin). Le minimum de contrainte nécessaire dépend de la température, de la composition de l'alliage et de l'environnement. Dans certains cas il ne faut pas dépasser 10 % de la limite élastique.
Ce sont les contraintes de tension qui sont les plus dangereuses.
II-2 Effet du temps
la vitesse de fissuration est constante au démarrage du phénomène, mais elle s'accélère très rapidement par suite de la diminution de la section.
II-3 Facteurs métallurgiques
La susceptibilité à la corrosion sous contrainte est affectée par la composition chimique de l'alliage, l'orientation des grains, la composition et la distribution des précipités.
L'observation faite sur les aciers au nickel est valable pour d'autres alliages, mais il ne faut pas extrapoler abusivement et croire qu'un métal pur est exempt de corrosion sous contrainte.
L'augmentation du pourcentage ferrite dans les aciers inox moulés améliore la résistance à la corrosion sous contrainte. Des !lots de ferrite dans la matrice austénitique bloquent la progression des fissures.

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Prévention
 Abaissement des contraintes par : recuit ou relaxation des contraintes résiduelles. Augmentation de la section ou réduction des charges.
 Elimination de l'élément corrosif dans l'environnement.
 Changer l'alliage. Par exemple utiliser l'Inconel (davantage de Ni)
 quand le 304 n'est plus satisfaisant. L'acier ordinaire, bien que moins résistant à la corrosion généralisée que l'acier inoxydable, est plus résistant que celui-ci à la corrosion sous contrainte.
 La protection cathodique est efficace quand la fissure se propage par dissolution d'ions métalliques, mais il faut s'assurer qu'il n'y a pas dégagement d'hydrogène, car l'effet de la protection cathodique s'inverserait et deviendrait néfaste.
 Utiliser des inhibiteurs (avec les réserves déjà précisées antérieurement, c'est-à-dire utilisation suffisante d'inhibiteur pour s'assurer qu'il n'y a pas possibilité de corrosion localisée ou piqûres).
 Mise en compression de la surface par sablage.
III- FLUAGE :
Le fluage dans les matériaux métalliques consiste en une déformation plastique continue dans le temps sous l’effet d’une contrainte appliquée à une certaine température.
Cette déformation doit être prise en considération dès lors qu’un matériau est soumis à une température supérieure à 0.4 Tf où Tf est la température de fusion du matériau en degrés Kelvin.
Il existe deux types de fluage : le fluage rapide et le fluage lent.
a- Le fluage rapide :survient à des températures basses sous forte contrainte.
b- Le fluage lent :lorsque la rupture intervient à des températures élevées
(500 – 600°C) sous contrainte et au bout d'une durée relativement longue (milliers d’heures), on parle de fluage lent.

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La réponse expérimentale ou courbe de fluage se décompose en trois phases plus ou moins apparentes selon la nature du matériau et la température
 Le fluage primaire : la vitesse de
déformation diminue, ce qui se
traduit par une augmentation de la
résistance du matériau.
 Le fluage secondaire : la vitesse
de déformation du matériau est
relativement constante au cours du
temps.
 Le fluage tertiaire : la vitesse de
déformation augmente rapidement
et est associée à l’apparition d’un
endommagement croissant allant
jusqu’à la ruine du matériau.
A basse température, les fluages primaire et secondaire sont prépondérants. A haute température, le fluage secondaire s’établit plus rapidement et le tertiaire prend plus d’importance.
IV- FATIGUE THERMIQUE
La fatigue thermique des métaux fait référence à des ruptures générées par des cycles de chargements thermiques avec des échauffements et des refroidissements non homogènes. L’échauffement ou le refroidissement rapide d’une pièce métallique induit de forts gradients thermiques dans la section de la pièce, entraînant des dilatations et des contractions irrégulières. Les contraintes générées peuvent aller jusqu’à plastifier le métal lorsqu’une zone chauffée tend à se dilater alors qu’elle est bridée par une autre section plus épaisse et plus froide de la pièce.
La fatigue thermique se différencie de la fatigue à température par son mode de chargement. Les chargements cycliques en fatigue thermique sont dus aux gradients de dilatation alors que dans le cas de la fatigue à température,

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les contraintes sont dues à des charges appliquées. Les deux modes de sollicitations peuvent être superposés en cas de charges appliquées sous chocs thermiques.
V- CORROSION DE CONTACT
La corrosion par contact survient quand des métaux de préciosité différente sont en contact étroit. Par exemple quand une vis en acier inoxydable est vissée sur une tôle d'acier zingué. Le métal le plus précieux stimule ensuite la corrosion (la rouille). Un phénomène dit de corrosion par contact survient. La condition pour ce processus est un milieu corrosif entre les deux métaux, par ex. de l'eau ou simplement l'humidité ambiante normale.
Prévention
 lubrification (une huile très fluide est préférable à une graisse)
 augmenter la dureté des surfaces en contact
 absorber les vibrations par des joints
 augmenter les surfaces en contact par un polissage soigné, (charge mieux répartie), un serrage important (frettage) et par utilisation de produits spéciaux qui remplissent les cavités et augmentent les surfaces en contact. (résines anaérobies du type LOCTITE).
CONCLUSION
Le rupture environnement rupture aléatoire , donc le prévention à partir de cette rupture c’est pas facile , il faut mettez beaucoup précautions pour évité tout les problème de rupture environnement.