Etude de la fissuration du verre par l’indentation instrumentée

Abstract

Une étude paramétrique systématique sur l’utilisation de’indentation instrumentée a été entreprise, sur deux types de verre (sodo-calcique et borosilicate), pour déterminer l’influence des conditions d’essai (charge, temps de maintien,..) sur leurs comportements mécaniques à l’indentation et au rayage. La thèse est entamée par une partie théorique couvrant essentiellement l’indentation instrumentée (nano et micro indentation) et l’essai de rayage (principe, domaine d’application, aspect théorique,…). Un rappel sur les différentes approches et théories régissant ces deux aspects a été effectué. Nous avons par ailleurs, fait une synthèse des travaux antérieurs liés au comportement des verres vis-à-vis de l’indentation et du rayage. La partie expérimentale a été subdivisée en quatre chapitres.Le premier est consacré à la présentation des nuances des verres étudiées et les différents dispositifs expérimentaux utilisés pour effectuer les essais d’indentation conventionnelle et instrumentée ainsi que les essais de rayage. Une présentation des résultats des essais conventionnels effectués sur les deux types de verre est donnée dans ce chapitre.Le deuxième chapitre se rapporte à l’étude paramétrique des deux verres ainsi pour les essais de nano indentation. Nous avons effectué des essais préliminaires de calibration visant à étudier l’effet de plusieurs sources d’erreurs (profondeur initiale, dérive thermique, complaisance de l’instrument de mesure et la géométrie de l’indenteur) sur les propriétés déterminées.La caractérisation a été faite en termes de mesure de la dureté HIT, du module élastique Er et de la ténacité K1c, en utilisant la micro indentation. Nous avons analysé les types de comportement, dégagés à partir des observations des empreintes obtenues. La comparaison quantitative des verres indentés a été faite à travers les courbes force-déplacement, obtenues lors de l’indentation instrumentée. Par ailleurs, une étude comparative a été faite entre les résultats trouvées par l’indentation instrumentée et ceux trouvés par les procédés conventionnels.Dans le troisième chapitre, nous avons étudié le comportement des deux verres lors de l’indentation cyclique (mode constant et progressif). Nous avons suivi l’effet de la fatigue mécanique par indentation en fonction du nombre de cycles d’indentation, de la charge d’indentation et du temps de maintien.