L’essai de traction est la méthode la plus utilisée pour caractériser les propriétés mécaniques d’un matériau. Pourtant, prédire le comportement de milieux mous que l’on peut étirer jusqu’à plusieurs fois leur longueur initiale, comme les élastomères et les tissus biologiques, à partir de la seule courbe contrainte-déformation issue de cet essai demeure un défi. De nombreuses lois de comportement sont capables d’ajuster les mesures expérimentales, tout en prédisant des réponses différentes quand le matériau est comprimé ou étiré dans plusieurs directions.
Une équipe de recherche de l’Institut Langevin a montré que les ondes élastiques permettent de s’affranchir de cette limitation. En mesurant l’évolution de la vitesse des ondes se propageant dans une plaque d’élastomère au cours d’un test de traction, les chercheurs ont mis en évidence que les champs d’ondes tridimensionnels recèlent des informations inaccessibles dans le test statique.
Les mesures dynamiques permettent donc de discriminer des modèles qui décrivent parfaitement la courbe contrainte-déformation , mettant en évidence des sensibilités cachées et faisant écho aux observations obtenues lors d’essais mécaniques multi-axiaux. Ce travail ouvre des perspectives prometteuses pour la caractérisation in vivo, où il est rarement envisageable d’avoir accès à plus d’un mode de déformation, et pour l’utilisation des ondes élastiques comme un complément aux essais mécaniques statiques.
Figure : (Gauche) Schéma de l’essai de traction d’une plaque carrée. (Droite) Mesures statiques et dynamique obtenues durant l’essai de traction. Les deux lois de comportement reproduisent parfaitement les mesures statiques mais prédisent des vitesses différentes pour les ondes guidées se propageant dans la direction perpendiculaire à l’étirement.
Référence :
Guided elastic waves informed material modelling of soft incompressible media
Pierre Chantelot, Samuel Croquette & Fabrice Lemoult
Proc. R. Soc. A 482 (2347)
Contact :
| Pierre CHANTELOT Tél. : 01 80 96 30 79  |
| Samuel CROQUETTE Tél. : 01 80 96 33 44  |
| Fabrice LEMOULT Tél. : 01 80 96 30 50  |
