Fissure (matériau)

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La fissure est un « défaut » ou une discontinuité brutale apparue ou apparaissant dans un matériau sous l'effet de contraintes internes ou externes, où la matière est séparée sur une certaine surface. Tant que les forces de contraintes ne sont pas libérées, elle entraîne une grande concentration de contrainte à son fond.

Sa propagation, sous l'effet de contraintes suffisantes (voir le critère de Griffith), combinée ou non avec un environnement agressif (corrosion sous contrainte) mène à la rupture.

La physique des fissures[modifier | modifier le code]

Les fissures sont un facteur limitant essentiel de la résistance mécanique des matériaux (de la croûte terrestre, aux matériaux fragiles tels que les verres et les céramiques en passant par les bétons, les aciers, et de très nombreux matériaux produits par l'homme.

Elle est donc étudiée à toutes les échelles, de celle des failles géologiques par les géologues et sismologues, aux échelles microscopiques ou nanométriques dans le cadre de la naissance ou du comportement des microfissures qui peuvent par exemple apparaître et se développer sous l'effet de la corrosion dans les réacteurs ou circuits primaires ou secondaires des centrales nucléaires[1], en passant par le comportement des verres de sécurité.

Fissure comme indice et indicateur[modifier | modifier le code]

Toute fissure témoigne de l'existence de contraintes sur le matériaux fissuré. Au vu de la nature du matériau fissuré, la forme, la longueur, la profondeur, sa vitesse d'apparition et sa structure d'une fissure donne des indications sur ses origines. Ces indications peuvent être rétrospectivement importantes (pour prévoir l'effondrement d'un pont ou d'un bâtiment par exemple) ou rétrospectivement utiles pour comprendre quand et comment un substrat ou un objets se sont fissurés.

Ainsi a-t-on récemment (2013) montré pour le verre[2] que le nombre de fissures "en étoile" formées autour d'un point d'impact ou de collision donne des indications précises sur la vitesse du projectile ou sur la vitesse de la cible par rapport à l'objet qu'elle a rencontré ; Plus la quantité d'énergie cinétique est importante, plus le nombre de fissure au point d'impact est élevé ; avec une équation simple reliant ces deux paramètres[2].

Le faïençage[modifier | modifier le code]

Faiënçage typique de la surface d'un pilier de béton dû à la réaction alcali-granulat (RAG).

C'est un phénomène de micro-fissuration superficielle, en surface d'un enduit, d'un béton, d'un revêtement solide, etc. dû à un retrait superficiel trop important ou rapide[3]. Pour des raisons esthétiques, il peut être recherché par certains céramistes.

Dans le cas particulier de la réaction alcali-granulat (RAG), le faiënçage caractéristique de la surface externe du béton est produit par le gonflement interne de la structure en béton qui est plus élevé au milieu de la masse de béton qu'à sa surface externe. En effet, les ions Na+ et OH responsables de l'attaque de la silice sont régulièrement lessivés par le ruissellement de l'eau de pluie et la surface a aussi l'occasion de sécher, ce qui diminue le gonflement périphérique tandis que la réaction progresse plus rapidement au cœur de la structure (concentration en NaOH plus élevée et humidité accrue).

Lézarde[modifier | modifier le code]

Une lézarde est une fissure importante, une crevasse, pouvant mettre en cause la stabilité d'un édifice[4].

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. ASME Conference Proceedings  ; Characterization of Oxide Film on the Surface of SCC in PLR Pipe by Micro Raman Spectroscopy and Its Implication to Crack Growth Characteristics at Onagawa Nuclear Power Plant ; ASME Conf. Proc. / Year 2004 / 12th International Conference on Nuclear Engineering, Volume 1 ; Paper no. ICONE12-49400 p. 83-92 doi:10.1115/ICONE12-49400 12th, Arlington, Virginia, USA
  2. a et b Nicolas Vandenberghe & al. (2013), [Star-like cracks can reveal the speed of a bullet "Starburst fractures can help forensic experts crack a case"], New Scientist magazine, No 2915 ; p. 17. publié 2013-05-04, consulté 2013-05-05
  3. Glossaire Infociments
  4. Définition de lézarde sur cnrtl.fr