L’analyse statistique des faciès de rupture : la science de la donnée au service de l’analyse de défaillance
Ces dernières années ont vu l’émergence d’une nouvelle technique de l’ingénieur qui repose sur l’analyse statistique du relevé topographique d’une surface de rupture. Si celle-ci s’inscrit dans la lignée de la fractographie, science développée au milieu du siècle dernier pour interpréter les formes créées lors de la rupture d’une pièce, elle en repousse les limites. En apportant des informations jusqu’ici inaccessibles sur les propriétés mécaniques d’un matériau et les conditions de sa rupture, elle permet dorénavant de remonter pas à pas le fil d’une avarie pour en déterminer ses causes. Et ainsi guider le développement de matériaux et de structures plus sûres.
Figure 1 : Répartition du marché de l’analyse de défaillance en fonction des zones géographiques et des années.
Figure 2 : Trois surfaces de rupture de trois matériaux très différents. Malgré leur apparente diversité, leur rugosité partage des propriétés statistiques fractales similaires.
Figure 3 : Comparaison réalisée à l'aveugle des valeurs de ténacité mesurées par test mécanique et par fractographie statistique sur quatre alliages métalliques différents. [12]
Figure 4 : Exemple de données extraites d’une analyse de fractographie statistique réalisée sur une vis rompue (a) à partir des outils décrits dans la référence 11. Le relevé topographique (b) du faciès de rupture sert de données d’entrée. Il est tout d’abord utilisé pour calculer le champ (c) des pentes locales. L’anisotropie de ce champ permet la détermination de la direction et du sens de propagation de la rupture (d). Les falaises visibles sur le champ (c) permettent la mesure de la longueur ξ et in fine, le champ de ténacité (e) de l’échantillon. La figure (f) fournit la dispersion des valeurs de ténacité locale, quantifiant ainsi le degré d’homogénéité du matériau.
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