Cours : 18 h - Travaux dirigés : 6 h - Préceptorat : 4 h

Objectifs

Ce cours de mécanique du solide est orienté vers l'aspect propriétés mécaniques des matériaux. Après des rappels des concepts fondamentaux de contrainte, déformation et énergie élastique (traités en 1ère année), il développe les principaux types de comportement en dégageant leur origine physique. Les caractéristiques viscoélastiques, plastiques et de rupture des grandes classes de matériaux sont abordées en parallèle avec l'étude des lois comportements correspondantes. Une étude des sollicitations simples dégage les idées directrices guidant le choix d'un matériau en fonction de l'application visée (structure et chargement). Une méthodologie à formalisme léger sera employée pour approcher la modélisation physique des situations plus complexes rencontrés dans la vie commune ou dans les applications modernes.

Contenu

• Généralités sur la résistance des matériaux
  
• Classes de matériaux et familles de comportement
  
• Rappels de mécanique du continu (tenseur de déformation et de contraintes, équation fondamentale de l'équilibre)
  
• Rappels de élasticité linéaire 3D (loi de Young et de Lamé, modules élastiques, énergie élastique)
  
• Approfondissements sur le comportement élastique linéaire (théorèmes énergétiques, analyse de stabilité, solution de problèmes en loi d'échelle)
  
• Ondes et vibrations
  
• Le comportement viscoélastique : modèles rhéologiques, représentation en temps et en fréquence, équivalence temps-température
  
• Le comportement plastique : modèles rhéologiques, critères de plasticité
  
• Plasticité parfaite, écrouissage, viscoplasticité
  
• Le paradoxe de la résistance théorique à la rupture
  
• Mécanique linéaire élastique de la fracture (LEFM)
  
• Critère local: le facteur d'intensité des contraintes (Irwin)
  
• Critère énergétique : la longueur de Griffith et le travail de fracture
  
• Fragilité et ductilité : mécanismes de dissipation, échelles de longueur et de temps
  
• Fracture lente et fracture rapide
  
• Matériaux hétérogènes: inclusions, composites
  
• Contact, adhésion et frottement

Travaux dirigés

Les sujets de TD traitent un ensemble variable de problèmes extraits des sujets d'exament des années précédentes, et fournissent donc une bonne préparation à l'examen.

Préceptorat

Des sujets renouvelés chaque année permettent d'appréhender la methode de calcul en loi d'échelles, ainsi que d'approfondir des applications qui vont au-delà du cours.

Liens avec d'autres modules d'enseignement

Dans le cadre des travaux pratiques du cours d'Hydromécanique et transport, 4 expériences sont dédiés à la mécanique des solides :

• mesure du champ de contrainte autour d'une pointe de fissure
  
• vibration de poutres
  
• délaminage de cloques
  
• étude du comportement élastoplastique d'un polymère

Niveau requis : Bases de mécanique du continue et élasticité linéaire (cours de Mécanique des solides et des matériaux I).

Modalités d'évaluation : Examen écrit (partie A : QCM, partie B : problèmes en loi d'échelle).

Dernière mise à jour : jeudi 1 juin 2017