GLOSSAIRE DES PROPRIETES
MECANIQUES DES MATERIAUX
A
allongement à rupture : valeur, exprimée en %, du rapport de la différence (l-l0) de longueur (entre
repères) entre l'état après rupture et l'état initial, à la longueur initiale l0, multiplié par 100.
allotropie : Propriété d'un corps de se présenter sous plusieurs formes ayant des propriétés
physiques différentes.
anisotrope (matériau) : matériau dont les propriétés ne sont pas identiques dans toutes les
directions : par exemple le bois est très solide dans le sens des fibres mais pas orthogonalement à
celles-ci, il est donc fortement anisotrope.
B
Brinell (dureté) : valeur de la dureté obtenue, à partir de l'essai Brinell normalisé conduit avec une
bille très dure, en rapportant la charge appliquée à la surface de l'empreinte de la bille laissée dans
le matériau après déchargement (norme NF.EN ISO 6506-1).
C
capacité calorifique (Cp, Cv) : quantité de chaleur nécessaire pour élever de un degré la
température d’un matériau.
cisaillement () : tangente de l’angle de la déformation qui résulte de l’application d’une cission.
cission () : contrainte appliquée à deux parties adjacentes d’un même corps pour susciter leur
glissement l’une sur l’autre, dans une direction parallèle au plan de contact.
clivage : rupture de l'ensemble des liaisons chimiques entre les atomes de deux plans adjacents.
Séparation des plans atomiques. Les ruptures par clivage prennent naissance à partir d'éléments
microstructuraux, grains, indentations. Exemple : céramique, verre, les métaux de structure
hexagonale ou cubique centrée à basse température.
coefficient de Poisson () : dans le cas des déformations élastiques, rapport négatif entre les
déformations latérale et axiale qui résultent de l’application d’une contrainte axiale.
coefficient de striction (Z%) : valeur de la déformation localisée, exprimée en %, obtenue en
rapportant la différence entre la section initiale S0 de l'éprouvette et la section Sf après rupture (au
niveau de la striction) à la section initiale S0, rapport multiplié par 100  (S0-Sf)/S0.
77
concentration de contrainte : concentration ou amplification d’une contrainte appliquée à la tête
d’une entaille ou d’une petite fissure.
conductibilité électrique () : c’est la mesure de la capacité propre à un matériau de conduire un
courant électrique.
conductibilité thermique () : c’est un paramètre qui caractérise la capacité d’un matériau à
conduire la chaleur.
consolidation : conséquence du mécanisme d'écrouissage, se traduisant par l'augmentation de la
contrainte d'écoulement plastique du matériau, en particulier lors d'un essai de traction.
consolidation (taux de) : pente de la courbe rationnelle de traction dans le domaine des
allongements uniformément répartis.
contrainte  (stress) : rapport de l'effort exercé sur une surface à l'aire de cette surface σ = F/S ; la
contrainte s'exprime en N/m2, c'est à dire en pascal (Pa).
corrosion : attaque et destruction lente de la surface des matériaux par l'action des agents chimiques
(surtout sels dissous et acides). Sur les métaux, la corrosion est une oxydation ; elle est évitée
préventivement par les traitements électrolytiques, zingage, étamage, chromage, etc., ou par les
revêtements et peintures anticorrosion.
D
déformation  (strain) : différence de forme du matériau avant et après l'application d'une
contrainte, c'est une grandeur adimensionnelle ( Δl / l : allongement/longueur).
déformation élastique : voir élastique.
déformation plastique : voir plastique.
densité de flux magnétique (B) : intensité du champ magnétique produit dans un matériau par un
champ magnétique extérieur (H).
ductile (rupture) : rupture précédée par une importante déformation plastique.
ductilité : aptitude du matériau à se déformer plastiquement. Elle s’exprime en % d’allongement
(A) ou en % de striction (Z) à l’issue d’un essai de traction.
durée de vie (en fatigue): nombre de cycles à la rupture.
durée de vie (en fluage): temps conduisant à la rupture par fluage sous une contrainte donnée à une
température fixée.
dureté : résistance d'un matériau à la pénétration d'un autre corps supposé indéformable.
78
E
écoulement (contrainte d'): contrainte au delà de laquelle la déformation plastique est générale dans
tout le matériau.
écrouissage : phénomène de durcissement observé sur les matériaux métalliques, dû à
l'accroissement du nombre des dislocations lors de la déformation plastique à froid et à l'interaction
entre celles-ci.
élastique (déformation) : déformation réversible (elle disparaît lorsque les efforts disparaissent).
élastomère (elastomer): polymère caractérisé par ses bonnes propriétés élastiques dues à sa
structure réticulée. Pouvant supporter des déformations élastiques réversibles de grande amplitude.
endurance : résistance mécanique aux efforts périodiques.
énergie de rupture : mesure de l’énergie absorbée durant la rupture d’une éprouvette normalisée au
moyen d’un essai Charpy. Elle joue un rôle important dans l’évaluation de la transition
ductile-fragile d’un matériau.
entaille : discontinuité macroscopique débouchante.
essai Charpy : permet de mesurer l’énergie de rupture (voir énergie de rupture) ou la résilience
d’une éprouvette entaillée. Le choc que subit l’éprouvette est produit par un pendule.
essai de compression (compression test) : Il consiste à soumettre une éprouvette de forme
cylindrique à deux forces axiales opposées en la plaçant entre les plateaux d'une presse.
Sa réalisation comporte deux difficultés majeures : 1) si l'éprouvette est trop haute par rapport à son
diamètre, il y a risque d'apparition d'une instabilité élastique, le flambage. 2) de par le frottement
qui s'exerce entre les faces d'appui de l'éprouvette et les plateaux de la machine, des déformations
hétérogènes confèrent à l'éprouvette une forme de tonneau.
essai de traction (tensile test) : C'est l'essai le plus utilisé pour caractériser les propriétés
mécaniques des matériaux ductiles.
extensomètre : appareillage fixé sur une éprouvette permettant de suivre ses variations de
dimension au cours d'une sollicitation mécanique.
F
facteur d'intensité de contrainte (K) : grandeur caractérisant la résistance d'un matériau à la
propagation brutale des fissures (voir ténacité).
facteur critique d'intensité de contrainte (Kc) : valeur critique du facteur à partir de laquelle une
fissure se propage spontanément.
79
facteur critique d'intensité de contrainte (K1c) : valeur critique du facteur à partir de laquelle une
fissure se propage spontanément en déformation plane ou en mode I (Cette valeur minimale est
caractéristique du matériau).
fluage : déformation plastique progressive en fonction du temps sous l'action d'un effort constant.
A température suffisante, elle se poursuit par un endommagement qui peut conduire à la rupture.
fluage-corrosion : combinaison des mécanismes de corrosion et de fluage d'une pièce doublement
sollicitée.
fragile (brittle) : qui se casse sans déformation plastique. S'oppose à ductile. Le verre, la fonte grise,
les aciers bruts de trempe, les céramiques, le béton et la plupart des polymères thermodurcissables
(polymères sans état liquide, réticulés) sont des matériaux qui ont un comportement fragile.
ferrimagnétisme : les matériaux sont des aimants naturels, caractérisés par de fortes aimantations
permanentes : magnétite Fe3O4 ;
Ferromagnétisme : paramagnétisme de très grande amplitude du fer et des matériaux analogues
(Fe, Ni, Co ; Sm, ...- oxydes ferromagnétiques).Création d'un champ induit de grande amplitude,
parallèlement au champ inducteur.
fatigue : endommagement d'un matériau sous l'action d'efforts mécaniques cycliques.
fatigue-corrosion : mécanisme de fatigue en présence d'un milieu corrosif.
G
glissement (contrainte de) : contrainte permettant d'activer le glissement des dislocations.
H
Hooke (loi de) : loi physique établissant la proportionnalité entre la contrainte appliquée et la
déformation réversible d'un matériau dans le domaine élastique.
I
isotrope (matériau) : matériau dont les propriétés sont identiques dans toutes les directions.
J
Jominy (courbe) : courbe obtenue en mesurant sur un acier la dureté en fonction de la distance à
l'extrémité refroidie d'une éprouvette Jominy.
Jominy (essai) : essai normalisé qui consiste à austénitiser une éprouvette d'acier puis à refroidir
par arrosage à l'eau l'une de ses extrémités.
80
L
ligne d'arrêt : ligne courbe observable macroscopiquement sur certains faciès de rupture,
marquant, dans la vie de la pièce, les changements de régime des sollicitations (arrêt, changement
de l'intensité des efforts...).
ligne de glissement : trace, visible en microscopie optique, de la marche formée à la surface
(préalablement polie miroir) du métal par l'accumulation de dislocations ayant glissé sur le même
plan de glissement et débouchant à la surface.
limite d'élasticité (elastic limit) : contrainte seuil entre le domaine des déformations élastiques et
celui des déformations plastiques.
limite d'élasticité vraie : contrainte minimale engendrant le glissement des dislocations.
limite d'élasticité conventionnelle : contrainte correspondant à un certain taux (0.2%, 0.1%...) de
déformation plastique.
limite d'endurance : contrainte maximale au-dessous de laquelle un matériau peut supporter un
nombre illimité de cycles sans se rompre.
limite de fatigue : contrainte maximale ne devant pas entraîner la rupture du matériau avant un
grand nombre de cycles qu'il convient de préciser (106, 107, 108 cycles).
M
malléabilité Propriété d.un métal a être façonner et réduit en feuilles.
matériaux composites : association d'un matériau de base (Métal, céramique, résine) avec une
fibre ou un agrégat d'un autre matériau.
Monomère Composé chimique constitué de molécules simples.
module de Coulomb ou module d'élasticité transversale G : exprimé en Mpa ou Gpa, c’est le
rapport entre la contrainte tangentielle ou la cission () et le cisaillement élastique () consécutif à
l’application de cette contrainte. Il est lié au module d’Young par la relation : G=E/2(1+).
module d'Young ou module d'élasticité longitudinale E : il caractérise la rigidité du matériau et
correspond à la pente de la droite d'élasticité σ = E. obtenue lors d'un essai de traction, avec ε
mesuré directement sur l'éprouvette. Il varie sensiblement en fonction de la température et le type
de matériau
O
81
oligocyclique (fatigue) : sollicitations cycliques à un niveau de contrainte relativement élevé par
rapport à la limite d'élasticité du matériau, provoquant la rupture du matériau en un petit nombre de
cycles.
P
perméabilité magnétique relative (r) : rapport entre la perméabilité magnétique d’un matériau
() et celle du vide (0=1,257x10-6 H/m).
plastique (déformation) : déformation irréversible (elle reste permanente lorsque les efforts
disparaissent).
polymère : composé solide et non métallique (généralement organique) de masse molaire élevée,
dont la structure est constituée de monomères répétés.
paramagnétique : qui crée un champ induit parallèle au champ magnétique inducteur et de faible
intensité.
R
résilience : aptitude à résister au choc, caractérisée par la mesure de l'énergie de rupture lors d'un
essai de flexion par choc sur une éprouvette entaillée, à l'aide d'un mouton pendule Charpy.
Unité : joules par centimètre carré (J/cm²).
résistance à la traction : contrainte conventionnelle maximale Fm / S0 , applicable avant
l'apparition de la striction (maximum de la courbe de traction contrainte-déformation).
résistivité électrique (ρ) : inverse de la conductibilité électrique, qui représente la résistance d’un
matériau au passage d’un courant électrique.
rhéologie : Science des lois de comportement des matériaux, qui lient les contraintes aux
déformations (élasticité, plasticité, viscosité …).
rigidité (d'un matériau) : propriété physique caractérisant, dans le domaine des déformations
élastiques, l'amplitude des déformations élastiques enregistrée sous une contrainte donnée.
Rockwell (dureté) : valeur de la dureté obtenue, à partir de l'essai Rockwell normalisé, conduit avec
un pénétrateur, en deux temps (application d'une précharge puis d'une surcharge), en mesurant
l'accroissement permanent e de la profondeur de pénétration sous la charge initiale, après
enlèvement de la surcharge. Le pénétrateur peut être soit une bille pour les métaux tendres, soit un
cône à pointe de diamant pour les métaux durs ou extra durs (norme NF.EN ISO 6508-1).
rupture ductile : La rupture ductile est liée essentiellement à la présence d'inclusions ou de
précipités. Dans ce mode de rupture la déformation plastique macroscopique est importante et
conduit à la rupture finale qui conduit à des microreliefs appelés cupules.
82
rupture fragile : la rupture fragile est caractérisée par l'absence de déformation plastique
macroscopique, et donc par la propagation très rapide des fissures avec faible consommation
d'énergie. La rupture est bien nette, elle suit des plans cristallographiques, on parle de rupture par
clivage. Le matériau rompt avant d'avoir quitté le régime élastique, c'est le cas des céramiques,
métaux cubiques centrés à basse température, et certains polymères à basse température.
S
striction : déformation plastique localisée qui suit la déformation plastique répartie.
strie de fatigue : ligne courbe parallèle observable au MEB (microscope électronique à balayage)
sur certains faciès de rupture de pièces rompues en fatigue, correspondant aux avancées de la fissure
à chaque cycle.
susceptibilité magnétique (m) : constante de proportionnalité entre l’aimantation, M, et l’intensité
du champ magnétique, H.
système de glissement : c'est l'ensemble plan et direction de glissement dans ce plan qui caractérise
le déplacement des dislocations.
T
température de CURIE (TC) : température au-dessus de laquelle un matériau ferromagnétique ou
ferrimagnétique devient paramagnétique.
ténacité : résistance à la propagation brutale des fissures (voir facteur d'intensité de contrainte).
thermodurcissable : Qui possède la propriété de durcir au-dessus d'une certaine température et de
ne pouvoir reprendre sa forme primitive de façon réversible.
thermoplastique : Qui se ramollit sous l'action de la chaleur et se durcit en se refroidissant de façon
réversible.
traction rationnelle (courbe) : courbe de traction tracée à partir des allongements vrais mesurés sur
l'éprouvette à chaque étape de l'essai et de la contrainte vraie (F/S) appliquée à chaque instant
(norme NF.EN 10.021).
transition ductile-fragile : température à laquelle survient un changement de comportement à la
rupture. La plage des températures auxquelles la transition se produit est déterminée par l’essai de
résilience Charpy.
V
Vickers (dureté) : valeur de la dureté obtenue, à partir de l'essai Vickers normalisé, conduit avec un
diamant de forme pyramidale à base carrée, en rapportant la charge appliquée à la surface de
l'empreinte
de
la
pyramide
laissée
dans
le
matériau
après
déchargement
(norme NF.EN ISO 6507-1).
83
viscoélasticité : lorsqu'on les soumet à une contrainte instantanée, certains matériaux subissent,
dans le domaine élastique, une déformation instantanée suivie d'une déformation différée,
déformation viscoélastique. Ce comportement peut se manifester à haute vitesse dans certains
matériaux cristallins. Mais ce comportement est surtout caractéristique des polymères et des
élastomères, dans lesquels le déploiement et l'alignement élastiques des chaînes se produisent de
façon visqueuse. Ce comportement visqueux s'apparente en mécanique au comportement d'un
amortisseur et pour le domaine élastique au comportement d'un ressort dont les déformations sont
réversibles.
viscoplasticité : type de déformation possédant les caractéristiques mécaniques d’un flux visqueux,
d’une déformation élastique et d’une déformation plastique permanente.
Y
Young : voir module d'Young.
84