Contributions à la physique de la rupture

Prevoir quand et comment les solides cassent est loin d’etre une mince affaire ! En effet, le comportement en rupture observe a l’echelle macroscopique depend crucialement de la structure du materiau a une echelle fine, et de processus locaux (endommagement, plasticite, decohesions, reactions chimiques avec l'environnement, etc…) qu'il serait impossible de prendre en compte individuellement. Ces mecanismes sont traditionnellement pris en compte par les ingenieurs comme perturbations autour d'un materiau effectif parfaitement homogene. Cette approche souffre de limitations importantes: Une fissure n'etant sensible qu'au champ de contraintes present dans un voisinage plus ou moins etendu de sa pointe, il est impossible, pour calculer la tenacite, le seuil de rupture ou la duree de vie d'un materiau, de le remplacer par un « materiau effectif » dont les proprietes seraient une moyenne de celle des differents elements de microstructure qui le composent.. Les travaux, principalement experimentaux, qui seront presentes au cours de cette soutenance d’habilitation visent a mieux comprendre et decrire les relations entre la microstructure d'un materiau et ses proprietes mecaniques de rupture. Nous verrons notamment comment interpreter les motifs et rugosites observees post-mortem sur les facies de rupture ; comment expliquer la dynamique intermittente observee pendant la propagation lente d’une fissure dans un materiau heterogene et, a une autre echelle, dans l’activite sismique associee aux tremblements de terre; et comment rendre compte des vitesses de fissuration observees lors de la rupture dynamique des verres polymeriques fragiles.