Résumé

La cavitation dans les polymères à l'état solide peut-être considérée comme la principale source d'endommagement mécanique. Cependant, pour les polymères ""choc", polymères rigides contenant une phase souple de type élastomère, son apparition dans la phase souple peut augmenter la ductilité et la ténacité du matériau. Les modélisations de la cavitation et des mécanismes associés ont permis de progresser dans la compréhension du renfort au choc des polymères. La cavitation se manifeste par une variation de volume du matériau en traction et par un blanchiment. En mettant à profit la diffusion de la lumière par les cavités, il est possible de les "dénombrer". C'est en utilisant des polymères initialement transparents, modèles mais néanmoins industriels - matrices amorphes incorporant des particules sphériques contenant de l'élastomère que l'on met en évidence la compétition entre cavitation et plasticité. Parallèlement, une revue des critères de cavitation dans les pièces massives en caoutchouc ou élastomère et l'étude des influences de la forme des domaines d'élastomère ou de l'écoulement plastique de la matrice viennent compléter les analyses. De plus, on constate expérimentalement que les interactions mécaniques entre les particules d'élastomère contrôlent la progression de l'endommagement. Cette considération a motivé le développement d'une méthode de calcul spécifique permettant de prendre en compte de grands nombres d'inclusions dans une simulation numérique. Les statistiques issues des résultats des simulations numériques concernant la traction uniaxiale indiquent, entre autres, une transition dans l'organisation spatiale des particules endommagées entre 10 % et 20 % en fraction volumique de particules. Par ailleurs, alors qu'il était couramment admis qu'en fissuration rapide une fissure adapte sa vitesse à l'énergie disponible, l'étude de la fissuration d'un polymère "choc" a montré que, pour certains matériaux, c'est la quantité de surface créée qui est adaptée à l'énergie disponible, à vitesse constante. Il apparaît que cette dernière tendance est liée aux matériaux pour lesquels l'énergie de rupture diminue avec la vitesse de propagation dans le régime dynamique, et que cette vitesse constante est la vitesse de branchement macroscopique de fissure, c'est à dire environ la moitié de la vitesse des ondes de Rayleigh. Enfin, un modèle d'homogénéisation en grande déformation est proposé pour rendre compte de la localisation non linéaire des déformations et prévoir la déformation à laquelle apparaît la transition de la cinématique de la déformation locale dans le cas de latex rigidifiés par des particules rigides.