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cours 13 COURS MECANISMES PHYSIQUES DE LA DEFORMATION ELASTICITE ORIGINE ATOMIQUE DE L'ELASTICITE Tout objet soumis à un e ?ort se déforme ce qui entra? ne un déplacement des atomes hors de leur position d ? équilibre Apparaissent alors des forces de rapp

COURS MECANISMES PHYSIQUES DE LA DEFORMATION ELASTICITE ORIGINE ATOMIQUE DE L'ELASTICITE Tout objet soumis à un e ?ort se déforme ce qui entra? ne un déplacement des atomes hors de leur position d ? équilibre Apparaissent alors des forces de rappel qui s ? opposent à la déformation et qui tendent à restaurer le solide dans sa forme originale lorsque l ? on cesse de le solliciter Di ?érents essais de laboratoire permettent d ? étudier les modes de déformation des matériaux e g traction compression torsion d ? un point de vue macroscopique et phénoménologique et de déterminer les contraintes nécessaires pour obtenir une déformation donnée Quand on analyse la réponse mécanique du matériau on distingue le domaine d ? élasticité et le domaine de plasticité la transition entre les deux domaines étant nommée limite d ? élasticité Si l ? on e ?ectue une décharge dans le domaine élastique le comportement est réversible et le matériau recouvre sa forme initiale A l ? inverse au-delà de la limite d'élasticité la déformation plastique est irréversible Pour comprendre ces comportements on peut étudier les matériaux à l ? échelle atomique Le modèle électrostatique par exemple permet de schématiser l ? énergie des di ?érentes liaisons entre les atomes sous la forme d ? une somme de potentiels attractifs Ua et de potentiels répulsifs Ur chacun étant décrit par des fonctions puissance de la distance entre atomes r U r Ua - Ur avec Ua A rp et B Ur r q La force interatomique résultante F r peut alors se déduire de la relation classique Figure F dU dr La force est nulle à l ? équilibre r r et si l ? on augmente la distance interatomique il appara? t une force qui résiste à l'écartement r-r Pour de faibles valeurs d ? écartement la force peut être approchée par sa tangente en r r et donc considérée comme proportionnelle à r- r en traction comme en compression On obtient alors un module d ? Young E proportionnel à d F i e d U On peut ainsi estimer les raideurs en fonction d r r r d r r r des types de liaisons mises en jeu qu'elles soient covalentes ioniques métalliques Hydrogène ou van der Waals ELASTICITE ENTHALPIQUE ET ELASTICITE ENTROPIQUE Pour distinguer les di ?érents phénomènes intervenant lors de déformations élastiques des solides il est utile de relier le travail e ?ectué par une force de rétraction élastique aux grandeurs thermodynamiques Le changement d ? énergie interne dU résultant d ? une déformation élémentaire dl s ? écrit en fonction de la quantité de chaleur absorbée par le système dq et du travail e ?ectué dW dU dq ?? dW Si on se limite au cas de processus réversibles du type de l'élasticité l ? e ?et thermique dq est relié à la variation d ? entropie dS par CCours Mécanismes physiques de la déformation dq T dS D'autrepart le travail e ?ectué par le système