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Essais de fatigue
On appelle fatigue une sollicitation mécanique alternée, souvent mais pas nécessairement périodique, et de faible amplitude.
La fatigue est souvent à l'origine de la rupture des pièces prothétiques dentaires, d'où la nécessité de reproduire ce mode de sollicitation au laboratoire.
Lorsque l'on soumet un matériau à des cycles répétés d'efforts, il subit des modifications de microstructure regroupés sous le terme général d'endommagement par fatigue.
Cet endommagement ne se signale par aucune modification macroscopiquement décelable et la rupture peut intervenir à des niveaux de contraintes peu élevés, souvent inférieurs à la résistance à la traction ou même à la limite d'élasticité.
Le processus de fatigue implique l'apparition d'une fissuration qui se développe progressivement sous l'action de la répétition des sollicitations.
Les essais les plus simples consistent à imposer à des séries d'éprouvettes (cylindriques ou rectangulaires) des cycles d'efforts périodiques sinusoïdaux soit par charge axiale soit par flexion rotative.
Ce sont les surfaces de l'échantillon qui subissent la contrainte maximale et vont donc être le siège de l'amorçage de la rupture, d'où la nécessité d'un état de surface particulièrement soigné.
Pour chaque niveau de contrainte smax, on détermine sur une série d'éprouvettes la distribution du nombre de cycles à rupture. On obtient ainsi le diagramme de WÖHLER qui représente la relation expérimentale entre smax et N durée de vie de l'éprouvette.
Auguste WÖHLER était un ingénieur allemand qui, préoccupé par la rupture prématurée d’essieux de wagons de chemin de fer, s’est attaché, vers 1870, à déterminer le comportement des matériaux soumis à la fatigue.
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