A1 Délaminage (défaillance interlaminaire)

Topique

Ce stratifié, composé de plusieurs couches empilées, subit un délaminage – la séparation entre deux de ces couches – lorsqu'une contrainte hors plan apparaît entre elles : une contrainte qui agit perpendiculairement au plan des couches, plutôt que dans le plan auquel le stratifié a été conçu pour résister. Le fait que cette contrainte agisse à l'extérieur du plan, et non à l'intérieur de celui-ci, l'amène à pousser les couches à se séparer les unes des autres au lieu de les tendre ou de les comprimer dans leur propre plan, et c'est cette séparation entre les couches qui constitue le délaminage.

Le fait qu'il y ait un délaminage entre deux couches de ce stratifié ne signifie cependant pas que ce délaminage va croître : sa propagation dépend du taux de libération d'énergie interlaminaire, dans son mode I - le mode d'ouverture, dans lequel les deux couches se séparent directement l'une de l'autre. Le fait que ce taux de libération d'énergie interlaminaire en mode I dépasse un certain seuil provoque la propagation du délaminage, s'étendant le long de l'interface entre les deux couches ; En le maintenant en dessous de ce seuil, le délaminage reste de la même taille, sans se propager. Ce seuil est précisément ce qui définit le critère de propagation du délaminage.

Un tel délaminage ne se propage cependant pas toujours en mode I pur : il est souvent combiné avec le mode II, le mode glissement, dans lequel les deux couches glissent l'une sur l'autre plutôt que de se séparer directement. Le fait que le délaminage se propage par une combinaison du mode I et du mode II signifie que le critère de propagation du mode I pur, à lui seul, n'est plus suffisant pour prédire cette propagation, et doit plutôt être évalué avec le critère mixte de Benzeggagh-Kenane : ce critère combine la contribution de chacun des deux modes, dans la proportion où chacun participe au taux total de libération d'énergie, pour déterminer si cette combinaison dépasse le seuil de propagation effectif.

C'est pourquoi ce modèle, avec le délaminage sous contrainte hors plan avec lequel il a été ouvert, décrit un mode de rupture qui n'a pas d'analogue dans les métaux ou les céramiques monolithiques : le fait qu'aucun de ces deux matériaux n'est constitué de couches signifie qu'il n'y a pas d'interface entre eux entre laquelle une séparation interlaminaire puisse se produire, et que ce mode de rupture est exclusif aux stratifiés. La résistance au cisaillement interlaminaire fournie par un autre modèle de cet ensemble, celui décrit par ce même test, est ce qui alimente le critère de propagation de ce modèle avec ses données ; et le délaminage lui-même, une fois qu'il se propage, est ce qui est détecté expérimentalement par un autre modèle distinct de cet ensemble, celui décrit par l'inspection échographique C-scan.

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