E4 Propriétés mécaniques de base

Topique

La cohésion théorique de ce verre, celle qui résulterait de la rupture directe des liaisons chimiques de son réseau s'il était parfait, diffère de sa cohésion réelle : les défauts de surface qu'il présente inévitablement réduisent sa résistance pratique bien en deçà de cette cohésion théorique. Le fait que ce verre contienne des défauts de surface, au lieu d'un réseau parfait et sans défaut, implique que sa résistance pratique est déterminée par ces défauts, et non par la cohésion théorique de ses propres liaisons.

Cette résistance pratique est calculée précisément à partir de la taille du défaut de surface le plus important présent dans ce verre, selon le critère de Griffith, déjà utilisé, à des fins similaires, dans un autre modèle portant sur un ensemble différent de matériaux : plus la taille de ce défaut critique est grande, plus la résistance pratique du verre est faible, selon le critère de Griffith ; plus sa taille est petite, plus la résistance pratique est élevée, la rapprochant de la cohésion théorique sur laquelle ce modèle a été initialement basé.

La surface de ce verre, soumise à un impact ponctuel ou à une indentation, réagit selon le même modèle de contact élastique hertzien que celui utilisé, dans le même but, par un autre modèle de cet ensemble, celui décrivant les propriétés mécaniques fondamentales d'une céramique : une charge d'indentation plus importante sur cette surface vitreuse entraîne une aire de contact plus grande et une profondeur d'indentation plus importante, conformément au même modèle hertzien.

Par conséquent, ce modèle, avec sa résistance cohésive théorique et sa résistance pratique, partage le même mécanisme élastique-fragile que celui déjà décrit pour une céramique par ce modèle des propriétés mécaniques fondamentales des céramiques. La différence entre les deux réside dans le fait que, dans ce verre, contrairement à cette céramique, la porosité ne joue pas un rôle significatif dans la résistance pratique car ce verre, hormis ses défauts ponctuels de surface, est essentiellement dense. Le fait que ce même mécanisme élastique-fragile décrive également une relation élastique isotrope équivalente à celle déjà utilisée par un autre modèle du même ensemble de matériaux différents signifie que ce verre peut être traité, pour des raisons élastiques, avec le même formalisme isotrope que celui déjà utilisé.

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