[Deux problèmes de la rupture fragile : des cracks instables et la fracture à retardement]
Ceci présente une revue courte de deux problèmes impliquant la rupture fragile. Dans le premier, une plaque de verre chauffée est plongée dans un liquide froid. Dans la région de transition entre les parties froide et chaude de grandesz contraintes existent. Elles peuvent être reliées de façon précise aux différents coefficients typiques du matériau de la plaque : dilatation thermique, conductivité thermique, module d'Young, etc. Grace à cela on peut comparer les résultats expérimentaux et la théorie basée sur le critère de Griffith pour la propagation d'un crack droit puis pour son instabilité par rapport à un mode d'ondulation. Dans l'autre problème, on examine le delay au bout duquel un cristal 2D courbé se brise : ce delai (très long) est interprété comme le temps nécessaire à la nucléation d'un noyau critique de Griffith dans la région du cristal en extension. Bien que cette théorie soit en accord avec plusieurs des données expérimentales, d'autre données exigent de compliquer le modèle en considérant une nucléation par étapes.
This presents a short review on two problems where brittle fracture is involved. In the first one, a hot glass plate is subject to a local stress when drowned into a cold bath. In the region of transition between the cold and hot side, large stresses build up, that can be related accurately to the various coefficients typical of the plate material, heat dilation coefficient, heat conductivity, Young's modulus, etc. Thanks to thais, one can compare well the experimental results and the theoretical predictions based on the Griffith criterion for the propagation of a straight crack, and for its instability against an undulating mode. In the other problem, one looks at the delay before a bent 2D crystal breaks: this (very long) delay is interpreted as the time required for homogeneous nucleation of a critical Griffith nucleus in a region of the crystal under extension. Although it agrees fairly well with some experimental data, other experimental facts are required to complicate the model by considering a multistep nucleation process.
Mots-clés : rupture, physique statistique, thermodynamique, gaz, plasmas
Yves Pomeau 1
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Yves Pomeau. Fundamental problems in brittle fracture: unstable cracks and delayed breaking. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 4, pp. 249-257. doi : 10.1016/S1631-0721(02)01456-0. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(02)01456-0/
[1] Crack instabilities of a heated glass strip, Phys. Rev. E, Volume 52 (1995), p. 4105
[2] Nature, 362 (1993), p. 329
[3] Brisure spontanée de cristaux bidimensionnels courbés, C. R. Acad. Sci. Paris, Série II, Volume 314 (1992), p. 553
[4] Young's modulus of a two-dimensional Langmuir monolayer, Nature, Volume 356 (1992), p. 226
[5] Instantaneous and time-lag breaking of a two-dimensional rod under bending, Phys. Rev. Lett., Volume 70 (1993), p. 1485
[6] Failure time microcrack nucleation, Europhys. Lett., Volume 47 (1999), p. 456
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