{"id":115793,"date":"2022-05-01T22:42:38","date_gmt":"2022-05-01T21:42:38","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/quest-ce-que-la-fatigue-courbe-s-n-courbe-de-woehler-definition\/"},"modified":"2022-05-06T10:05:38","modified_gmt":"2022-05-06T09:05:38","slug":"quest-ce-que-la-fatigue-courbe-s-n-courbe-de-woehler-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/quest-ce-que-la-fatigue-courbe-s-n-courbe-de-woehler-definition\/","title":{"rendered":"Qu&rsquo;est-ce que la fatigue &#8211; Courbe S-N &#8211; Courbe de Woehler &#8211; D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"<p><span><div class=\"su-quote su-quote-style-default\"><div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">La courbe SN, \u00e9galement connue sous le nom de courbe de W\u00f6hler, trace la contrainte appliqu\u00e9e (S) en fonction de la dur\u00e9e de vie du composant ou du nombre de cycles jusqu&rsquo;\u00e0 la d\u00e9faillance (N).\u00a0Les ing\u00e9nieurs utilisent cette m\u00e9thode pour d\u00e9terminer la dur\u00e9e de vie en fatigue d&rsquo;un mat\u00e9riau.<\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>En science des mat\u00e9riaux,\u00a0<\/span><strong><span>la fatigue<\/span><\/strong><span>\u00a0est l&rsquo;affaiblissement d&rsquo;un mat\u00e9riau caus\u00e9 par\u00a0<\/span><strong><span>un chargement cyclique<\/span><\/strong><span>\u00a0qui entra\u00eene des dommages structurels progressifs, cassants et localis\u00e9s.\u00a0Une fois qu&rsquo;une fissure s&rsquo;est amorc\u00e9e, chaque cycle de chargement augmentera l\u00e9g\u00e8rement la fissure, m\u00eame lorsque des contraintes altern\u00e9es ou cycliques r\u00e9p\u00e9t\u00e9es sont d&rsquo;une intensit\u00e9 consid\u00e9rablement inf\u00e9rieure \u00e0 la r\u00e9sistance normale.\u00a0Les contraintes peuvent \u00eatre dues \u00e0 des vibrations ou \u00e0 des cycles thermiques.\u00a0Les dommages de fatigue sont caus\u00e9s par:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>action simultan\u00e9e de contraintes cycliques,<\/span><\/li>\n<li><span>contrainte de traction (qu&rsquo;elle soit appliqu\u00e9e directement ou r\u00e9siduelle),<\/span><\/li>\n<li><span>souche plastique.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Si l&rsquo;un de ces trois \u00e9l\u00e9ments n&rsquo;est pas pr\u00e9sent, une fissure de fatigue ne s&rsquo;amorcera pas et ne se propagera pas.\u00a0La majorit\u00e9 des d\u00e9faillances techniques sont caus\u00e9es par la fatigue.<\/span><\/p>\n<p><span>Bien que la fracture soit de type fragile, sa propagation peut prendre un certain temps, en fonction \u00e0 la fois de l&rsquo;intensit\u00e9 et de la fr\u00e9quence des cycles de stress.\u00a0N\u00e9anmoins, il y a tr\u00e8s peu, voire aucun, avertissement avant la panne si la fissure n&rsquo;est pas remarqu\u00e9e.\u00a0Le nombre de cycles n\u00e9cessaires pour provoquer une rupture par fatigue \u00e0 une contrainte maximale particuli\u00e8re est g\u00e9n\u00e9ralement assez important, mais il diminue \u00e0 mesure que la contrainte augmente.\u00a0Pour certains aciers doux, les contraintes cycliques peuvent \u00eatre poursuivies ind\u00e9finiment \u00e0 condition que la contrainte maximale (parfois appel\u00e9e r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue) soit inf\u00e9rieure \u00e0 la valeur limite d&rsquo;endurance.\u00a0Un bon exemple de rupture par fatigue est la rupture d&rsquo;une fine tige ou d&rsquo;un fil d&rsquo;acier avec les mains apr\u00e8s l&rsquo;avoir pli\u00e9 plusieurs fois au m\u00eame endroit.\u00a0Un autre exemple est une roue de pompe d\u00e9s\u00e9quilibr\u00e9e entra\u00eenant des vibrations qui peuvent provoquer une d\u00e9faillance par fatigue.\u00a0Le type de fatigue le plus pr\u00e9occupant dans les centrales nucl\u00e9aires est la fatigue thermique.\u00a0La fatigue thermique peut provenir de contraintes thermiques produites par des changements cycliques de temp\u00e9rature.\u00a0Les gros composants tels que le pressuriseur, la cuve du r\u00e9acteur et la tuyauterie du syst\u00e8me du r\u00e9acteur sont soumis \u00e0 des contraintes cycliques caus\u00e9es par les variations de temp\u00e9rature pendant le d\u00e9marrage du r\u00e9acteur, les changements de niveau de puissance et l&rsquo;arr\u00eat.<\/span><\/p>\n<h2><span>Dur\u00e9e de vie en fatigue \u2013 Courbe SN<\/span><\/h2>\n<p><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-30528\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/S-N-curve-Fatigue-Failure.png\" alt=\"Courbe SN - Rupture par fatigue\" width=\"545\" height=\"475\" \/><\/p>\n<p><span>L&rsquo;American Society for Testing and Materials d\u00e9finit la dur\u00e9e de vie en fatigue, N<\/span><sub><span>f<\/span><\/sub><span>, comme le nombre de cycles de contrainte d&rsquo;un caract\u00e8re sp\u00e9cifi\u00e9 qu&rsquo;un sp\u00e9cimen subit avant qu&rsquo;une d\u00e9faillance d&rsquo;une nature sp\u00e9cifi\u00e9e ne se produise.\u00a0<\/span><strong><span>La dur\u00e9e de vie en fatigue<\/span><\/strong><span>\u00a0est affect\u00e9e par les contraintes cycliques, les contraintes r\u00e9siduelles, les propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux, les d\u00e9fauts internes, la taille des grains, la temp\u00e9rature, la g\u00e9om\u00e9trie de conception, la qualit\u00e9 de surface, l&rsquo;oxydation, la corrosion, etc. Pour certains mat\u00e9riaux, notamment l&rsquo;acier et le titane, il existe une valeur th\u00e9orique de contrainte amplitude en dessous de laquelle le mat\u00e9riau ne se rompra pas pendant un certain nombre de cycles, appel\u00e9e limite de\u00a0<\/span><strong><span>fatigue, limite<\/span><\/strong><span>\u00a0d&rsquo;\u00a0<\/span><strong><span>endurance<\/span><\/strong><span>\u00a0ou\u00a0<\/span><strong><span>r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue<\/span><\/strong><span>.<\/span><\/p>\n<p><span>Les ing\u00e9nieurs utilisent un certain nombre de m\u00e9thodes pour d\u00e9terminer la dur\u00e9e de vie en fatigue d&rsquo;un mat\u00e9riau.\u00a0L&rsquo;une des plus utiles est la m\u00e9thode contrainte-vie, g\u00e9n\u00e9ralement caract\u00e9ris\u00e9e par une\u00a0<\/span><strong><span>courbe SN<\/span><\/strong><span>, \u00e9galement appel\u00e9e\u00a0<\/span><strong><span>courbe de W\u00f6hler<\/span><\/strong><span>.\u00a0Cette m\u00e9thode est illustr\u00e9e sur la figure.\u00a0Il trace la\u00a0<\/span><strong><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/strength\/tensile-stress-materials\/\"><span>contrainte<\/span><\/a><span>\u00a0appliqu\u00e9e (S)<\/span><\/strong><span>\u00a0par rapport \u00e0 la dur\u00e9e de vie du composant ou au nombre de\u00a0<\/span><strong><span>cycles jusqu&rsquo;\u00e0 la d\u00e9faillance (N)<\/span><\/strong><span>.\u00a0Au fur et \u00e0 mesure que la contrainte diminue \u00e0 partir d&rsquo;une valeur \u00e9lev\u00e9e, la dur\u00e9e de vie des composants augmente lentement au d\u00e9but, puis assez rapidement.\u00a0Parce que la fatigue comme la rupture fragile a une telle nature variable, les donn\u00e9es utilis\u00e9es pour tracer la courbe seront trait\u00e9es statistiquement.\u00a0La dispersion des r\u00e9sultats est une cons\u00e9quence de la sensibilit\u00e9 \u00e0 la fatigue d&rsquo;un certain nombre de param\u00e8tres d&rsquo;essai et de mat\u00e9riaux impossibles \u00e0 contr\u00f4ler avec pr\u00e9cision.<\/span><\/p>\n<p><span>Les termes suivants sont d\u00e9finis pour la courbe SN:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Limite de fatigue<\/span><\/strong><span>.\u00a0La limite de fatigue (\u00e9galement parfois appel\u00e9e limite d&rsquo;endurance) est le niveau de contrainte en dessous duquel la rupture par fatigue ne se produit pas.\u00a0Cette limite n&rsquo;existe que pour certains alliages ferreux (\u00e0 base de fer) et de titane, pour lesquels la courbe S \u2013 N devient horizontale \u00e0 des valeurs N plus \u00e9lev\u00e9es.\u00a0D&rsquo;autres m\u00e9taux de structure, tels que l&rsquo;aluminium et le cuivre, n&rsquo;ont pas de limite distincte et finiront par \u00e9chouer m\u00eame \u00e0 partir de petites amplitudes de contrainte.\u00a0Les valeurs typiques de la limite pour les aciers sont la moiti\u00e9 de la r\u00e9sistance ultime \u00e0 la traction, jusqu&rsquo;\u00e0 un maximum de 290 MPa (42 ksi).<\/span><\/li>\n<li><strong><span>R\u00e9sistance \u00e0 la fatigue<\/span><\/strong><span>.\u00a0L&rsquo;ASTM d\u00e9finit la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue, S\u00a0<\/span><sub><span>Nf<\/span><\/sub><span> , comme la valeur de la contrainte \u00e0 laquelle la rupture se produit apr\u00e8s un certain nombre de cycles sp\u00e9cifi\u00e9s (par exemple, 10<\/span><sup><span>7<\/span><\/sup><span> cycles). Par exemple, la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue de l&rsquo;alliage de titane Ti-6Al-4V recuit est d&rsquo;environ 240 MPa. \u00e0 10<\/span><sup><span>7<\/span><\/sup><span>\u00a0cycles et le facteur de concentration de contrainte = 3,3.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>La vie en fatigue<\/span><\/strong><span>.\u00a0La dur\u00e9e de vie caract\u00e9rise le comportement \u00e0 la fatigue d&rsquo;un mat\u00e9riau.\u00a0C&rsquo;est le nombre de cycles pour provoquer une d\u00e9faillance \u00e0 un niveau de contrainte sp\u00e9cifi\u00e9, tel qu&rsquo;il est tir\u00e9 du diagramme S \u2013 N<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Le processus de rupture par fatigue se caract\u00e9rise par trois \u00e9tapes distinctes:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>Amor\u00e7age de fissure, dans lequel une petite fissure se forme \u00e0 un certain point de forte concentration de contraintes.<\/span><\/li>\n<li><span>Propagation de la fissure, au cours de laquelle cette fissure progresse progressivement \u00e0 chaque cycle de contrainte.\u00a0La majeure partie de la dur\u00e9e de vie en fatigue est g\u00e9n\u00e9ralement consomm\u00e9e dans la phase de croissance des fissures.<\/span><\/li>\n<li><span>La rupture ultime, qui se produit tr\u00e8s rapidement une fois que la fissure en progression a atteint une taille critique.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Les fissures associ\u00e9es \u00e0 la rupture par fatigue commencent presque toujours (ou nucl\u00e9ent) \u00e0 la surface d&rsquo;un composant \u00e0 un certain point de concentration de contraintes.\u00a0Tout ce qui entra\u00eene une concentration de contraintes et le d\u00e9veloppement de fissures r\u00e9duira la dur\u00e9e de vie en fatigue.\u00a0Par cons\u00e9quent, l&rsquo;augmentation du degr\u00e9 de finition de surface, le polissage par rapport au meulage, am\u00e9liore la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue.\u00a0L&rsquo;augmentation de la r\u00e9sistance et de la duret\u00e9 des couches de surface des composants m\u00e9talliques am\u00e9liorera \u00e9galement la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_30527\" aria-describedby=\"caption-attachment-30527\" style=\"width: 536px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-30527\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/S-N-curves-of-different-materials.png\" alt=\"Courbes SN de diff\u00e9rents mat\u00e9riaux\" width=\"546\" height=\"532\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-30527\" class=\"wp-caption-text\"><span>Contrainte maximale (S) en fonction du logarithme du nombre de cycles jusqu&rsquo;\u00e0 la rupture par fatigue (N) pour sept alliages m\u00e9talliques.\u00a0Les courbes ont \u00e9t\u00e9 g\u00e9n\u00e9r\u00e9es \u00e0 l&rsquo;aide d&rsquo;essais de rotation-flexion et de cycle invers\u00e9.\u00a0Source : William D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Science et g\u00e9nie des mat\u00e9riaux : une introduction 9e \u00e9dition, Wiley ;\u00a09 \u00e9dition (4 d\u00e9cembre 2013), ISBN-13\u00a0: 978-1118324578.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<h2><span>Fatigue polycyclique vs fatigue polycyclique<\/span><\/h2>\n<p><span>La fatigue a \u00e9t\u00e9 s\u00e9par\u00e9e en r\u00e9gions de fatigue polycyclique et de fatigue polycyclique.\u00a0La principale diff\u00e9rence entre la fatigue polycyclique et la fatigue polycyclique est le nombre de cycles jusqu&rsquo;\u00e0 la rupture.\u00a0La transition entre LCF et HCF est d\u00e9termin\u00e9e par le niveau de contrainte, c&rsquo;est-\u00e0-dire la transition entre les d\u00e9formations plastiques et \u00e9lastiques.<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>La fatigue polycyclique<\/span><\/strong><span> n\u00e9cessite plus de 10<\/span><sup><span>4<\/span><\/sup><span>\u00a0cycles jusqu&rsquo;\u00e0 la rupture lorsque la contrainte est faible et principalement \u00e9lastique.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>La fatigue oligocyclique<\/span><\/strong><span>\u00a0est caract\u00e9ris\u00e9e par une d\u00e9formation plastique r\u00e9p\u00e9t\u00e9e (c&rsquo;est-\u00e0-dire \u00e0 chaque cycle) et par cons\u00e9quent, le nombre de cycles jusqu&rsquo;\u00e0 la rupture est faible.\u00a0Dans la r\u00e9gion plastique, de grands changements de d\u00e9formation peuvent \u00eatre produits par de petits changements de contrainte.\u00a0Des exp\u00e9riences ont montr\u00e9 que la fatigue oligocyclique est \u00e9galement une croissance de fissures.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Les ruptures de fatigue, \u00e0 la fois pour le cycle haut et le cycle bas, suivent toutes les m\u00eames \u00e9tapes de base du processus d&rsquo;initiation de fissure, de croissance de fissure de stade I, de croissance de fissure de stade II et enfin de rupture ultime.<\/span><\/p>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span><div class=\"su-accordion su-u-trim\"><div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\" data-scroll-offset=\"0\" data-anchor-in-url=\"no\"><div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span class=\"su-spoiler-icon\"><\/span>R\u00e9f\u00e9rences :<\/div><div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\"><\/div><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>La science des mat\u00e9riaux:<\/span><\/p>\n<ol>\n<li><span>D\u00e9partement am\u00e9ricain de l&rsquo;\u00e9nergie, science des mat\u00e9riaux.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 et 2. Janvier 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>D\u00e9partement am\u00e9ricain de l&rsquo;\u00e9nergie, science des mat\u00e9riaux.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 et 2. Janvier 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>William D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Science et g\u00e9nie des mat\u00e9riaux : une introduction 9e \u00e9dition, Wiley ;\u00a09 \u00e9dition (4 d\u00e9cembre 2013), ISBN-13\u00a0: 978-1118324578.<\/span><\/li>\n<li><span>En ligneEberhart, Mark (2003).\u00a0Pourquoi les choses se cassent\u00a0: Comprendre le monde par la mani\u00e8re dont il se d\u00e9compose.\u00a0Harmonie.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.<\/span><\/li>\n<li><span>Gaskell, David R. (1995).\u00a0Introduction \u00e0 la thermodynamique des mat\u00e9riaux (4e \u00e9d.).\u00a0\u00c9ditions Taylor et Francis.\u00a0ISBN 978-1-56032-992-3.<\/span><\/li>\n<li><span>Gonz\u00e1lez-Vi\u00f1as, W. &amp; Mancini, HL (2004).\u00a0Une introduction \u00e0 la science des mat\u00e9riaux.\u00a0Presse universitaire de Princeton.\u00a0ISBN 978-0-691-07097-1.<\/span><\/li>\n<li><span>Ashby, Michael;\u00a0Hugh Shercliff;\u00a0David Cebon (2007).\u00a0Mat\u00e9riaux: ing\u00e9nierie, science, traitement et conception (1\u00e8re \u00e9d.).\u00a0Butterworth-Heinemann.\u00a0ISBN 978-0-7506-8391-3.<\/span><\/li>\n<li><span>JR Lamarsh, AJ Baratta, Introduction au g\u00e9nie nucl\u00e9aire, 3e \u00e9d., Prentice-Hall, 2001, ISBN : 0-201-82498-1.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-default\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>Voir ci-dessus:<\/span><br \/>\n<span>Fatigue<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/failure-modes-of-materials\/fatigue-of-material-fatigue-failure \/\" class=\"su-button su-button-style-flat\" style=\"color:#606060;background-color:#ffffff;border-color:#cccccc;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px\" target=\"_self\"><span style=\"color:#606060;padding:7px 20px;font-size:16px;line-height:24px;border-color:#ffffff;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px;text-shadow:0px 0px 0px #000000 ;-moz-text-shadow:0px 0px 0px #000000 ;-webkit-text-shadow:0px 0px 0px #000000 \"><img src=\"icon : lien\" alt=\"\" style=\"width:24px;height:24px\" \/> <\/span><\/a><\/span><\/p><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>Nous esp\u00e9rons que cet article,\u00a0<\/span><strong><span>Fatigue Life &#8211; SN Curve &#8211; Woehler Curve<\/span><\/strong><span>, vous aidera.\u00a0Si oui,\u00a0<\/span><strong><span>donnez-nous un like<\/span><\/strong><span>\u00a0dans la barre lat\u00e9rale.\u00a0L&rsquo;objectif principal de ce site Web est d&rsquo;aider le public \u00e0 apprendre des informations int\u00e9ressantes et importantes sur les mat\u00e9riaux et leurs propri\u00e9t\u00e9s.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nous esp\u00e9rons que cet article,\u00a0Fatigue Life &#8211; SN Curve &#8211; Woehler Curve, vous aidera.\u00a0Si oui,\u00a0donnez-nous un like\u00a0dans la barre lat\u00e9rale.\u00a0L&rsquo;objectif principal de ce site Web est d&rsquo;aider le public \u00e0 apprendre des informations int\u00e9ressantes et importantes sur les mat\u00e9riaux et leurs propri\u00e9t\u00e9s.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.2 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Qu&#039;est-ce que la fatigue - Courbe S-N - Courbe de Woehler - D\u00e9finition | Propri\u00e9t\u00e9s mat\u00e9rielles<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La courbe S-N, \u00e9galement connue sous le nom de courbe de W\u00f6hler, trace la contrainte appliqu\u00e9e (S) par rapport \u00e0 la dur\u00e9e de vie du composant ou au nombre de cycles jusqu&#039;\u00e0 la d\u00e9faillance (N). 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