19. Modes de défaillances

Avant de comprendre comment un matériau peut perdre sa cohésion, il faut connaître sa « normalité » initiale, qui repose sur une structure cristallographique organisée en réseau spatial souvent cubique (Fe, Cr, Cu, Al…).
Ces cristaux sont composés de mailles identiques entre elles et caractéristiques de la nature du métal ou de l’alliage. Chaque point du réseau occupé par un atome constitue un nœud.Les faces des mailles forment des plans réticulaires, séparés par la distance interréticulaire. Cet arrangement régulier est souvent perturbé par des défauts ponctuels ou linéaires, illustré par le schéma du réseau disloqué (figure 19.1). Autour de cette zone, le positionnement des atomes est perturbé, caractérisant un défaut-matière inhérent au mode d’obtention du matériau ou une déformation permanente sous contrainte. Ce défaut est le point de départ d’un processus ultérieur de dégradation. De plus, si la matière n’est jamais parfaite à cœur (inclusions et impuretés sous forme d’oxydes, de silicates ou de sulfures), elle l’est encore moins en surface (couches d’oxydes). Notons que si ces défauts représentent des défaillances potentielles, tous n’évolueront pas en défaillance avérée.
Dans le cas d’une défaillance mécanique sous contrainte (fatigue par exemple), les quatre phases successives sont les suivantes : incubation, initiation, propagation, rupture.
L’incubation est le stade initial, objet de défauts par dislocations qui concernent la microstructure du matériau, éventuellement observables au microscope électronique…