Au cœur des matériaux cristallins

Lorsque l'on observe une roche dans la nature, on ne parle généralement pas de matériau. Dès lors que cette roche est utilisée pour construire un mur par exemple, on la qualifie de matériau. Parler de matériau revient donc à évoquer, au moins implicitement, une fonction. Quand la fonction principale est mécanique, par exemple en relation avec une résistance requise à des efforts ou à des moments, alors le matériau est dit structural. Pour toute autre fonction, on parlera de matériau fonctionnel.

Comprendre le comportement mécanique des matériaux nécessite de connaître les lois qui relient les contraintes (\(\sigma\)) aux déformations (\(\epsilon\)) selon une logique classique de relation de cause (\(\sigma\)) à effet (\(\epsilon\)).

Les déformations sont soit dépendantes soit indépendantes du temps. Elles sont réversibles ou bien irréversibles. Les matériaux structuraux que nous étudierons plus particulièrement se déforment donc élastiquement ou plastiquement. Ils peuvent même, alors qu’ils ne sont soumis qu’à des efforts modérés, en-deçà de ceux auxquels ils peuvent résister statiquement, rompre selon des processus liés à leur microstructure intime et aux défauts qu’ils contiennent. Le tableau ci-dessous dresse un synoptique simplifié des différents types de déformation rencontrés en pratique.