LOI DE COMPORTEMENT DE L'ACIER
1 Comportement de l'acier en traction
La figure 1 présente la courbe contrainte–allongement d'une éprouvette en acier. On peut distinguer plusieurs phases dans ce comportement :
- une première phase, élastique, où les déformations sont réversibles et proportionnelles à la sollicitation (loi de Hooke). Le module d'Young E est alors égal à 210 GPa ;
- une phase plastique où des déformations irréversibles apparaissent. Ces déformations sont très importantes (plusieurs %). Si l'on procède à une décharge puis que l'on sollicite à nouveau le matériau, celui-ci se comporte comme si sa limite élastique était égale au niveau maximal de contrainte atteint avant décharge. C'est ce phénomène que l'on appelle écrouissage. Il peut être utilisé pour augmenter la limite élastique des aciers ;
- une phase de striction qui précède la rupture de l'éprouvette et qui apparaît lorsque l'écrouissage ne compense plus l'augmentation de contrainte causée par la diminution de section. Ce phénomène, instable, se localise dans une section qui diminue alors fortement et où survient la rupture (figure 2).
La limite entre la phase élastique et la phase plastique est appelée limité d'élasticité f. Pour les aciers présentant un palier (comme à la figure 1) cette limite est facile à déterminer. Pour les aciers ne présentant pas ce palier, on définit une limite conventionnelle correspondant à un allongement permanent égal à 0,2%. La figure 3 présente les courbes types des armatures de béton armé pour les aciers laminés à chaud ou tréfilés à froid.
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Photo d'un essai de traction sur éprouvette HA
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Figure 1 : comportement type de l'acier en traction |
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| Figure 2 : vue de deux éprouvettes : une juste avant rupture et l'autre après rupture. On remarque dans les deux cas l'effet de la striction. |
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a) acier laminé à chaud |
b) acier profilé à froid |
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Figure 3 : diagrammes contraintes - déformations d'armatures de béton armé types. |
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2 Comportement de l'acier en compression
Le comportement en compression de l'acier est symétrique du comportement en traction.
3 Autres caractéristiques
Coefficient de dilatation thermique : 10-5 K-1
Masse volumique : 7850 kg/m3