ETUDE EXPERIMENTALE ET NUMÉRIQUE DE L’ÉVOLUTION DE LA TÉNACITÉ A TRAVERS LA PAROI D’UN TUBE EN POLYÉTHYLÈNE TYPE HDPE-100
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Date
2018
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Abstract
L’utilisation des tubes en polyéthylène de haute densité (HDPE) pour le transport
sous pression a considérablement augmenté ces dernières années pour des raisons
d’efficacité et d’économie par rapport aux matériaux métalliques classiques. Les
réseaux en HDPE présentent une durée de vie plus longue et qui est fonction des
caractéristiques du matériau, de la température de service, de la taille de défauts,
de l’environnement et des facteurs de chargement. La conception de ces tubes
nécessite généralement la prise en compte de la rupture due à des fissures se
propageant dans les directions axiale ou circonférentielle. La cause de la plupart
des phénomènes de rupture est en grande partie due soit à une conception
impropre ou une utilisation excessive ou encore l’emploi d’un nouveau matériau
produisant un résultat imprévu. Ainsi, il est indispensable de comprendre le
comportement à rupture des tubes en HDPE et l’influence de la microstructure
sur le comportement à rupture de ces matériaux pour permettre d’approcher au
mieux le problème du risque d’amorçage, d’endommagement et de fissuration.
L’objectif de cette étude est d’établir la distribution de propriétés mécaniques à
travers la paroi d’un tube en HDPE-100 utilisé pour le transport du gaz naturel
ainsi que sa ténacité (JIC). L’atteinte de ces objectifs passe par une phase cruciale
qui comporte une partie importante d’usinage dans le but d’extraire des
éprouvettes d’essai localisées dans la paroi (couches extérieure, moyenne et
intérieure). Cette partie à été réalisée et a permis d’optimiser les paramètres
usuels d’usinage et surtout de la température dans la zone de coupe. L’approche
de Begley-Landes a été adaptée pour calculer JIC sur la base d’une géométrie
SENT. Les résultats obtenus montrent que l’effet des hétérogénéités est
remarquable sur les propriétés mécaniques.