Allongement à la rupture

L’allongement à la rupture ou allongement pour cent noté A% est une caractéristique sans dimension des matériaux. Elle définit la capacité d’un matériau à s’allonger avant de rompre lorsqu’il est sollicité en traction. A% se détermine par un essai de traction.

Définition

Évolution d’une barre soumise à un essai de traction

A\%=100\cdot {\frac {L_{\text{u}}-L_{\text{o}}}{L_{\text{o}}}}

avec :

$L_{\text{u}}$ la longueur ultime, longueur de la barre juste avant la rupture. La notation $L_{\text{f}}$ , longueur finale, est aussi utilisée ;
$L_{\text{o}}$ la longueur initiale, longueur de la barre avant le début de l’essai de traction.

$L_{\text{u}}$ et $L_{\text{o}}$ doivent être exprimées dans la même unité, en général le millimètre.

L'allongement à rupture, contrairement à ce que son nom laisserait penser, ne représente donc pas un allongement mais une déformation moyenne.

L'allongement à rupture doit être distingué de l'allongement uniforme, qui correspond à l'allongement jusqu'à apparition d'une localisation de la déformation. En raison de la localisation, la valeur de A% dépend de la base de l'extensomètre utilisé.

Généralités

Un allongement à la rupture élevé caractérise un matériau ductile ; le polyester (250 < A% < 1 500) par exemple peut être étiré de quinze fois sa longueur initiale avant de rompre.
Un allongement à la rupture faible caractérise un matériau fragile ; une fonte GJL (0,3 < A% < 0,8) rompt alors qu’elle ne s’est presque pas allongée. Ainsi une poutre en fonte de 1 m de long aura rompu avant d’être allongée de 8 mm.
Peu de temps avant la rupture, apparaît un phénomène de striction ; ce phénomène se caractérise par le coefficient de striction Z% qui mesure la réduction de section après rupture par rapport à la section initiale.

Allongement à la rupture de quelques matériaux

Aciers au carbone

Désignation	A%
S185 (A33)	8 à 18
S235 (E24)	15 à 26
S355 (E36)	12 à 22
E295 (A50)	10 à 20
E360 (A70)	3 à 11
C25 (XC25)	18 à 21
C35 (XC38)	16 à 20
C45 (XC48)	13 à 18

Aciers faiblement alliés

Désignation	A%
38 Cr 2	12
100 Cr 6	10 à 13
20 Ni Cr 6	8 à 10
30 Ni Cr 11	12 à 16
20 NI Cr Mo 7	8 à 10
34 Cr Ni Mo 6	10 à 13
42 Cr Mo 4	10 à 14
28 Mn 6	19 à 21

Aciers inoxydables

Désignation	A%
X 5 Cr Ni 18-10	35 à 45
X6 Cr Ni Ti 17-12	30 à 40

Fontes

Désignation	A%
GJL (graphite lamellaire)	0,3 à 0,8
GJS (graphite sphéroïdal)	2 à 15
GJMW (cœur blanc)	7 à 12
GJMB (cœur noir)	2 à 18

Alliages d’aluminium

L’allongement à la rupture de l’aluminium pur ou presque est de l’ordre de 30 %. Il en va de même pour les alliages n’ayant subi ni écrouissage ni traitement thermique (état métallurgique 0) ; dans ce cas, l’allongement à la rupture est compris entre 20 et 40 %. L’aluminium pur et les alliages non traités ont des propriétés mécaniques médiocres, ils sont « mous » (20 MPa < R_e < 100 MPa). Après traitement(s), la résistance mécanique est augmentée (100 MPa < R_e < 500 MPa) mais l’allongement à la rupture diminue fortement (1 < A% < 20).

Alliages de cuivre

Comme pour les alliages d’aluminium, l’allongement à la rupture des alliages de cuivre dépend très fortement de l’état métallurgique.

Type	A%
Laitons (Cu + Zn)	4 à 28
Bronzes (Cu + Sn)	3 à 50
Maillechorts (Cu + Ni + Zn)	5 à 2

Élastomères et matières plastiques

Matériau (Symbole)	A%
Polyéthylène basse densité (PEbd)	200 à 600
Polyéthylène haute densité (PEhd)	20 à 80
Copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA)	200 à 1 100
Polypropylène (PP)	250 à 600
Polychlorure de vinyle (PVC) rigide	5 à 80
Polychlorure de vinyle (PVC) souple	150 à 450
Polystyrène (PS)	5 à 75
Polycarbonate (PC)	80 à 120
Polytétrafluoroéthylène (PTFE)	250 à 500
Polyester (thermodurcissable)	250 à 1 500

Voir aussi