Fissuration

Pendant la seconde guerre mondiale, à partir de l'été 1941, les Etats-Unis ont construit 2700 "liberty ships", des cargos de 440 pieds et 10000 tonnes. Pour faire face à l'urgence, les méthodes de production ont été revues : il fallait environ un mois pour construire un bateau, le record étant pour le "SS Patrick Henry", construit en 4 jours et 15h. L'image ci-jointe provient du site marinelog sur lequel sont regroupées quelques informations. On pourra aussi consulter une revue des différentes constructions réalisées, ou encore les plans des bateaux.

362 de ces bateaux ont connus des problèmes plus ou moins grave de fissuration affectant tantôt le pont, tantôt la coque. Plusieurs d'entre eux furent perdus en raison de ruptures complètes, telle que celle qui est montrée ici. On trouvera des analyses du phénomène ICI et ICI. Sans que tout soit parfaitement clair, il semble bien que les ruptures ont été produites par le fait qu'on a remplacé le rivetage par le soudage, et que le matériau est devenu fragile.

On ne présente pas le Titanic. De nombreux sites racontent l'histoire du bateau de 880 pieds et 46000 tonnes, et de son naufrage, comme titanichistoricalsociety, titaniconline. L'épave a été retrouvée en 1991. De nombreuses expéditions ont été montées depuis la découverte. Celle de 1998 embarquait des scientifiques dans le but d'expertiser le navire. La coque est brisée en deux, la partie d'où est partie la rupture étant enfoncée à plusieurs mètres dans le sol. En 2000, on a commencé à utiliser des appareils permettant de cartographier les zones fissurées sous la boue.

Deux théories ont été avancées pour expliquer le naufrage rapide, faiblesse de la coque ou faiblesse des rivets (RMS Titanic Inc.) . L'une comme l'autre mettent en avant le fait que la température de transition du métal était trop élevée. Le NIST et John Hopkins University ont étudié les rivets. L'université de Missouri-Rolla a étudié la coque. Cette étude montre que la limite d'élasticité du matériau est correcte.

Par contre, il y avait une forte proportion de sulfures dans le matériau, ce qui l'a rendu fragile. Cette propriété, caractérisée par la résilience du matériau, mesurée par l'essai Charpy, et décrite dans les transparents du cours, indique la quantité d'énergie nécessaire pour faire provoquer la déchirure.

Les deux images ci-dessus, montrent le résultat d'une expérience réalisée à 0°C (la température de l'Océan Atlantique avec des icebergs !) sur deux aciers. Celle de gauche correspond à un acier récent, qui se plastifie avant de rompre à une température de 0°C, alors que l'image de droite illustre la rupture d'un échantillon de la coque. La courbe ci-jointe montre que la résilience de l'acier du Titanic est plus faible que celle d'un acier récent, mais surtout qu'elle s'écroule pour des températures supérieures à 0°C. (Gannon, Robert, "What Really Sank the Titanic," Popular Science, vol. 246, no. 2 (February 1995), pp. 49-55.)