ENSGI 1ère année
˝Année 99/00

TP de Mécanique N° 2
PHOTOELASTICIMETRIE

Marie-Anne Le Dain
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1 - Introduction
La photoélasticimétrie est une technique industrielle de prévision des contraintes qui vient complèter des méthodes numériques telles que la méthode des éléments finis. Elle est largement utilisée dans des secteurs de technologie avancée comme l'aéronautique.
Sa capacité à simuler des structures complexes a conduit à élaborer des démarches hybrides calcul-photoélasticimétrie. Plus qu'une complémentarité, il s'agit d'une véritable intégration de ces deux moyens prévisionnels. Certains bureaux d'études, possédant de gros moyens de calculs, ont recours systématiquement à la photoélasticité afin d'élaborer par exemple des hypothèses plausibles sur les conditions aux limites.
Cette technique est fondée sur le phénomène de biréfringence accidentelle ou effet photoélastique : tout matériau solide transparent acquiert une biréfringence lorsqu'il est soumis à des sollicitations mécaniques extérieures. L'ensemble des lois physiques décrivant ce phénomène constitue la photoélasticité.
Deux grandes familles de techniques existent en photoélasticimétrie :
• les revêtements photoélastiques correspondent à des méthodes d'extensométrie, c'est à dire des mesures de déformations sur la surface des structures réelles;
• les modèles photoélastiques permettent une détermination prévisionnelle des contraintes. Ces modèles sont réalisés à une échelle différente de la structure réelle. Ils sont soumis à des sollicitations équivalentes, il s'agit donc d'un calcul par similitude. Cette solution est avantageuse car elle est non destructive et les modèles sont facilement modifiables. Historiquement, c'est l'étude des modèles photoélastiques bidimensionnels qui a fondé la photoélasticimétrie. C'est Maxwell qui réalisa au milieu du XIXème siècle la première étude photoélasticimétrique plane. Jusqu'à l'apparition des matières plastiques