Influence du matériaux

Certains matériaux sont plus élastiques que d'autres. Par exemple, le caoutchouc est plus élastique que l'acier ou le bois. Mais au fait, qu'est-ce que veut dire exactement le terme « élastique » ?

Élasticité : Propriété physique d'un corps de reprendre sa forme initiale après suppression de la sollicitation.

Un matériau très élastique est un matériau qui même après une déformation importante (allongement par exemple) est capable de retrouver sa forme initiale : typiquement le caoutchouc.

La deuxième propriété d'un matériau très élastique est le fait qu'il se déforme plus facilement qu'un matériau moins élastique (caoutchouc vs acier).

Les termes "très élastique", "moins élastique" ne sont pas vraiment scientifiques. En physique, on caractérise l'élasticité d'un matériau grâce au module d'élasticité noté $E$qui s'exprime en N/m² ou Pa. On appelle aussi ce module, le module de Young.

Considérons l'expérience ci-dessous. On suspend une masse de 1 kg à un câble en caoutchouc et un câble en acier qui ont les mêmes dimensions (section et longueur).

Question 6. Lequel de ces deux câbles va le plus se déformer ?

• A. Le câble en caoutchouc

• B. Le câble en acier

Question 7. Recherchez sur internet le module de Young du caoutchouc et celui de l'acier. Lequel est le plus grand ?

• A. Le module de Young du caoutchouc

• B. Le module de Young de l'acier

Que remarquez vous ?!

• Tout d'abord, bien que l'unité due module de Young soit le Pascal (Pa ou N/m²), le module d'élasticité s'exprime souvent en GPa (Giga Pascal soit un milliard de Pascal : $10^9$Pa) ou en MPa (Mega Pascal soit un million de Pascal : $10^6$Pa).

• Mais surtout, plus le module de Young est élevé moins le matériaux s'allonge facilement :

  • $E_{caoutchouc} \approx 50 \text{ MPa}$

  • $E_{acier} \approx 200000 \text{ MPa}$

L'allongement est inversement proportionnel au module de Young