Mode de rupture où une importante déformation plastique précède la séparation : au niveau microscopique apparaissent, croissent et coalescent des cavités, et au niveau macroscopique on observe une striction et un trajet de fissure émoussé.

Principe

Rupture contrôlée par l'écoulement plastique : des concentrations locales de contraintes (inclusions, phases secondaires, joints de grain) nucléent des cavités sous un état triaxial de contraintes ; la déformation plastique prolonge l'ouverture et la liaison des cavités jusqu'à rupture du ligament. L'énergie est dissipée par travail plastique ; le phénomène dépend fortement du taux de déformation, de la température et de la triaxialité des contraintes.

Démonstration

Un essai de traction sur acier doux montre une allongement uniforme, l'apparition d'une striction, une surface de rupture en coupe-et-cône par présence de dimples (microcavités) et un allongement total important avant séparation finale.

Mauvaise application

Qualifier de 'ductile' toute fracture présentant un peu de plasticité, alors que le mécanisme dominant peut être une clivage fragile ou une rupture intergranulaire ; confondre ductilité et ténacité sans analyse microstructurale ou de l'état de contrainte.

Conséquence

Signes macroscopiques avant rupture (striction, gonflement) et absorption d'énergie élevée avant séparation finale ; possibilité de redistribution locale des charges avant rupture ; en conception, les pièces ductiles tolèrent mieux les surcharges mais nécessitent de gérer les déformations permanentes.

Inversion

Rupture fragile : faible plasticité macroscopique, propagation rapide de fissures, clivage ou séparation intergranulaire, peu de striction et faible absorption d'énergie.

Limite

S'applique lorsque l'écoulement plastique précède la croissance de fissure (métaux, certains polymères selon conditions). Exclut la rupture dominée par le clivage, l'embrittlement intergranulaire induit par l'environnement ou les ruptures purement par fatigue sans coalescence de cavités. Très sensible au taux de déformation et à la température : un matériau 'ductile' peut se comporter fragillement à basse température ou à haute vitesse.

Tension sémantique

Ductilité versus ténacité : la ductilité décrit de grands déformations plastiques avant rupture, alors que la ténacité mesure l'énergie absorbée ; un matériau peut être ductile mais pas particulièrement tenace selon la géométrie de chargement. Tension aussi entre usage descriptif de 'ductile' et classification mécanistique.

Synthèse

La rupture ductile regroupe les modes de défaillance où la déformation plastique et l'évolution des microcavités gouvernent l'amorçage et la croissance lente des fissures, produisant des signes macroscopiques caractéristiques (striction, dimples) et une forte absorption d'énergie, sous réserve de l'état de contrainte, du taux et de la température.