Ces travaux visent à caractériser et à quantifier par des comparaisons expérimentales (DIC) et numériques (éléments finis) l'étendue de la zone plastique entourant le pointe de fissure sur des échantillons 3D pendant une sollicitation en mode I d'ouverture. L'originalité de l'approche expérimentale réside dans la mise en œuvre d'un nouvel algorithme de corrélation d'images numériques (H-DIC, Valle et al., 2015) tenant compte de discontinuité géométrique lors du processus d'optimisation. Cet outil permet donc de localiser finement (au pixel près) la position de la fissure et d'accéder aux grandeurs cinématiques proche de la pointe de fissure. Parallèlement, un modèle éléments finis tenant compte de la loi de comportement élasto-plastique du matériau a été implémentée dans CAST3M et la fonction PAS A PAS a été mise en œuvre. La comparaison des résultats expérimentaux et numériques (champs de déplacements et de déformations) a permis de valider le modèle éléments finis et l'étude de la plasticité en pointe de fissure. Dans la littérature, l'étendue de cette zone plastique est classiquement obtenue à partir de l'état de contraintes de l'échantillon. Expérimentalement par mesures de champs, ce sont essentiellement les déformations qui sont mesurées obligeant une étape supplémentaire par le calcul des contraintes via la loi de comportement. Pour éviter cette étape, une approche simple et originale a été utilisée pour quantifier l'étendue de la zone plastique au moyen des champs de déformations. Cette approche a été validée sur des données numériques issues de notre modèle.

Les essais ont été menés sur un polyéthylène basse densité (PEBD) dont les dimensions de l'éprouvette sont : de L= 162mm, W=77mm et t=3mm.

Les résultats de notre travail montrent des fortes différentes (formes, étendue) avec les critères d'Irwin, Mises ou Tresca développés dans le cas d'un milieu bidimensionnel infini. Ce travail a permis de localiser l'étendue de la zone plastique (R>7mm) lors d'un essai sur une éprouvette 3D de dimensions finies, fissurée et sollicité en mode I.