18.6 : Loi de Hooke

La loi de Hooke, principe central de la science des matériaux, établit que la déformation subie par un matériau est directement proportionnelle à la contrainte appliquée, définie par un facteur appelé module d'élasticité ou module d'Young.

La mise en œuvre de la loi de Hooke reste valable jusqu'à ce que le matériau atteigne sa limite proportionnelle. Au-delà de ce point, la relation contrainte-déformation devient non linéaire. Cette limite coïncide souvent avec la limite d’élasticité des matériaux de nature ductile. Cependant, l’identification de cette limite pour d’autres types de matériaux peut s’avérer difficile en raison de la non-linéarité de la relation contrainte-déformation.

Les matériaux sont classés en deux types principaux en fonction de leurs caractéristiques mécaniques, telles qu'isotropes et anisotropes. Les matériaux isotropes, tels que les métaux, présentent des propriétés constantes quelle que soit la direction de la charge. En tant que tel, leur relation contrainte-déformation, y compris le module d'élasticité, reste constante quelle que soit la direction de la contrainte appliquée. En revanche, les matériaux anisotropes comme les composites renforcés de fibres présentent des propriétés mécaniques qui dépendent de la direction de la charge. Ces matériaux sont constitués de fibres d'un matériau robuste incorporées dans une matrice plus douce. Les modules d'élasticité dans les directions parallèles et perpendiculaires aux fibres diffèrent considérablement, ce qui entraîne des résistances variables à la charge. La résistance maximale de ces matériaux peut être obtenue lorsque les fibres s'alignent dans la même direction que la charge.