Des échantillons en matériau composite bidirectionnel jute/polyester ont été sollicités en fatigue par flexion 3 points. Ces échantillons ont été submergés dans l'eau douce pendant 720, 2160, 4320 et 6480 heures et subissent différents niveaux de chargement par rapport à la charge maximale de rupture statique σst, soit 80%, 70%, 60%, 55%, 45%, 35% et 25% σst. Le matériau utilisé est un composite a matrice polyester renfoncée par trois couches de tissu bidirectionnel constitué de fils de fibre de jute naturel avec une fraction massique de 40 %.
Les éprouvettes utilisées sont prismatiques et ont été découpées aux dimensions de 80 x 15 x 4 mm sur des plaques de 350 x 210 mm2. La distance entre appuis est de 64 mm. Ces échantillons ont été immergés dans l'eau douce pendant 720, 2160, 4320 et 6480 heures à température ambiante dans un bac large permettant le contact direct et l'immersion totale de toutes les surfaces de chaque éprouvette. Le poids des échantillons avant et après immersion est examiné en utilisant une microbalance d'une précision de 0.1mg. La quantité d'eau adsorbée est calculée en comparant les poids initiaux et finaux. La cinétique d'absorption d'eau est déterminée expérimentalement en mesurant la prise de poids de l'échantillon en fonction du temps d'immersion.
Les essais cycliques ont été effectués sur une machine de type Zwick/Roell Z 020 de capacité maximale 20 KN et ont été pilotés à charge imposée à une fréquence de 1,3 Hz. Le signal adopté est sinusoïdal avec un rapport R = contrainte minimale / contrainte maximale égal à zéro. Le critère adopté est la rupture totale de l'éprouvette.
Après immersion, une augmentation du gain de poids avec l'augmentation de la période d'immersion est constatée. L'exposition prolongée du matériau provoque le phénomène de vieillissement hydrique.
Les résultats de fatigue présentent une dispersion dans les durées de vie pour un même niveau de chargement et pour tous les environnements testés et sont modélisés par des droites de régression linéaire données par l'équation linéaire de Wöhler σ = A – B Log Nf. σ et Nf représentent respectivement le niveau de chargement appliqué et la durée de vie de l'éprouvette. Il se dégage une bonne disposition des points expérimentaux autour des droites de régression linéaire pour tous les environnements testés. B et A sont des paramètres intrinsèques du matériau. Malgré la dispersion importante, les courbes S-N indiquent que pour un même niveau de chargement, la durée de vie diminue lorsque la durée d‘immersion est prolongée

Cette dispersion semble être principalement due à la nature hétérogène des composites jute/polyester. Il faut signaler que les éprouvettes ont rarement des caractéristiques comparables : fraction volumique et orientation des fibres, distribution des défauts, résistance statique. D'autre part tous les événements précédents la rupture en fatigue dépendent d'une série de processus aléatoire dont la conjugaison se traduit par une dispersion dans les durées de vie entre les éprouvettes soumises à un même niveau de chargement et sollicitées dans les mêmes conditions.
L'équation de Wöhler qui peut aussi s'écrire: σmax/B = 1 – (A/B).ln. Nf permet de mettre en évidence un taux de dégradation quantifié par la pente (B/A) en valeur absolue de l'équation de Wöhler. Ce taux est constant par décade de cycle pour chaque durée d'immersion et augmente avec l'augmentation du temps d'immersion. Cette évolution semble obéir à une loi linéaire modélisée par une droite de régression linéaire.
Les observations microscopiques montrent que l'endommagement est caractérisé par une combinaison de densité et d'orientation des microfissures ((microfissuration de la matrice polyester, décohésion inter faciale, déchaussement et rupture des fibres, délaminage) dont la formation et l'évolution sont affectées par le niveau et l'amplitude de chargement.