L'énergie nécessaire à la déformation d'un matériau est obtenue à partir de l'aire sous la courbe contrainte/déformation du matériau.
Cette aire peut être partagée en deux domaines distincts :
- Déformation élastique
- Déformation plastique
Nous allons commencer par le domaine élastique. La quantité d'énergie absorbée par un matériau sous forme de déformation élastique est exprimée par l'aire sous la partie élastique de la courbe de contrainte en fonction de la déformation. L'énergie de déformation élastique s'exprime alors en fonction de la limite d'élasticité, de la déformation élastique et du volume.
L'aire sous le triangle vaut : A = ½ .Re.εe
Pour calculer l'énergie de déformation, il faut multiplier l'expression précédente par le volume afin de revenir à des joules.
W= ½ . Re.εe.V
Nous obtenons ainsi l'énergie volumique absorbée dans le domaine élastique.Remplaçons la déformation à l'aide de la loi de Hooke :
σ=Eε ε=σ/E
εe=Re/E
D'où : W=Re².V/2.E
Indice de performance :
Le volume est ici une constante géométrique : on peut le supprimer de l'expression pour obtenir l'indice de performance. Le 2 peut être également supprimé L'indice de performance est donc l'indice I1 ci contre.
Remarque :
cet indice représente la maximisation de l'énergie absorbée dans le domaine élastique du matériau par unité de volume. La masse du gilet est déterminante. On s'intéressera donc aussi à la maximisation de l'énergie absorbée par 1 kg de matière via l'indice I1bis.