Essais Thermomécaniques

Essai instantanés à vitesse de sollicitation lente
Dureté shore
Cette méthode est un essai essentiellement conçu dans un but de contrôle (NF T 51-109, ISO 868).
L'essai consiste à appliquer, par l'intermédiaire d'un ressort étalonné, un effort tendant à enfoncer un pénétrateur de forme définie dans le matériau testé.
La mesure sur le cadran se fait entre 100 et 0 (100 dureté maximale pénétration nulle, 0 pénétration maximale).
Suivant la forme du pénétrateur, on définit des duretés Shore A  (embout plat chanfreiné) ou D (embout conique à 30°) .



source

Dureté Barcol
La mesure est basée sur la pénétration dans l'échantillon d'un pénétrateur à pointe sur lequel est exercé un effort constant par l'intermédiaire d'un ressort.
La dureté (ou graduation lue sur le cadran), est fonction de cet enfoncement (duromètre Barcol).
Cette méthode convient spécialement aux matières homogènes. Le petit diamètre de l'aiguille entraîne une grande dispersion de mesures pour des matériaux à structure granuleuse, fibreuse, ou grossière, et implique un grand nombre d'essais pour déterminer une moyenne.



Frottement - Usure - Rayure

Frottement et usure en contact linéaire
L'essai (NF T 51-107) consiste à faire frotter par glissement un patin fixe de forme parallélépipèdique sur une piste consituée par un tambour cylindrique animé d'un mouvement de rotation, uniforme qui :
- à mesurer l'aire de la projection de la surface de contact caractérisant l'usure.
- à étudier la variation de cette aire pendant l'essai
- à évaluer le coefficient de frottement

Résistance à la rayure
L'essai consiste à déterminer la charge sous laquelle une pointe de diamant de forme définie provoque sur la surface de l'éprouvette une rayure de largeur déterminée (50µm en l'absence de spécification) (NF T 51-113). Le résultat s'exprime en newtons.

Frottement et usure en contact plan
On détermine l'usure par la perte de masse du frotteur et de la piste.


Essai instantanés à vitesse de sollicitation élévée
Nous parlons ici des essais d'impact ou de choc pour lesquels les vitesses de sollicitation peuvent atteindre des vitesses de déplacement de l'ordre de 1 à 5 m/s
L'essai de choc aussi simple soit-il est un essai difficile à interpréter. Il sert à classer des matériaux entre eux ou à définir l'importance des conditions d'essais (température) pour un matériau.
La corrélation échantillon-pièce finie est difficile et l'essai final sur une pièce réelle reste plus sûr.

Essai charpy
Le marteau d'un mouton-pendule vient frapper un barreau, entaillé ou non, en appui sur ses deux extrêmités. Cet essai permet de déterminer la sensibilité à l'entaille.
La résistance au choc est caractérisée par l'energie absorbée par l'éprouvette rapportée à la section droite de l'éprouvette.



voir  "Essai de résilience" dans le support de calcul  Traction Support de Calcul

Essai Izod
Cet essai très utilisé au Etats-Unis est réalisé sur une éprouvette encastrée. La norme française réduit l'application de l'essai Izod aux styrèniques (NF T 51-911 ISO 180)
L'éprouvette est toujours entaillée (entaille V 45°)
La résistance au choc s'exprime en énergie dépensée pour le bris rapoortée à la section du matériau et s'exprime en kJ/m²



Essai sur éprouvettes en porte à faux
Cette méthode n'est utilisée que dans le cas où l'on dispose d'éprouvettes trop petites pour faire des essais Charpy ou Izod. (NF T 51-017)

Essai de choc-traction
Cette méthode permet de détecter certains défauts comme la "mauvaise transformation d'une matière" ou l'évolution des propriétés pendant un vieillissement. (NF T 51-111)

Essai de choc multiaxial
Cet essai permet de déterminer le comportement de plastiques en plaques lors d'un choc perpendiculaire au plan de la plaque. Cet essai est dit multiaxial, car il permet de solliciter le matériau dans toutes les directions du plan de la plaque, révélant ainsi les directions de plus grande faiblesse (ligne d'écoulement, soudures de flux, orientations de fibres).
L'essai consiste à percuter une plaque de plastique avec un impacteur animé d'une vitesse connue. On peut utiliser la chute libre de l'impacteur, ou un canon de projection à vitesse controlée.
Il est préférable de placer des accéléromètres sur le percuteur, afin d'enregistrer la décélération résultant de la résistance du materiau à sa pénétration.
Les normes NF (ISO 6603 P1) et 118 (ISO 6603 P2) définissent l'essai.
Les courbes force-déplacement de l'impacteur permettent de calculer des forces, déplacements énergies aux seuils d'écoulement (matériaux ductiles), à la rupture (matériaux fragiles), au premier dommage (composites).