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Les machines d’essai de traction et compression occupent une place centrale dans les procédures de caractérisation mécanique des matériaux. L’objectif de ces dispositifs est d’obtenir des données fiables sur la résistance, la ductilité, l’élasticité ou la rupture des pièces testées. Plusieurs standards réglementaires assurent la reproductibilité des résultats et leur validité dans un cadre industriel ou normatif. Ces normes encadrent les procédures et les équipements associés aux essais de traction et aux essais de compression.
Devis pour une machine d'essai de traction
Quelles sont les principales normes encadrant les essais de traction et compression ?
Normes applicables aux matériaux métalliques
La norme DIN EN ISO 6892-1 constitue une référence dans le domaine des normes des essais de traction sur matériaux métalliques à température ambiante. Cette norme définit trois méthodes de contrôle :
- Méthode A1 : contrôle par boucle fermée sur le taux d’allongement
- Méthode A2 : contrôle par vitesse constante de la traverse
- Méthode B : contrôle par augmentation de la contrainte.
La version en vigueur depuis 2016 précise les conditions de régulation, les paramètres à mesurer et les procédures à respecter pour garantir la validité des résultats. La norme inclut également des dispositions relatives aux essais de compression sur matériaux métalliques pour le comportement sous chargement inverse.
La norme ISO 7500-1 spécifie les exigences relatives à l’étalonnage et à la vérification des systèmes de mesure de force. Tout dispositif utilisé dans le cadre des normes sur les essais de compression ou des essais de traction doit atteindre au minimum la classe de précision 1.
Normes applicables aux plastiques et composites
Les normes ISO 527-1 à 527-4 couvrent les méthodes d’essai de traction pour les plastiques et composites renforcés. Elles précisent les dimensions normalisées, les types d’éprouvettes, ainsi que les conditions de mesure des propriétés mécaniques telles que le module d’élasticité, la contrainte à la rupture et l’allongement. Les déclinaisons de ces normes s’appliquent également à la compression, notamment pour les composites soumis à des efforts combinés.
- ISO 527-1 : principes généraux
- ISO 527-2 : plastiques destinés au moulage ou à l’extrusion
- ISO 527-4 : composites renforcés par fibres continues ou discontinues.
Quelles sont les exigences techniques sur les équipements et méthodes d’essai ?
Mesures et caractéristiques normatives
Les normes des essais de traction et les normes des essais de compression exigent une collecte précise de données portant sur :
- Limite d’élasticité (ReH, ReL, Rp0.2)
- Résistance à la traction (Rm)
- Résistance à la compression (Rc, en cas de sollicitation axiale)
- Allongement à la rupture (A, At)
- Allongement uniformément réparti (Ag)
- Module d’élasticité (mE)
Ces paramètres doivent être mesurés à l’aide de dispositifs conformes aux normes ISO 7500-1 pour la force et ISO 9513 pour la déformation. Ils respectent les classes de précision recommandées.
Caractéristiques des éprouvettes normalisées
Les normes sur les éprouvettes pour essai de traction et de compression définissent les dimensions, formes et tolérances à respecter selon les matériaux testés :
| Norme | Type d’éprouvette | Domaine d’application |
|---|---|---|
| ISO 6892-1 | Plaques, barres, fils | Matériaux métalliques |
| ISO 527-1/-2 | Type 1A, 1B | Plastiques moulés ou usinés |
| ISO 527-4 | Types 2 et 3 | Composites à fibres continues |
Les essais de compression utilisent des éprouvettes de géométrie spécifique adaptées à la mesure de la résistance à l’écrasement et du module de rigidité.
Accessoires de mesure conformes
Les mors doivent permettre une préhension stable sans provoquer de défauts sur les échantillons, quel que soit le type d’essai mécanique.
- Les mors proportionnels ajustent leur pression selon la charge appliquée.
- Les mors non proportionnels conservent une force constante indépendamment de la charge.
Les extensomètres peuvent être de type :
- Clip-on : pour un usage manuel
- Automatique avec ou sans contact : pour des résultats reproductibles et conformes aux exigences de précision requises lors des essais de traction ou de compression
Méthodes de régulation de la vitesse d’essai
| Méthode | Contrôle appliqué | Caractéristique |
|---|---|---|
| A1 | Vitesse d’allongement (boucle fermée) | Haute précision |
| A2 | Vitesse de la traverse (ouverte) | Facile à mettre en œuvre |
| B | Taux de contrainte | Moins adapté aux matériaux sensibles |
Les normes sur les essais de compression peuvent également faire appel à des régulations spécifiques selon la rigidité des matériaux et les vitesses de déformation admissibles.
Exigences logicielles
Les logiciels intégrant les calculs conformes aux normes des essais mécaniques des matériaux doivent permettre :
- La saisie automatique des données
- La traçabilité des essais
- La vérification de conformité par des jeux de données de référence (TENSTAND)
Quelles sont les évolutions normatives et implications pratiques ?
Historique et mise à jour des références normatives
L’actualisation de la norme ISO 6892-1 en 2016 a introduit des clarifications importantes concernant les méthodes de régulation. L’ancienne méthode A a été subdivisée en A1 et A2 afin d’améliorer la compréhension et l’application des procédures de contrôle. Des évolutions similaires ont été observées dans les normes encadrant les essais de compression pour mieux encadrer les paramètres de chargement et la stabilité des éprouvettes.
Validation interlaboratoires : projet TENSTAND
Le programme européen TENSTAND a permis de mettre à disposition des laboratoires un jeu de référence pour valider les résultats issus des essais de traction et des essais de compression réalisés selon les mêmes conditions de précision et d’uniformité.
Enjeux de la conformité normative
La conformité aux normes présente des avantages significatifs sur les essais de matériaux :
- Fiabilité des mesures à l’échelle internationale
- Réduction des coûts de non-conformité
- Optimisation des procédures industrielles
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