Test de matériau / essai de matériau

L’essai de matériau destructif ou non destructif étudie la capacité de charge mécanique d’un matériau jusqu’à la rupture ou une déformation déterminée. Les essais peuvent se dérouler dans différentes conditions environnementales.

L’essai de matériau fournit, grâce aux grandeurs du matériau, une description claire des propriétés des matériaux et rend ainsi les matériaux comparables.

Outre la réalisation d’essais de matériaux en instituts, l’essai de matériau apporte également une connaissance précieuse aux entreprises en matière de développement de nouveaux produits ou amélioration de produits existants.

Aperçu des types d’essai Essai de matériau destructif Essai de matériau non destructif
Machines d’essai pour essais de matériau statiques Machines d’essai pour essais de matériau dynamiques

Les méthodes d’essai standardisées (par ex. par l’ASTM et l’ISO) jouent un rôle central dans les essais mécaniques de matériaux et de composants et sont reconnues dans le monde entier pour garantir la qualité et la sécurité dans différents secteurs. Elles fournissent des spécifications précises pour les méthodes d’essai, les conditions d’essai et les moyens d’essai :

Aperçu des normes

Essai de traction

vers Essai de traction

essai de compression

et machines d’essais de compression

vers essai de compression

essai de flexion

vers essai de flexion

Essai de fatigue

Définition et description

vers Essai de fatigue

Mécanique de la rupture

Croissance des fissures, propagation de la fissure, arrêt de la fissure

vers Mécanique de la rupture

Essai de dureté & Méthode d'essai de dureté

vers Essai de dureté & Méthode d'essai de dureté

Essai de choc

vers Essai de choc

Essai de chute

vers Essai de chute

Essai de traction biaxiale

vers Essai de traction biaxiale

Essai de traction haute-vitesse

vers Essai de traction haute-vitesse

Méthodes d'essais de l'emboutissage

vers Méthodes d'essais de l'emboutissage

Essai sur composants

vers Essai sur composants

Méthode d’essai du test de matériau

Différentes méthodes d’essais peuvent être utilisées dans l’essai de matériau:

Lors de l’essai (quasi) statique ou essai de matériau statique / test de matériau, une charge constante est appliquée lentement sur l’éprouvette.Les essais de matériaux statiques sont utilisés pour déterminer la résistance et le comportement en déformation d’éprouvettes et composants, qui sont soumis à des charges de traction, de compression et de flexion, mais aussi à des contraintes de cisaillement ou de torsion.Les essais de matériaux statiques sont réalisés à des vitesses d'essais plus faibles que les essais de matériaux dynamiques.

Lors de l’essai dynamique , l’éprouvette est soumise à un choc ou à une charge (qui est appliqué périodiquement à l'éprouvette) sur une période plus longue.

Essai de matériau cyclique/Essai de fatigue:Lors de l’essai de matériau cyclique, l'éprouvette est chargée dans des cycles de charge récurrents.Selon la machine, ces cycles de chargement (= cycles d'oscillation) pourront être appliqués de manière ondulée (traction, compression) ou alternée sous forme sinusoïdale, triangulaire, etc.

Essai de matériau destructif

Lors des essais de matériau destructifs, des éprouvettes sont prélevées de manière aléatoire dans un matériau, puis analysées afin de déterminer les contraintes mécaniques ou chimiques. L’éprouvette est détruite ou altérée (en surface). Le composant testé ou l’éprouvette de matériau ne pourra plus être utilisé par la suite.

Les essais de matériau destructifs jouent un rôle très important, notamment dans l’industrie automobile et l’ingénierie aéronautique, car la fatigue des matériaux représente un facteur de risque très élevé. Mais l’essai des matériaux et des composants est également devenu incontournable dans l’ingénierie médicale.

L’éprouvette est détruite dans la plupart des méthodes d’essais:

Essai de traction
Essai de compression / Essai d’écrasement
essai de flexion
Essai de fatigue
Mécanique de la rupture
Essai de choc
Essai de chute
Détermination de l’indice de fluidité à chaud: Mesure du MFR et MVR Plastique
Essai de traction haute-vitesse
Méthodes d'essais de l'emboutissage
Essai de cisaillement
Essai de traction biaxiale
Essai de fatigue / Essai de fluage

Essai de matériau non-destructif

Lors des essais de matériau non destructifs END (en anglais : non-destructive testing, NDT), la qualité d’une pièce est testée sans endommager la pièce elle-même. Cela garantit une qualité suffisante du matériau pour sa transformation ultérieure ainsi que sa capacité à supporter des charges de manière sûre et durable.

Les méthodes d’essais non-destructives sont:

Essai de dureté
Essai de frottement et essai de friction
Résilience de rebond
Essai sur composants
Test de fonctionnalités

Exemples d’applications pour l’essai de matériau non-destructif

Film

L’essai de frottement et essai de friction appartiennent aux essais de matériaux non-destructifs.

Essai de pénétration éprouvette normalisée ISO 2439

Plastique alvéolaire

La dureté de pénétration est mesurée sur un éprouvette en plastique alvéolaire.

Vaporisateur

Essai de fonctionnalité non-destructif sur une vaporisateur

Composantes d’une machine pour l’essai de matériau / test de matériau

Toutes les machines destinées aux essais de matériaux sont en principe dotées de composants comparables. Tous les composants possibles sont adaptés au bâti de charge:

Électronique Mâchoires Extensomètres Capteurs de force Logiciel d’essai

Méthodes d’essai normalisées pour l’essai mécanique des matériaux

Les essais de matériaux comprennent diverses méthodes d’essai permettant de déterminer le comportement et les valeurs caractéristiques d’éprouvettes de matériaux normalisées ou de composants finis (essai de composants) sous des sollicitations mécaniques, thermiques ou chimiques. Les exigences relatives aux méthodes d’essai varient selon les secteurs et sont essentiellement définies dans les normes ISO et ASTM, mais aussi dans des normes spécifiques à certains secteurs et dans les normes d’usine des fabricants.

Vous trouverez ici un aperçu des principales méthodes d’essai normalisées dans le domaine des essais mécaniques de matériaux et de composants :

Short description	Standards
Hydrogène et métal \| Test KIH	ASTM D1681
Industrie médicale \| Salles blanches	ISO 14644-1, ISO 14644-14, VDI 2083 Page 9.1
Composites et plastique \| Essai de compression (End Loading)	ASTM D695, EN 2850 method B, BSS type III & IV
Papier et carton \| Essai de flexion/qualité des rainures	ISO 2493-1, ISO 5628, DIN 53121, DIN 55437-3, DIN 19304
Métal \| Fatigue thermomécanique (TMF)	ISO 12111, ASTM E2368
Métal \| Essai de traction (température ambiante)	ISO 6892-1
Métal \| Tôle \| Essai d’emboutissage selon Erichsen et Olsen	ISO 20482, ASTM E643-86
Métal \| Tôle \| Essai d’emboutissage en godets, essai de corne	ISO 11531, DIN EN 1669
Industrie médicale \| Essai sur masques chirurgicaux	ISO 16900, ASTM D5035
Métal \| Tôle \| Essai d’expansion du trou, sensibilité à la fissuration des arêtes	ISO 16630
Plastique \| Élastomère \| Essai de traction	ASTM D412
Textile \| Fils, filés, fils retors \| Essais de traction	ISO 2062, ISO 11566, DIN EN 12562, DIN 53835-2, DIN 53835-3
Matériaux de construction \| Verre et tuile \| Essai de flexion	EN 1288, EN 538, EN 491
Plastique \| Essai de traction	ISO 527-1, ISO 527-2
Plastique \| Films \| Essai de traction	ISO 527-3
Industrie médicale \| Connecteur Luer/Luer-Lock - substitué par la norme ISO 80369	ISO 594-1, ISO 594-2
Auto-injecteurs	ISO 11608-5
Plastique \| Tubes \| Rigidité annulaire/flexibilité annulaire	ISO 9969, ISO 13967, ISO 13968, ASTM D2412, ASTM D5356, EN 1288, EN 538, EN 491
Papier \| Papier mouchoir \| Résistance à l’éclatement/essai de perforation	ISO 12625-9
Essai de compression avec chargement par cisaillement	ISO 14126 method 1, ASTM D3410, EN 2850 method A, AITM1-0008 type A
Métal \| Tubes \| Essai de traction sur anneau	ISO 8496, DIN 50138
Métal \| Tubes \| Essai d’aplatissement	ISO 8492, DIN 50136
Hydrogène et métal \| Défaillance des matériaux due à la fragilisation par l’hydrogène	ASTM F1624
Plastique \| Essai de traction	ASTM D638
Métal \| Tubes \| Essai d’évasement	ISO 8493, DIN 50135
Métal \| Éprouvettes \| Essai de traction	DIN 50125
Hydrogène et métal \| Fragilité à l’hydrogène de l’acier dans le processus de revêtement	ASTM F519
Composites \| Essai de compression (Combined Loading)	ISO 14126 method 2, ASTM D6641, AITM1-0008
Métal \| Tubes \| Essai de rabattement de collerette	ISO 8494, DIN 50139
Composites \| Essais de compression entaillés (OHC, FHC)	ASTM D6484, ASTM D6742, BSS 7260 type I, AITM1-0008
Métal \| Tubes \| Essai de dilatation des anneaux	ISO 8495, DIN 50137
Métal \| Essai de traction (haute température)	ISO 6892-2
Composites \| Essai de traction	ISO 527-4, ISO 527-5
Composites \| Essai de traction	ASTM D3039
Métal \| Essai de traction (haute température)	ASTM E21
Papier et carton \| Résistance à la compression (test S)	DIN 5014
Plastique \| Plastique alvéolaire souple \| Norme collective pour différents essais	ASTM D3574
Plastique \| Films \| Essai de traction	ASTM D882
Métal \| Essai de traction (température ambiante)	ASTM E8
Plastique \| Essai de traction pour taux d’allongement élevés (essai de traction haute vitesse)	ISO 18872, ISO 18989 (draft), VDA 287, SAE J2749
Industrie médicale \| Prothèses de hanche \| Essai de fatigue tige fémorale/limite de fatigue col du fémur	ISO 7206-4, ISO 7206-6
Industrie médicale \| Prothèses de hanche \| Essai de compression/traction sur têtes de prothèses modulaires	ISO 7206-10
Industrie médicale \| Prothèses de hanche \| Essai de déformation cupule acétabulaire	ISO 7206-12
Industrie médicale \| Prothèses de hanche \| Forces de désassemblage cupule acétabulaire/liner	ASTM F1820
Industrie médicale \| Prothèses de hanche \| Résistance à la torsion tête fémorale/col fémoral	ISO 7206-13
Industrie médicale \| Prothèses de hanche \| Force de désassemblage connexion conique	ASTM F2009
Industrie médicale \| Prothèses de hanche \| Résistance à la fatigue têtes fémorales céramiques	ASTM F2345
Industrie médicale \| Prothèses de hanche \| Essai de fatigue tiges fémorales métalliques	ASTM F2580
Industrie médicale \| Prothèses de genou \| Essai de fatigue plateau tibial	ISO 14879-1, ASTM F1800
Métal \| Essai de fatigue Low Cycle Fatigue (LCF)	ISO 12106, ASTM E606
Métal \| Tôle \| Essai d’emboutissage courbe limite de formage (FLC)	ISO 12004
Métal \| Tôle \| Essai d’emboutissage en godets Fukui	JIS Z2249
Textile \| Bandes, sangles, cordes, cordages \| Essais de traction/essais de séparation	ISO 2307, ISO 252, ISO 283, DIN EN 1492
Matériaux de construction \| Bois \| Essais de traction et de flexion	ASTM D1037, EN 311, EN 320, EN 319, DIN 52186
Carton \| Carton ondulé \| Résistance au flambage	DIN 54608
Papier \| Papier mouchoir \| Essai de traction à l’état sec	ISO 12625-4
Industrie médicale \| Implants rachidiens \| Essai statique et dynamique/modèle de vertébrectomie	ISO 12189, ASTM F1717, ASTM F2706
Industrie médicale \| Implants dentaires \| Essai de fatigue	ISO 14801
Industrie médicale \| Emballage \| Residual Seal Force (RSF) Vial	USP 1207
Industrie médicale \| Stylos à insuline et injecteurs de médicaments \| Essais de l’assurance qualité	ISO 11608-1, ISO 11608-2, ISO 11608-3, USP 1383, USP 382
Métal \| Dureté Rockwell	ISO 6508, ASTM E18
Métal \| Dureté essai de trempe en bout (essai Jominy)	ISO 642, ASTM A255
Plastique \| Plastique alvéolaire souple \| Déformation en compression	ISO 3386, ISO 3386-1, ISO 3386-2
Plastique \| Plastique alvéolaire souple \| Dureté (technique par indentation)	ISO 2439, DIN 53579
Papier et carton \| Essai de flexion (2 points)	ISO 2493-1, ISO 5628, DIN 53121, DIN 55437-3, DIN 19304
Plastique \| Tubes \| Essai de fluage	ISO 9967
Plastique \| Résistance au choc Charpy	ISO 179-1, ISO 179-2, ASTM D6110
Métal \| Essai de fatigue par indentation (Wöhler)	ISO 1099, ASTM E466-15, DIN 50100
Métal \| Tôle \| Essai d’emboutissage Bulge	ISO 16808
Textile \| Essais sur tissus textiles, tissus revêtus et géotextiles	ISO 13934-1, ISO 13937-2, ISO 9073-4, ISO 3303, ISO 12236, ISO 10319, ISO 4606
Papier et carton \| Essai de flexion (4 points)	ISO 5628, DIN 53121
Papier \| Papier mouchoir \| Essai de traction après immersion dans l’eau	ISO 12625-5
Industrie médicale \| Industrie dentaire \| Résistance à la flexion céramique	ISO 6872, EN 843-1
Industrie médicale \| Cathéters \| Essai de traction	ISO 10555
Composites \| Compression after Impact (CAI)	ISO 18352, ASTM D7136, ASTM D7137, AITM1-0010, BSS 7260 type II
Industrie médicale \| Gants en caoutchouc \| Essai de traction	ISO 11193-1, ISO 11193-2
Industrie médicale \| Seringues préremplies \| Méthode d’essai pour l’évaluation de l’intégrité et de la fonctionnalité	ISO 11040, ISO 11040-4, ISO 11040-6, ISO 11040-8, USP 1383, USP 382
Plastique \| Résistance au choc Izod	ASTM D256
Métal \| Dureté Vickers	ISO 6507, ASTM E384
Papier et carton \| Internal Bond Test/essai de traction Z	ISO 15754, TAPPI T 541
Plastique \| Films \| Résistance à la perforation	ASTM F1306, ASTM D5748, EN 14477
Métal \| Tôle \| Essai d’emboutissage, essai VW	PV 1054
Textile \| Produits finis \| Essais de traction	EN 71, BS 4162, DIN EN 1492, BS 3084
Plastique \| Résistance au choc Izod	ISO 180
Carton \| Carton ondulé \| Essai de gerbage et d’écrasement des boîtes	ISO 12048, TAPPI T 804
Plastique \| Composants \| Essai Dynstat	DIN 53435
Plastique \| Plastique alvéolaire souple \| Propriétés de traction	ISO 1798
Plastique \| Plastique alvéolaire souple \| Résistance à la déchirure	ISO 8067
Plastique \| Essai de choc-traction	ISO 8256, ASTM D1822
Composites \| Essais de flexion	ISO 14125, ASTM D7264, EN 2562, EN 2746
Plastique \| Tubes \| Propriétés de traction	ISO 6259-1, ISO 6259-2, ISO 6259-3, ISO 8521, ISO 8513, ASTM D2105, ASTM D2290, EN 1393, EN 1394
Plastique \| Essai de perforation sur plateaux d’essai	ISO 6603-2, ASTM D3763
Plastique \| Essai de flexion 3 points	ISO 178
Plastique \| Essai de flexion 3 points	ASTM D790
Métal \| Dureté Brinell	ISO 6506, ASTM E10
Métal \| Essai de flexion	ISO 7438, ISO 8491
Papier \| Coefficient de frottement	TAPPI T 549
Industrie médicale \| Implants rachidiens \| Essais sur implants vertébraux	ASTM F2077, ASTM F2267
Carton \| Carton ondulé \| Essai de résistance à la compression sur chant (essai ECT)	ISO 3037, TAPPI T 811
Industrie médicale \| Stents \| Essai de compression radiale	ASTM F3067
Plastique \| Films \| Coefficient de frottement (COF)	ISO 8295
Métal \| Tôle \| Valeur r	ISO 10113
Industrie médicale \| Seringues \| Force de glissement du piston	ISO 7886-1, USP 1383, USP 382
Plastique \| Plastique alvéolaire souple \| Essai de fatigue par indentation	ISO 3385
Plastique \| Tubes \| Propagation de fissure	ISO 18488, ISO 18489
Métal \| Tôle \| Valeur n	ISO 10275
Plastique \| Indice de fluidité à chaud (MFR, MVR)	ISO 1133, ISO 1133-1, ISO 1133-2
Plastique \| Indice de fluidité à chaud (MFR, MVR, FRR)	ASTM D1238, ASTM D3364
Métal \| Mécanique de la rupture propagation de la fissure da/dN	ASTM D647
Métal \| Mécanique de la rupture intensité de contrainte critique K1C	ASTM E399
Métal \| Essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées Charpy	ISO 148-1
Carton \| Carton ondulé \| Essai de résistance à la compression à plat (essai FCT)	ISO 3035, TAPPI T 825
Métal \| Essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées Charpy et Izod	ASTM E23
Métal \| Rond à béton \| Essai de traction, flexion et fatigue	ISO 15630-1, ASTM E488, BS 4449
Métal \| Rond à béton \| Essai de traction-cisaillement	ISO 15630-2
Composites \| Résistance au cisaillement interlaminaire (ILSS)	ISO 14130, ASTM D2344, EN 2377, EN 2563
Métal \| Torons \| Essai de traction et fatigue	ISO 15630-3, ASTM A416, ASTM A1061
Métal \| Vis \| Essai de traction, de la force d’essai, de choc, de dureté et de torsion	ISO 898-1, ISO 3506-1, ASTM F606-1
Métal \| Écrous \| Essai de la force d’essai, de dureté et d’agrandissement	ISO 898-2, ISO 3506-2, ASTM F606-2
Métal \| Vis \| Essai de fatigue	ISO 3800, DIN 969, MIL-STD-1312
Métal \| Essai de chute de poids	DIN EN 10274, API 5L
Métal \| Dureté Leeb	ISO 16859, ASTM A965
Industrie médicale \| Connecteur Luer/Luer-Lock	ISO 80369-7, ISO 80369-20
Plastique \| Films \| Coefficient de frottement (COF)	ASTM D1894
Métal \| Dureté profondeur de durcissement de la surface (RHT), profondeur de trempe (DS)	EN 10328
Plastique \| Ruban adhésif \| Adhérence au pelage/Peel Test	ASTM D3330
Métal \| Dureté profondeur de nitruration (NHT)	DIN 50190-3
Papier \| Essai de traction Zero-Span	TAPPI T 231
Métal \| Dureté profondeur de cémentation (EHT/CHD)	ISO 2639
Métal \| Dureté Vickers et Knoop	ASTM E92
Carton \| Carton ondulé \| Essai de perforation	DIN 53142-2
Plastique \| Plastique alvéolaire rigide \| Essai de compression	ISO 844, ASTM D1621, EN 826
Composites \| Résistance des assemblages collés (Lap Shear Test)	ASTM D5868, EN 6060, AITM1-0019
Industrie médicale \| Plaques d’ostéosynthèse \| Résistance à la flexion	ISO 9585, ASTM F382
Plastique \| Température de fléchissement sous charge HDT	ISO 75, ASTM D648
Papier et carton \| Résistance à la compression/essai à serrage court (essai SCT)	ISO 9895, TAPPI T 826, DIN 54518
Carton \| Essai d’éclatement sur carton ondulé lourd	ISO 2758, ISO 2759
Composites \| Essai de cisaillement (In Plane Shear Test)	ISO 14129, ASTM D3518, AITM1-0002
Industrie médicale \| Vis à os \| Propriétés mécaniques	ISO 6475, ASTM F543
Industrie médicale \| Canules et aiguilles \| Résistance à la rupture	ISO 9626
Plastique \| Tubes \| Température de ramollissement Vicat	IISO 2507-1, EN ISO 2507-2, EN ISO 2507-3
Plastique \| Température de ramollissement Vicat VST	ISO 306, ASTM D1525
Papier et carton \| Essai d’écrasement de l’anneau (essai RCT)	ISO 12192, TAPPI T 822
Carton \| Carton à plier \| Pliages d’essais	DIN 55437-1
Composites \| Essais de cisaillement avec entaille en V (Iosipescu & V-Notched Rail)	ASTM D5379, ASTM D7078
Papier \| Résistance à la compression à plat/Corrugated Medium Test (essai CMT)	ISO 7263, TAPPI T 809
Composites \| Taux de libération d’énergie G	ISO 15024, ISO 15144, ASTM D5528, ASTM D7905, ASTM D6671, EN 6033, EN 6034,AITM1-0005, AITM1-0006, BSS 7273
Essais de dureté Plastique	ISO 2039-1, ISO 2039-2, ASTM D785
Plastique \| Tubes \| Essais de choc	ISO 9854-1, ISO 9854-2, ISO 3127, ISO 7628-2, ASTM D2444
Essai de dureté Shore Plastique & Élastomère	ISO 48-4, ASTM D2240
Plastique \| Dureté DIDC	ISO 48-2, ASTM D1415
Papier et carton \| Essai d’éclatement	ISO 2758, ISO 2759
Plastique \| Essais de fluage	ISO 899-1, ISO 899-2, ISO 16770, ASTM D2990
Papier et carton \| Essai de traction à l’état sec	ISO 1924-2, TAPPI T 494
Papier et carton \| Essai de traction après immersion dans l’eau	ISO 3781, TAPPI T 456

Produits pour l’essai de matériau statique

Le groupe ZwickRoell est un fournisseur/fabricant mondialement reconnu de machines d’essai pour l’essai de matériau statique ; ces machines d’essai sont spécialement conçues pour les essais de traction, essais de compression, essais de flexion, cisaillement et torsion.

Nos machines d’essai des matériaux statiques s’adaptent à tous les domaines d’application tant pour les demandes dans le contrôle qualité que pour les projets de recherche ; les machines d’essai ZwickRoell sont conçues pour les demandes plus exigeantes des essais de matériaux et essais de composants.

Produits pour l’essai de matériau dynamique

Le Groupe ZwickRoell conçoit avec succès, depuis plusieurs dizaines d'années, des solutions pour l’essai de matériau dynamique. En travaillant en partenariat avec nos clients, nos experts garantissent des solutions adaptées à tous les secteurs d'activités.