Cours technologie : Essai de résilience - Résistance au choc !

1) Définition du principe de l'essai

L’essai de résilience (essai au choc) consiste à rompre, par un seul choc, une éprouvette préalablement entaillée en son milieu et à mesurer l’énergie W (en joules) absorbée par la rupture. La résilience est définie par la lettre K (Joules/cm²)

L’essai se réalise sur une machine appelée mouton pendule rotatif. On mesure la résistance au choc du matériau.

Normes : EN 10045 :1990 et EN 875

2) Les éprouvettes pour la résilience

2-1) Eprouvettes CHARPY U
Une éprouvette est un barreau usiné de section carrée de 10 mm de coté et dont la longueur est 55 mm. L’entaille de 2 mm de largeur et de 5 mm de profondeur se termine par un fond cylindrique de 1 mm de rayon. La résilience est alors mesurée et précisée selon le symbole Kcu



2-2) Eprouvettes CHARPY V
Pour un essai avec une éprouvette Charpy V, l’éprouvette sera entaillée en V de 2 mm de profondeur et avec un angle de 45° dont les dimensions sont les mêmes que pour les éprouvettes Charpy U. On précise par le symbole Kcv l’essai de résilience en V.



Les éprouvettes Mesnager et DVM sont identiques avec pour seule variante la profondeur de l’entaille (3mm et 2mm)

Eprouvette Mesnager:


Eprouvette DVM:


Photo d’un mouton pendule Charpy :

3) Schématisation de l'essai de résilience

-Au départ, le pendule est placé à une hauteur paramétrée qui devra délivrer une énergie normalisée de 294 Joules (si l’on tient compte de la gravité de 9,81 m/s²)
-Le pendule est libéré, ce qui grace à son propre poids, provoquera un choc.
L’éprouvette encaissera une partie du choc, mais sera brisée.
-Le pendule continuera dans son élan jusqu'à une certaine hauteur, ce qui permettra de mesurer l’énergie absorbée par l’éprouvette.
-L’énergie absorbée est calculée grace à W=P (h0-h1) (P en N)

4) Calcul de la résistance Kcv

Avec :W en Joules et S en cm²

5) Différents types d'éprouvettes CHARPY V

Normales (55x10x10) :Surface de rupture :0,8 cm²
Réduites (55x7,5x10) :Surface de rupture :0,6 cm²
Réduites (55x5x10) : Surface de rupture :0,4 cm²

6) Positionnement d'une éprouvette sur une machine

7) Températures pour les essais de résilience

Généralement les essais sont réalisés à température ambiante (20°C) et à des températures inférieures à 0°C. Des gaz ou liquides sont utilisés pour abaisser les températures des éprouvettes si nécessaire (alcool, fréon, azote liquide)

Pour la résilience Charpy V(KcV), plutôt utilisée pour des températures inférieures à 0°C, aujourd’hui tends à se développer même à température ambiante.

8) Evolution de la résilience en fonction des températures.