Un module de contrôle de l'échauffement des éprouvettes a récemment été mis au point afin de compléter le logiciel polyvalent Instron WaveMatrix pour les essais dynamiques et de fatigue des polymères et matériaux composites. Celui-ci permet d'augmenter la fréquence des essais jusqu'à ce que l'éprouvette ait atteint une température limite définie par l'utilisateur et qui ne doit pas affecter les résultats des essais. Avantages potentiels : une nette réduction de la durée des essais et de la consommation d'énergie.

Le module de « contrôle de l'échauffement des éprouvettes » (SSHC) est une nouvelle extension destinée à compléter le logiciel polyvalent Instron WaveMatrix pour les essais dynamiques et de fatigue des polymères et matériaux composites. En maintenant la température des éprouvettes dans une plage étroite, il permet d'économiser du temps, de l'argent et de l'énergie, tant dans les laboratoires de contrôle qualité qu'au niveau du développement et de l'optimisation des formules de matériaux composites. Ce module est pricipalement intéressant pour les dispositifs médicaux incluant des matériaux plastiques ou composites et nécessitant des essais de fatigue (implants en général, prothèses orthopédiques ou dentaires).

Réduction des temps d’essais

En raison de l'échauffement considérable des polymères et des composites soumis à des charges cycliques ainsi que de la forte corrélation entre les températures et les résultats, les essais de fatigue sont habituellement réalisés à des fréquences relativement basses. Le module complémentaire SSHC se base sur la différence entre la température de l'éprouvette, enregistrée en continu, et une température cible prédéterminée pour maximiser la fréquence des essais en boucle fermée. Dans le cas de charges moins importantes laissant présager d'un nombre important de cycles jusqu'à la défaillance, le module permet une fréquence nettement plus élevée et dès lors une réduction considérable de la durée des essais. Dans le cas de charges élevées, les éprouvettes peuvent être maintenues à une température constante même lors des dernières étapes de l'essai durant lesquelles les effets d'auto-échauffement augmentent fortement et les températures des éprouvettes tendent à atteindre des valeurs aberrantes en cas d'essais à fréquence inchangée.

Peter Bailey, spécialiste des systèmes d'essais dynamiques chez Instron UK, explique : « Pour les matériaux composites structuraux, un changement de température de l'ordre de 5°C aura souvent un impact plus important qu'un doublement de la fréquence des essais ; l'avantage d'un contrôle strict de la température l'emporte donc largement sur le changement modéré de la fréquence. Le contrôle de l'échauffement des éprouvettes permet de réaliser un essai sans modifier la fréquence maximale tout en maintenant l'éprouvette à une température constante. En augmentant le débit et en réduisant la consommation d'énergie de la sorte, nous pouvons dès lors améliorer la rentabilité. Il est par ailleurs possible d'accroître nettement l'homogénéité pour les polymères et les composites grâce à une confiance en la température des essais jadis impossible. »

Le signal de la température peut être transmis par un système standard de capteur, par ex. par un thermocouple avec interface USB ou par une entrée analogique de type 0-10 volts, ainsi que par des capteurs infrarouge. La plage de température définie par l'utilisateur peut être respectée avec une tolérance de ± 0.5 °C. La technologie SSHC convient pour les géométries d'essai qui permettent l'insertion d'un capteur mesurant la température de l'éprouvette, ainsi que pour les essais en chambre de température.

Le module complémentaire SSHC est disponible pour tous les systèmes d'essais dynamiques Instron équipés du contrôleur numérique 8800 et compatibles avec la dernière version du logiciel WaveMatrix.

Contact : Instron France SAS, F-78996 Élancourt Cedex, www.instron.com