Un essai de compression est l’un des types d’essais mécaniques les plus fondamentaux, avec les essais de traction et de flexion . Les essais de compression sont utilisés pour déterminer le comportement d’un matériau sous des charges d’écrasement appliquées, et sont généralement réalisés en appliquant une pression compressive à un éprouvette (généralement de géométrie cubique ou cylindrique) à l’aide de platines ou montages spécialisés sur une machine d’essai universelle. Pendant l’essai, diverses propriétés du matériau sont calculées et représentées sous la forme d’un diagramme de taux de contrainte-déformation qui sert à déterminer des qualités telles que la limite élastique, la limite proportionnelle, le point de limite d’élasticité, la limite d’élasticité, et pour certains matériaux, la résistance à la compression.

Pourquoi effectuer un essai de compression ?

Les essais de compression permettent aux fabricants d’évaluer l’intégrité et la sécurité des matériaux, des composants et des produits pendant plusieurs phases du processus de fabrication. Pour qu’un matériau soit sélectionné pour une nouvelle application ou un nouveau produit, il doit démontrer sa capacité à résister aux forces mécaniques qu’il rencontrera dans son application finale. Les applications potentielles peuvent varier des essais de résistance d’un pare-brise de voiture aux essais d’endurance des poutres en béton utilisées dans la construction. La mousse utilisée dans les sièges doit être confortable pour le consommateur tandis que les dispositifs d’administration de médicaments doivent être faciles à déployer pour les prestataires médicaux. De plus, matériaux et produits peuvent être exposés à des forces mécaniques pendant de courtes ou longues périodes, avec une utilisation cyclique ou répétée, et cela dans une grande variété de conditions de température et d’environnement différentes. Les coussins de siège doivent durer un certain temps, tandis que les pneus automobiles doivent maintenir leur élasticité dans toutes les conditions météorologiques. Les matériaux qui présentent une résistance élevée à la traction ont tendance (mais pas toujours!) à présenter une faible résistance à la compression. De même, les matériaux présentant une résistance élevée à la compression ont tendance à présenter une faible résistance à la traction. Par conséquent, les essais de compression sont souvent utilisés sur des matériaux friables tels que le béton, les métaux, les plastiques, les céramiques, les composites et les matériaux ondulés comme le carton. Ces matériaux sont souvent utilisés avec une capacité de charge où leur intégrité sous les forces de compression est critique.

Contrairement aux essais de traction, qui sont généralement réalisés pour déterminer les propriétés de traction d’un matériau spécifique, les essais de compression sont souvent effectués sur des produits finis. Les articles courants tels que les balles de tennis, les balles de golf, les bouteilles d’eau, les étuis de protection, les tuyaux en plastique et les meubles sont autant d’exemples de produits dont la résistance à la compression doit être évaluée. Par exemple, un ingénieur peut vouloir économiser le plastique en créant des bouteilles d’eau aux parois plus fines, mais celles-ci doivent rester suffisamment solides pour être emballées dans des palettes et empilées les unes sur les autres pour le transport. Les essais de compression peuvent aider l’ingénieur à trouver le juste équilibre entre la résistance du produit et la conservation matérielle.

En plus de son importance pour les processus R&D, les essais de compression sont également utilisés par les services d’assurance qualité pour s’assurer que les lots de produit fini répondent aux spécificités requises des propriétés de compression. Cela est important tant du point de vue de la sécurité que commercial, car les produits défectueux peuvent être dangereux pour l’utilisateur final et peuvent également causer des dommages importants aux fabricants sous la forme de retards de production, de pertes de revenus et d’atteintes à leur réputation.

Les essais de compression sont effectués sur des machines d’essais universelles, également appelées machines d’essais de compression. Ces machines se composent d’un bâti à colonne unique ou double équipé d’une cellule de charge, d’un logiciel d’essai et de platines et d’accessoires spécifiques à l’application. Les machines d’essais universelles sont disponibles dans une large gamme de capacités de force allant de 0,02 N à 2 000 kN. La plupart des essais à faible force sont réalisés sur une machine de table telle que la série 6800 d’Instron, tandis que les applications à force plus élevée nécessitent des chassis de plancher tels que ceux de la série industrielle  d’Instron. Ces systèmes peuvent être configurés de différents falçons pour tester n’importe quel produit, composant ou matériau.

Les machines d’essais de compression sont disponibles en plusieurs tailles et capacités de force allant de 0,02 N à 2 000 kN. La plupart des essais tension à force faible sont effectués sur une machine électromécanique de dessus de table à une ou à deux colonnes, tandis que les applications de force supérieure nécessitent des modèles avec un châssis au sol. Les systèmes de la série 6800 d’Instron sont disponibles dans des plages de capacité allant jusqu’à 300 kN et permettent de réaliser une large gamme de d'essais différents, notamment la traction, compression, cintrage, décollement, déchirure, cisaillement, friction, torsion, perforation, etc. Les systèmes servo-hydrauliques de la série industrielle d’Instron sont conçus pour des essais de capacité encore plus élevés sur métaux haute résistance, des alliages et des composites avancés.

Systèmes d’essais universels jusqu’à 300 kN

Systèmes d’essais avec modèles sur table et de sol à colonne unique et double disposant d’une capacité de force allant de 0,02 N (2 gf) à 300 kN.

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Systèmes d’essais universels industriels jusqu’à 2 000 kN

La série industrielle d’Instron comprend des châssis avec des espaces d’essai simples ou doubles et une capacité de force allant de 300 kN à 2 000 kN.

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