Garantir la sécurité des bâtiments commerciaux : le rôle des équipements de préparation d'éprouvettes de traction

Alors que la vie reprend son cours, nombreux sont ceux qui se réjouissent de retrouver leurs restaurants et centres commerciaux favoris. Avec des établissements commerciaux plus fréquentés que jamais, comment l'industrie du bâtiment peut-elle garantir leur sécurité ?

Une réponse réside dans l'utilisation d'équipements de préparation d'éprouvettes de traction. Comment ? Lisez la suite.

Qu'est-ce que la résistance à la traction et pourquoi est-elle importante ?

La résistance à la traction désigne la capacité d'un matériau à supporter une force de traction avant de se déformer irrémédiablement et de se rompre. Elle correspond également à sa résistance à la rupture lorsqu'on exerce une force capable de briser simultanément plusieurs brins du même matériau à un taux de charge ou d'allongement constant. L'unité de mesure est la force par unité de surface, comme les livres par pouce carré (psi).

La résistance à la traction est un indicateur largement utilisé pour les matériaux destinés aux applications structurelles. Grâce aux essais de traction, on peut déterminer facilement comment un matériau réagit sous différents types de forces — un processus particulièrement crucial en métallurgie, les métaux fragiles étant plus sujets à la rupture.

Comment les métaux sont testés dans la construction

Lors d'un essai de traction standard, un matériau est généralement étiré jusqu'à son point de rupture pour identifier sa résistance à la traction. L'éprouvette est maintenue par des mâchoires supérieure et inférieure solidement fixées à la machine d'essai universelle ou de traction (UTS).

Pendant l'essai, les deux mâchoires s'écartent à vitesse constante pour étirer l'éprouvette jusqu'à la rupture. On applique une charge croissante et enregistrée qui produit finalement une courbe contrainte/déformation montrant la réaction du matériau.

Après l'essai, tous les résultats sont finalisés et le matériau est réassemblé pour mesurer sa longueur ultime et ses dimensions de section transversale. Ces mesures sont ensuite comparées aux valeurs initiales avant l'essai.

Outre la résistance à la traction, les métaux soumis à l'essai fournissent également les informations suivantes :

• Résistance à la traction ou résistance ultime à la traction (Rm) : la plus haute contrainte supportée par l'éprouvette.
• Ductilité : déformation et allongement au point de rupture ou après, ainsi que la réduction de section résultant de la rupture.
• Limite d'élasticité (Re) : contrainte à laquelle commence la déformation permanente.

Préparation des éprouvettes de traction

La préparation des éprouvettes dépend des objectifs de l'essai ainsi que de la norme ou spécification applicable. Une éprouvette de traction présente généralement une section transversale standardisée, composée de deux têtes et d'une zone de mesure (partie centrale) entre elles. Selon la norme, l'éprouvette standard a une section ronde ou carrée sur la longueur de mesure. Les deux extrémités doivent être assez longues et avoir une surface lisse pour être maintenues fermement pendant l'essai.

Fini le temps des énormes machines d'essai monopolisant les laboratoires. Aujourd'hui, des machines plus compactes, plus performantes et plus pratiques préparent différents types d'éprouvettes pour divers besoins. L'exemple parfait est la TensileMill CNC MINI. Ne vous laissez pas tromper par sa taille réduite : outre sa commodité et son gain de place, cette machine est spécialement conçue pour offrir une flexibilité maximale dans la préparation d'éprouvettes de traction et les fonctionnalités d'usinage CNC.

Elle est dotée d'une structure en fonte robuste avec des rails linéaires permettant un déplacement fluide de tous les axes. Elle intègre également une broche ISO20 à 24 000 tr/min avec des servomoteurs puissants pour une capacité d'usinage optimale. La machine se contrôle via un écran tactile pratique, pouvant être mis à niveau vers le logiciel complet Carbon.

L'importance des essais de traction dans la construction commerciale

En phase de conception, les ingénieurs recourent aux essais de traction pour s'assurer que les matériaux choisis ne subiront pas des contraintes supérieures à leur capacité, ce qui pourrait entraîner une rupture catastrophique.

L'utilisation des essais de traction dans la construction commerciale permet d'ériger des bâtiments plus hauts que ce qui était autrefois considéré comme impossible. En employant des métaux et autres matériaux avec la résistance à la traction recommandée, les bâtiments sont garantis pour durer longtemps tout en protégeant leurs occupants contre tout risque structurel. Cela est particulièrement utile dans la construction de gratte-ciel, où les structures en acier et/ou en fer prédominent.

Au-delà de la construction commerciale

Outre le bâtiment, saviez-vous que d'autres industries bénéficient des machines d'essai de traction ? En voici quelques-unes et comment ces machines les aident :

Industrie aérospatiale

• Réduction de la consommation de carburant sans compromettre les exigences de résistance
• Combinaison de divers matériaux pour obtenir des résultats plus résistants qu'un matériau unique
• Essai de la résistance à la traction de matériaux divers : colles, câbles, tuyaux, faisceaux de câbles, harnais, moquettes, joints, ceintures de sécurité, etc.

Industrie automobile

• Identification des résistances à la rupture des ceintures de sécurité, mousses de sièges et autres matériaux haute résistance et légers
• Évaluations qualité pour les équipements intérieurs et extérieurs

Industrie de la construction

• Garantie de la sécurité des métaux et autres matériaux de construction en termes de résistance à la traction, ductilité, résistance de liaison, conformité aux normes, etc.

Industrie électrique et électronique

• Évaluation de la force d'arrachement, du comportement électrique et mécanique, et des propriétés de décollement de divers matériaux pour répondre à certaines exigences

Industrie des dispositifs médicaux

• Détermination de l'élasticité des pansements, bandages, caoutchoucs de silicone, gants chirurgicaux et autres matériaux souples et extensibles
• Évaluation de la résistance des injecteurs, aiguilles, raccords de perfusion, masques respiratoires, lentilles, tubes chirurgicaux, etc.
• Identification de la flexibilité des cathéters pour garantir leur capacité à changer de direction

Industrie de l'emballage

• Identification de la charge maximale qu'un emballage peut supporter avant de céder
• Évaluation de la facilité d'ouverture d'un emballage

Industrie du papier et du carton

• Mesure de la résistance et de l'allongement du papier et du carton
• Détermination de l'aptitude du papier et du carton à être insérés dans des machines automatisées d'impression

Industrie pharmaceutique

• Identification de la dureté et de la force de rupture des comprimés

Industrie des plastiques, caoutchoucs et élastomères

• Détermination de la capacité des matériaux à supporter l'adhésion ainsi que les contraintes externes et physiques
• Évaluation de l'allongement, du necking et de la limite d'élasticité de divers plastiques et caoutchoucs

Industrie de la sécurité, santé, fitness et loisirs

• Évaluation qualité de l'allongement, des nœuds et de la résistance à la traction des cordes
• Garantie de la qualité des raquettes de badminton, squash et tennis

Industrie textile

• Identification de la durabilité d'un tissu et de sa résistance à l'usage régulier
• Détermination de la résistance à la rupture, l'allongement et la résistance à la déchirure des textiles synthétiques
• Évaluation des propriétés de décollement des fermetures éclair, boutons-pression, boutons, décorations cousues, fermetures auto-agrippantes, etc.

Qui aurait cru qu'une seule machine pouvait assister simultanément toutes ces industries incroyables ?