Essai de dureté shore en laboratoire
Vous souhaitez réaliser un essai de dureté Shore sur vos matériaux ?
Qu’est-ce que la dureté Shore ?
La dureté shore est une méthode d’essai de dureté qui consiste à mesurer la profondeur de pénétration d’une empreinte donnée. Cette méthode est l’une des techniques utilisées par les équipes du laboratoire FILAB pour effectuer un essai de dureté.
La dureté des matériaux polymères est généralement mesurée avec des échelles Shore.
Principes de mesure de dureté shore
La mesure de la dureté Shore est un test couramment utilisé pour évaluer la dureté des matériaux. Elle se fait à l’aide d’un duromètre, qui applique une force sur la surface du matériau et mesure la résistance de ce dernier à la pénétration.
Les mesures de dureté Shore s’évaluent de 0 à 100. Un nombre plus élevé représente un matériau plus dur. L’échelle Shore A est utilisée pour tester les élastomères souples (caoutchoucs) et autres polymères souples. La dureté des élastomères durs et de nombreux autres matériaux polymères (thermoplastiques et thermodurcissables) est mesurée avec l’échelle Shore D.
Pourquoi mesurer la dureté shore ?
La mesure de la dureté Shore est importante dans les domaines industriels et techniques :
- Adaptation aux contraintes : La dureté Shore permet de sélectionner le matériau adéquat en fonction des besoins d'une application donnée. Par exemple, pour des pièces soumises à des charges importantes ou des environnements abrasifs, un matériau avec une dureté plus élevée sera privilégié.
- Souplesse vs rigidité : La dureté Shore aide à trouver l'équilibre entre souplesse et rigidité en fonction des performances attendues. Pour des applications nécessitant de la flexibilité (comme des joints), une dureté plus faible peut être préférable.
- Homogénéité des matériaux : En production industrielle, la mesure de la dureté Shore permet de s'assurer que les matériaux utilisés respectent les spécifications et sont homogènes, garantissant ainsi la qualité constante des produits finis.
- Détection des défauts : Des variations inattendues dans la dureté peuvent révéler des problèmes de production, tels que des erreurs de composition, des processus de durcissement inadéquats ou des contaminations.
- Résistance à l'usure : La dureté d'un matériau peut influencer sa capacité à résister à l'usure, à la déformation ou aux dommages mécaniques. Par exemple, un matériau avec une dureté élevée sera moins susceptible de s'endommager sous la pression ou lors de frottements répétés.
- Comportement en conditions extrêmes : Les matériaux peuvent réagir différemment en fonction de leur dureté face à des conditions extrêmes, comme des températures élevées ou basses, des environnements chimiques, ou des sollicitations mécaniques intenses.
- Assemblages et interfaces : La dureté Shore aide à déterminer si un matériau peut être efficacement couplé à d'autres matériaux dans un assemblage ou une application.
Le support d’un laboratoire disposant d’un parc analytique de pointe pour la mesure de la dureté est indispensable pour pouvoir réaliser des mesures de dureté shore.
Les applications de l'essai de dureté shore
La dureté Shore évalue la rigidité ou la souplesse des matériaux, essentiels pour des applications variées comme le caoutchouc, les élastomères, ou les joints. Elle permet d’adapter chaque matériau à ses usages spécifiques, assurant flexibilité, adhérence ou résistance selon les besoins.
La dureté Shore des élastomères permet de déterminer leurs usages. Les élastomères plus souples sont souvent choisis pour des applications d'amortissement ou de joints d'étanchéité flexibles. En revanche, des élastomères plus durs sont préférés pour des pièces nécessitant une résistance accrue à la pression ou aux produits chimiques.
La dureté Shore du caoutchouc est utilisée pour déterminer son utilisation. Un caoutchouc plus souple est souvent préféré pour des applications nécessitant flexibilité et absorption des chocs. En revanche, un caoutchouc plus dur est utilisé pour des pièces nécessitant une meilleure résistance à l'usure ou à la déformation.
La dureté Shore d'un joint ou joint torique détermine sa capacité à assurer une bonne étanchéité. Un joint plus souple est idéal pour les applications nécessitant une haute flexibilité, tandis qu'un joint plus rigide est utilisé là où la stabilité et la résistance aux déformations sont nécessaires.
Le polyuréthane, en fonction de sa dureté Shore, est utilisé dans une large gamme d'applications industrielles. Une dureté élevée en fait un excellent choix pour les pièces structurelles nécessitant une grande résistance à l'abrasion.
La dureté Shore du silicone varie en fonction de l'application. Le silicone plus souple est couramment utilisé dans des applications médicales. Un silicone plus dur convient mieux pour les applications industrielles nécessitant une plus grande résistance thermique et mécanique.
Le laboratoire FILAB accompagne les industriels dans les essais de dureté Shore A, Shore D et Shore 00
Choisir entre la mesure de dureté shore A, shore D, et shore 00
Il existe plusieurs échelles de dureté Shore, mais les plus utilisées sont les échelles Shore A, Shore D, et Shore 00 :
- Matériaux : Élastomères, caoutchoucs souples, thermoplastiques souples.
- Principe : Une pointe conique ou arrondie est pressée contre la surface du matériau. Plus le matériau est souple, plus l'indentation est profonde, et donc plus la mesure de dureté est basse.
- Propriétés mesurées : Rigidité et souplesse des matériaux souples tels que les élastomères et les caoutchoucs.
- Matériaux : Plastiques plus durs, matériaux rigides comme les thermoplastiques rigides.
- Principe : Similaire à l'échelle Shore A, mais la pointe est plus pointue pour pénétrer les matériaux plus rigides.
- Propriétés mesurées : Rigidité des matériaux plus durs et résistants, comme les plastiques rigides.
- Matériaux : Gels, mousses souples, élastomères très flexibles.
- Principe : Une pointe très large et arrondie est pressée contre la surface du matériau. Plus le matériau est mou, plus la pénétration est importante, entraînant une mesure de dureté plus basse.
- Propriétés mesurées : Flexibilité et douceur des matériaux extrêmement souples et déformables.
Les normes applicables en matière de dureté shore
Les normes ISO 48-4 et ISO 48-9 régissent la mesure de la dureté Shore pour des matériaux spécifiques.
La norme ISO 48-4 s'applique aux caoutchoucs vulcanisés et thermoplastiques en utilisant les échelles Shore A et D, largement utilisées dans les secteurs industriels et automobiles pour garantir des mesures précises de la rigidité et de la souplesse.
En complément, la norme ISO 48-9 couvre la détermination de la dureté des mêmes matériaux, mais avec des duromètres utilisant des échelles autres que A et D, afin de répondre à des besoins plus spécifiques selon les propriétés du matériau testé. Ces deux normes garantissent une méthode de test cohérente et adaptée à différentes applications industrielles.
Le tableau de dureté shore
Le tableau de dureté Shore présente les différentes échelles de mesure pour évaluer la rigidité ou la souplesse des matériaux. Il est divisé en plusieurs échelles, principalement Shore A et Shore D, utilisées selon la rigidité du matériau.
Échelle Shore | Type de matériau | Application typique | Plage de dureté |
Shore 00 | Caoutchouc très souple, gels | Gel médical, protections | 0 – 100 |
Shore A | Élastomères, caoutchoucs souples | Pneus, joints toriques, semelles | 0 – 100 |
Shore D | Plastiques durs, caoutchoucs rigides | Polyuréthane, plastiques rigides | 0 – 100 |
Les méthodes de mesure de dureté à FILAB
Mesure de dureté, selon la norme ISO 48-4 et 48-9
nos autres prestations d'analyses mécaniques
FAQ
L'échelle de dureté Shore A est utilisée pour mesurer des matériaux plus souples comme les caoutchoucs, tandis que l'échelle Shore D est destinée à des matériaux plus durs comme les plastiques rigides. Il n'existe pas de correspondance directe entre les deux échelles, car elles mesurent des propriétés différentes, mais il est possible d'estimer des équivalences approximatives.
La dureté Shore et le coefficient de Poisson sont des propriétés mécaniques différentes mais complémentaires. La dureté Shore mesure la résistance à la pénétration (rigidité/souplesse), tandis que le coefficient de Poisson décrit la relation entre les déformations latérale et longitudinale sous contrainte. Bien qu'il n'existe pas de lien direct entre eux, pour des matériaux élastiques comme les caoutchoucs, une faible dureté Shore peut correspondre à un coefficient de Poisson élevé, indiquant une plus grande déformabilité.
L'échelle de dureté Shore à utiliser dépend de la rigidité ou de la souplesse du matériau. Pour les matériaux très souples comme les gels ou les mousses, utilisez l'échelle Shore 00. Pour les élastomères, les caoutchoucs et les matériaux plus souples, optez pour l'échelle Shore A. Enfin, pour les matériaux plus rigides comme les plastiques durs, utilisez l'échelle Shore D. Choisir la bonne échelle garantit des mesures précises et adaptées aux spécifications de votre matériau.
Les tests de dureté Shore sont fiables lorsqu'ils sont effectués dans des conditions standardisées selon des normes reconnues telles que ISO 48-4. Ces tests sont suffisamment précis pour garantir la qualité des matériaux, en veillant à ce qu'ils respectent les spécifications mécaniques requises pour des performances optimales dans des applications industrielles.
