RESISTANCE A LA TRACTION ET ALLONGEMENT A LA RUPTURE DES CAOUTCHOUCS

Publié le 29-01-2013

Un élastique, si on le tend, se déforme, s'allonge et sa section s'amincit. En poursuivant la tension, il casse.
Pour qualifier mécaniquement un caoutchouc on mesure la force nécessaire pour arriver à cette "casse". On enregistrera l'allongement de l'éprouvette au moment de la rupture.
Une machine de traction (dynamomètre) est nécessaire pour effectuer la mesure de force. Les machines modernes sont accompagnées d'un extensomètre qui, suivant optiquement ou mécaniquement deux repères, mesurera la dimension de l'éprouvette à tout moment de l'étirement et à la rupture de celle-ci.
L'éprouvette est définie par la norme NF T 46-002. Elle se présente soit sous la forme d'une haltère soit sous celle d'un anneau. Il existe 4 tailles pour l'haltère (Hl à H4), et deux tailles pour l'anneau.
La plus couramment employée est l'éprouvette haltère de taille H2 découpée à l'emporte-pièce dans une feuille de 2 mm d'épaisseur. Sa partie centrale présente une section rectangulaire de 4 x 2 mm sur une longueur de 25 mm. C'est la plus faible section de l'éprouvette et la rupture aura lieu dans cette zone. C'est également sur cette zone que se situent 2 repères distants de 20 mm pour la mesure de l'allongement.

(dessin de l'éprouvette H2)

L'éprouvette anneau de taille normale a pour dimensions Ø 44,6 x Ø 52,6 mm avec épaisseur 4 mm. Pendant son étirement elle est entraînée en rotation pour qu'aucune zone ne soit préférentielle.
La vitesse de traction est de 500 mm à la minute. La résistance à la traction est exprimée en MPa et l'allongement en %. Dans le cas d'une éprouvette H2, pour 100% d'allongement l'écart entre les repères est passé de 20 à 40 mm.
Nous utilisons l'éprouvette haltère dans notre laboratoire sur une machine de traction électronique équipée d'un extensomètre optique. La mesure de la résistance à la traction ne risque pas d'être faussée par des pinces qui suivent mécaniquement les repères. Tous nos mélanges caoutchouc et silicone sont testés avant passage en production.
Les caoutchoucs les plus performants peuvent atteindre 40 MPa de résistance à la traction.

En fonction des formulations et des duretés :
 - caoutchoucs : entre 10 et 3 0 MPa
 - silicones :        entre 4 et 10 MPa.
Cette différence entre silicone et caoutchouc est plus restreinte au fur et à mesure qu'augmentent les températures d'utilisation.
La dureté est en relation avec l'allongement à la rupture. Toutefois la formulation influera également sur cette mesure. Un caoutchouc de :
 - 95 Shore A :      100 à 150 %.
 - 60/70 Shore A : 300 à 500 %
 - 40 Shore A:       500 à 700 %.
On peut atteindre des valeurs plus grandes encore (800-1000 %), pour certains usages, en formulant spécialement.