Dureté Barcol vs Shore D : Guide pratique

Il s'agit d'une source de confusion fréquente : la distinction entre dureté Barcol et dureté Shore D. Bien qu'elles semblent avoir une fonction similaire, les considérer comme interchangeables peut conduire à des résultats inexacts.

En tant que spécialistes de ce type d'équipement, nous avons constaté les problèmes que cela peut engendrer. Clarifions donc la différence, depuis les éléments qui les distinguent jusqu'à la question cruciale de la conversion, qu'il s'agisse de la conversion de la dureté Barcol en Shore D ou inversement.

Alors, à quoi sert la dureté Barcol ?

Imaginez que vous deviez vérifier la résistance d'un matériau à la pénétration d'une pointe acérée. C'est précisément le principe du test Barcol. Il s'agit de la méthode de référence pour vérifier si les matériaux composites, comme les plastiques renforcés de fibres, ont atteint leur degré de polymérisation optimal.

L'aiguille à ressort de l'appareil convertit la résistance du matériau en une mesure directe, ce qui en fait un outil inégalé pour cette application. Sa portabilité permet de tester des pièces finies de grande taille directement en usine, et non plus seulement de petits échantillons en laboratoire.

La norme officielle est la norme ASTM D2583, et outre les composites, elle est également très efficace sur les métaux plus tendres comme l'aluminium, le laiton et le cuivre.

En savoir plus: Guide de la méthode et de la norme d'essai de dureté Barcol

Et qu'en est-il de la norme Shore D ?

Le test Shore D est conçu pour les matériaux fermes mais présentant une certaine flexibilité. L'instrument, un duromètre (comme notre modèle numérique de la série DRIVE ou nos modèles analogiques tels que le HD3000) , mesure la profondeur de pénétration grâce à son extrémité conique ; une valeur de 100 indique une pénétration nulle.

Cette échelle fait partie d'une famille plus large ; à titre de comparaison, l'échelle Shore A est utilisée pour les matériaux très souples et caoutchouteux. L'échelle Shore D prend le relais de l'échelle Shore A et convient donc aux polymères plus rigides comme le PVC rigide, le nylon et les époxydes.

Pour contrôler la qualité des produits polymères finis destinés à être utilisés et manipulés, nous estimons que cet instrument est parfaitement adapté.

Le duel final : principaux facteurs de différenciation entre la dureté Barcol et la dureté Shore D

Bien que les deux tests produisent un nombre sur une échelle de 0 à 100, ils ne mesurent pas la même propriété de la même manière.

Le facteur le plus important qui les distingue est la forme physique de la pointe de l'indenteur. Cette simple différence géométrique explique pourquoi les valeurs obtenues lors d'un essai Barcol et d'un essai Shore D sur un même matériau peuvent varier considérablement.

Le tableau ci-dessous détaille les principaux points de distinction entre la dureté Barcol et la dureté Shore D.

Où ces tests sont utilisés en pratique

Vous constaterez que les testeurs Barcol sont utilisés dans des domaines où l'intégrité des matériaux est non négociable.

Par exemple, un technicien de contrôle qualité utilisant un appareil portable comme le testeur de dureté Barcol numérique QualiHBA pourrait l'appuyer contre le revêtement en aluminium d'une aile d'avion pour vérifier qu'il répond aux spécifications de résistance.

De même, dans l'industrie navale, on l'utilise pour vérifier la polymérisation complète d'une coque en fibre de verre. On l'emploie également fréquemment pour contrôler la dureté de grands réservoirs de stockage composites ou de canalisations après leur fabrication.

À l'inverse, l'échelle Shore D est essentielle lorsqu'il faut allier fermeté et légère souplesse. Un exemple parfait est le test de dureté du tableau de bord en plastique d'une voiture neuve à l'aide d'un duromètre. La valeur Shore D garantit une dureté suffisante pour résister aux rayures tout en offrant une flexibilité suffisante pour éviter une rupture dangereuse en cas de choc.

Ce même principe s'applique à la fabrication d'un casque de chantier ou aux tests du polyuréthane sur des rouleaux industriels afin de s'assurer qu'ils ont la durabilité nécessaire pour fonctionner sous pression sans se déformer.

Viabilité de la conversion : Conversion de la dureté Barcol en dureté Shore D et retour

Soyons clairs : une conversion précise et fiable de la dureté Barcol en Shore D est tout simplement impossible.

Le problème fondamental réside dans le fait que les propriétés élastiques d'un matériau influent différemment selon l'instrument utilisé. Ce constat est corroboré par des recherches universitaires qui soulignent la difficulté de convertir efficacement les différentes méthodes de mesure de dureté en raison des différences de principes d'essai et de géométrie de l'indenteur (Broitman, 2017).

La pointe arrondie du duromètre Shore D est davantage influencée par la capacité d'un matériau à reprendre son souffle, tandis que le pénétrateur pointu du Barcol offre une mesure plus directe de sa résistance à la perforation. C'est pourquoi un tableau de conversion direct Shore D/Barcol n'est pas applicable à tous les matériaux.

En effet, les études formelles utilisent souvent une échelle sans faire référence à l'autre, confirmant ainsi leur indépendance (Csányi et al., 2020 ; Barros et al., 2019). Les recherches disponibles s'accordent à dire que, bien que les échelles Barcol et Shore D soient toutes deux utilisées pour évaluer la dureté, leurs résultats ne sont pas directement interchangeables et il n'existe pas de conversion standard (Broitman, 2017).

Cependant, la question étant très fréquente, des données comparatives approximatives existent. Il convient de souligner que ces données doivent être interprétées avec prudence. Se fier à ces chiffres pour prendre une décision définitive est une source d'erreur courante.

Valeurs approximatives de conversion de dureté

Avertissement important : Ces valeurs sont données à titre indicatif uniquement. Nous déconseillons fortement de les utiliser pour la réception des matériaux ou le contrôle qualité.

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Nous comprenons que la vérification de vos matériaux est une étape cruciale de votre processus.

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Références :

- Csányi, G., Bal, S., & Tamus, Z. (2020). Mesures diélectriques basées sur des quantités déduites pour suivre le vieillissement thermique répétitif à court terme de l'isolation des câbles en polychlorure de vinyle (PVC) . Polymers, 12.

- Broitman, E. (2017). Mesures de dureté par indentation à l'échelle macro, micro et nanométrique : un aperçu critique . Tribology Letters, 65, 1-18.

- Barros, T., Cavalcante, D., Oliveira, D., Caluête, R., & Lima, S. (2019). Étude des propriétés de surface du composite époxy/quasicristal . Journal of Materials Research and Technology.