Dureté (matériau)

La dureté d'un matériau est définie comme la résistance mécanique qu'un matériau oppose à la pénétration. Pour mesurer la dureté d'un matériau, un pénétrateur de faible déformabilité (cône ou sphère en diamant, carbure de tungstène lié au cobalt ou acier extra-dur) est enfoncé à la surface du matériau à tester avec une force connue pendant un temps donné. Plus l'empreinte laissée est petite, plus le matériau est dur. La dureté se mesure sur différentes échelles selon le type de matériau considéré. Il existe une grande variété d'essais de dureté possibles, les plus courants et les plus familiers sont les essais de pénétration ou de rebondissement pour caractériser la dureté des métaux, des matières plastiques et des élastomères, mais les essais par rayage peuvent dans certains cas offrir des possibilités intéressantes pour caractériser la dureté des minéraux. Ces essais ont l'avantage d'être plus simples à réaliser, rapides et généralement non destructifs. Par ailleurs, ils permettent d'apprécier et d'estimer dans certaines mesures la résistance mécanique des matériaux, leur rigidité, la résistance des corps fragiles. La mesure de dureté par rebondissement est essentiellement utilisé avec des élastomères. Il consiste à mesurer la hauteur de rebondissement d'une petite masse tombant d'une hauteur connue sur la surface du matériau à tester. La masse est en acier terminée par un diamant arrondi. Elle tombe en glissant dans un tube lisse et on mesure à la volée la hauteur de son rebond. L'essai n'est pas homologué et l'énergie de déformation élastique est absorbée par les matériaux. Pour bien comprendre cela il faut observer les courbes de traction d'un élastomère avec cycle de charge et de décharge dans le domaine élastique. On remarque donc que dans le cas des élastomères, la charge et la décharge élastique n'empruntent pas le même chemin comme cela peut être le cas avec un matériau cristallin. Dans un plan « contrainte - déformation », la surface sous la courbe a la dimension d'une énergie.