David Ferguson, ingénieur en mécanique chez MTS, partage son expertise en matière d’essais non ambiants lors de cette séance de Q & R sur les essais à haute température. Il y expose les défis de base en matière d’essais et décrit son expérience de travail avec les solutions d’essais à haute température de MTS.
Q : Que se passe-t-il lors des essais à haute température ?
R : En fait, l’objectif est d’obtenir une température très élevée, puis de la maintenir au niveau de l’échantillon tout en veillant à ce que les composants de l’essai ne soient pas trop chauds. Tout cela doit être fait alors que l’on réalise les essais de matériaux et que l’on tente de recueillir des données précises… Cela semble simple, non ?
Q : Pourquoi les chercheurs réalisent-ils des essais à haute température ?
R : Face à l’intérêt récent que suscitent les applications aérospatiales, le marché semble vouloir tester les matériaux à des températures de plus en plus élevées, ce qui donne lieu à de nouveaux défis. Les chercheurs doivent tester les matériaux destinés à être utilisés lors de la fabrication de pales de turbines aérospatiales ou de composants d’engins spatiaux à de telles températures afin de comprendre comment ils réagissent aux charges et aux conditions réelles. Les essais types comprennent la traction, la compression, la flexion et la fatigue des métaux, des composites, des céramiques, etc.
Q : Quels sont les défis inhérents aux essais à haute température ?
R : Contrairement à ce que l’on pourrait croire, la température est le principal défi. Vous devez non seulement être en mesure d’atteindre une certaine température avec votre four, votre chambre ou votre équipement de chauffage par induction, mais vous devez également vous assurer que les mors, les dispositifs de fixation et les extensomètres peuvent supporter les températures d’essai sans compromettre leur résistance. De nombreux matériaux utilisés pour fabriquer ces accessoires d’essai ont des caractéristiques très différentes à des températures plus élevées. C’est pourquoi nous intégrons des méthodes de refroidissement par eau ou par air afin de maintenir ces composants dans la plage de températures idéale. La gestion de la température des accessoires pendant l’essai augmente également leur durée de vie.
Un autre défi consiste à contrôler le gradient de température que subit l’échantillon d’essai. Vous souhaitez que la température soit répartie uniformément sur le dessus, au milieu et sur le dessous de l’échantillon, ce qui peut être difficile à réaliser dans certains cas, notamment lorsque vous utilisez des mors refroidis. Un essai précis nécessite un gradient de température uniforme. Nous utilisons donc des thermocouples pour mesurer la température de l’échantillon à différents points de celui-ci afin de contrôler la température de sortie du four.
Q : Quelles solutions MTS propose-t-elle pour les essais à haute température ?
R : En plus des bâtis de charge robustes, MTS propose plusieurs méthodes de chauffage comme les fours, les chambres et le chauffage par induction. L’application et le type d’essai déterminent la méthode de chauffage, ainsi que d’autres aspects du système d’essai. Nous proposons également de nombreux types de mors pour différentes sortes d’échantillons. Qu’il s’agisse d’un échantillon plat, rond ou fileté, nous avons le mors qui convient. Les mors peuvent être mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques, selon le type d’essai et les préférences du client. Nous proposons également des extensomètres haute température et des modèles de logiciels. Et, bien sûr, nous disposons d’une expertise en ingénierie pour les applications à haute température.
Q : Quelque chose vous a-t-il surpris lorsque vous avez utilisé les solutions d’essai de MTS ?
R : MTS m’a permis de concevoir, d’inventer, d’innover, de calculer et d’être un ingénieur complet. J’ai été impressionné par la grande complexité et l’ingénierie détaillée de ces machines. Je n’aurais jamais pensé avoir une discussion sur la vitesse du son à travers les métaux, mais c’est bel et bien le genre de détails que nous abordons.
Ce qui me surprend le plus, c’est de voir jusqu’où MTS est prête à aller pour faire fonctionner une application. MTS a la capacité et l’expérience nécessaires pour trouver une solution répondant aux exigences pointues des clients. En outre, je suis tout simplement fasciné par les projets sur lesquels nous travaillons et par leur utilité future. Le fait de savoir que je travaille sur des machines qui testent des métaux ou des composites destinés à équiper des fusées est une sensation extraordinaire. De plus, fabriquer un système pour une personne qui teste un nouveau matériau qui pourrait être utilisé pour révolutionner le monde est assez remarquable.
Q : D’après vous, quel est le principal avantage de l’utilisation des solutions d’essai à haute température de MTS ?
R : La capacité à fournir des données fiables, reproductibles et de haute qualité. Tout commence au niveau de l’échantillon. Nous concevons des systèmes qui réalisent des essais intensifs et vous fournissent des données précises sur le matériau que vous testez. En fin de compte, il s’agit de disposer de données de qualité auxquelles vous pouvez vous fier.
