Essais de fatigue - partie 2

Jules Renard disait en son temps :

Un cerveau bien soigné ne se fatigue jamais
C'est sur cet optimiste proverbe que nous avons choisi de vous écrire le premier billet sur les derniers essais de 2013. Continuons donc de nous soigner avec cette seconde partie.

Vous me suivez toujours ?

La fatigue en mécanique :
Quand on aborde le mystérieux monde de la fatigue des matériaux, on voit qu'il existe des publications intéressantes dans beaucoup de domaines. On peut fatiguer une personne en la faisant courir, en la privant de télé, ou en lui parlant de l’œuvre de Kierkegaard. Il en est de même pour un mousqueton (même si la télé doit quand même moins l’intéresser).
De manière évidente, il nous fallait choisir un type de fatigue pour nos connecteurs proches de ce que nous leur faisons subir dans la vrai Slacklife.
Nous avons donc décidé du protocole suivant dans les tests qui suivent :
- faire osciller la force de tension entre 2 kN et "X"kN où "X" est une force supérieure à 2 kN
- ce cycle se produit toutes les secondes pour simuler un jumpliner hardcore !
- compter le nombre de cycles
- arrêter à 3000 cycles si le connecteur ne se casse pas avant
- le casser et mesurer sa force de rupture le cas échéant

Tu tires, tu relaches, tu tires, tu relaches, ... (Delta 8mm)

Comment déterminer "X" :
Si nous avions budget illimité, nous nous amuserions à casser beaucoup de matériel pour voir comment il réagit. Or comme tout est limité sur cette planète, nous nous sommes cantonnés à seulement quelques tests de rupture de quelques connecteurs. Evidemment, les déductions que nous pouvons en faire sont inversement proportionnelles aux sommes engagées mais non nulles.
Alors nous avons raisonné en fonction de la charge de rupture vue précédemment. Nous voulions voir la fatigue à des forces plus ou moins proches de la charge de rupture, nous avons donc choisis de tester :
- deux mousquetons aciers à 12kN et 18kN (50% et 75% de la BLL* donnée pour 24kN)
- un delta de 8mm à 50kN (environ 75% de 67kN)
- une manille de 14mm à 97kN (environ 75% de 130kN)
*BLL Breaking Load Limit - Charge de rupture

Manille de 14mm - fatiguée à 10 tonnes

Les résultats des mousquetons :
Le mousqueton fatigué à 12kN a résisté fièrement aux 3000 cycles. Il a ensuite cassé au test de rupture à 25,5kN. Si on rapproche cette donnée à la rupture d'un mousqueton neuf (27,9kN), le mousqueton à perdu quasiment 10% de sa résistance en 3000 cycles.
Le second mousqueton fatigué à 18kN n'a quant à lui tenu que 1710 cycles avant de rompre au niveau du crochet d'ouverture. Nous verrons dans une prochaine partie avec d'autres tests comment en déduire une ébauche de courbe de fatigue sur cette pièce.
Les autres pièces :
Testés à 75% de leur charge de rupture, le delta à tenu 1670 cycles, et la manille 2182 cycles.

Delta 8mm - ou ce qu'il en reste

Discussion :
Dans ces tests, nous avons ouvertement choisi des forces pour fatiguer les objets proches de la rupture (75% de la BLL).
Pourquoi ? Pour que les tests aboutissent à des ruptures rapidement. De ce côté, mission accomplie, nous avons pu voir clairement que le matériel se fatigue, et assez vite finalement.
Les charges alternatives, répétitives et rapprochées, à fortes variations sont donc clairement un facteur de vieillissement acceleré du matériel (et pas que du nôtre).
La pratique du jumpline est sans conteste la plus violente, avec une surcharge de tension toutes les 1 à 2 secondes lorsque le jumpliner rebondit. Mettez une jumpline dans un contest, avec des journées non-stop de sollicitations, vous obtiendrez une forte probabilité de rupture d'un élément sous dimensionné (Re - Shame on us).
L'endroit de la rupture :
On observe aussi que le point de rupture d'un objet neuf, n'est pas forcément le même que le point de rupture d'un objet fatigué :
- le mousqueton casse au niveau du crochet, et non plus au niveau du sertissage du doigt.
- la manille casse en son milieu et non plus au niveau du filetage de l'axe.
Il faut néanmoins être prudent sur la généralisation de ce genre de résultats puisque nous n'avons pas assez cassé de matériel dans les mêmes conditions pour en déduire une tendance. C'est ce que nous tenterons de montrer dans la dernière partie de nos tests avec les mousquetons.

La machine de Satan !

Le matériau :
Même si nous ne pouvons pas être sûrs que les caractéristiques des 3 types d'aciers utilisés pour nos mousquetons, manilles et deltas soient strictement les mêmes, il est interessant de voir qu'à 75% de leur BLL respectives, le matériel tiendra entre 1600 et 2200 cycles. En tous cas pas 3000 cycles.
Bien évidemment, à utilisation équivalente en jumpline, une manille devrait donc résister bien plus longtemps qu'un mousqueton, puisqu'à tension équivalente, celle-ci sera beaucoup plus faible que sa force de rupture. Ainsi 12kN sera 50% de la BLL du mousqueton, mais seulement 9,2% de la BLL de la manille. Il devrait s'ensuivre un rallongement de la vie de votre dispositif de jumpline.
En conclusion de ces 2 points, il est toujours impératif de backuper les objets susceptibles de rompre et aussi ceux qui y sont attachés. Il sera cependant totalement impossible de backuper le petit bout de pièce qui lachera et partira quand même, et personne n'y pourra rien. Une réflexion sur un capitonnage complet du système de tension et des ancrages pourraient peut-être constituer une piste, mais encore faudrait-t-il trouver une solution élégante, relativement peu couteuse et facile d'installation... Tâche ardue.
Et en longline ?
Clairement, une longline ne fatigue pas les connecteurs de la même manière. Même une oscillation dûe au vent ne fera pas augmenter la tension comme une jumpline. De ce point de vue, il paraît présomptueux d'en déduire quelque chose à partir de ces tests.
Réformer son matériel ?
La question qui fâche. Mon matériel n'est pas cassé, il a certes beaucoup servi mais pourquoi devrais-je m'en séparer ? Parce qu'il vieillit.
Un jumpliner assidu avec un pratique extrême utilisant des mousquetons (pas que les nôtres d'ailleurs ) devrait certainement anticiper un changement régulier de son matériel, et surtout passer sur des manilles dont la résistance à la fatigue augmentera. De notre côté, nous allons proposer les Kit Jumpline Pro Series avec Manilles dès que possible.
Un jumpliner occasionnel pourra forcément utiliser son matériel plus longtemps.
Il nous est impossible de vous donner une règle de type : "changer tous les ans vos connecteurs" ou " après 20 heures d'utilisation changez vos connecteurs".
Il y a autant de pratique et d'usure que de pratiquants. Lors de contests officiels (que ce soient les nôtres ou d'autres) il sera par contre plus facile de mesurer cette fatigue et donc à l'avenir plus facile d'anticiper en changeant les connecteurs régulièrement surtout si ceux-ci sont fortement sollicités.
La suite des tests arrivent !