Voir la source de Essai de compression

Un '''essai de compression''' mesure la '''résistance à la compression''' d'un [[matériau]] sur une [[Machine de traction|machine d'essais mécaniques]] suivant un protocole [[Norme et standard techniques|normalisé]].
Les essais de compression se font souvent sur le même appareil que l'[[essai de traction]] mais en appliquant la charge en [[Compression (physique)|compression]] au lieu de l'appliquer en traction. 

Pendant l'essai de compression, l'échantillon se raccourcit et s'élargit.
La déformation relative est « négative » en ce sens que la longueur de l'échantillon diminue. 
La compression tend de plus à amplifier les irrégularités latérales de l'échantillon et,
au-delà d'une contrainte critique,
{{refnec|l'échantillon peut fléchir et la [[Flèche (résistance des matériaux)|flèche]] peut s'accentuer jusqu'au [[flambage]]}}.

[[File:Compression test.jpg|vignette|Essai de compression d'un cylindre en [[matériau composite]] sur une [[Machine de traction|machine d'essai universelle]], nécessitant une machine renforcée et un [[capteur de force]] de capacité élevée.]]

== Résistance à la compression ==
=== Définition ===
[[Fichier:Samples geom.gif|vignette|Compression d'une éprouvette.]]
En [[résistance des matériaux]], les résistances à la [[résistance à la traction|traction]], à la [[Compression (physique)|compression]] et au [[Cisaillement (matériau)|cisaillement]] sont analysées séparément.

La résistance à la compression est la capacité d'un matériau ou d'une structure à supporter les charges qui tendent à réduire sa taille par compression (écrasement), par opposition à la résistance à la traction qui est une résistance à l'allongement (éclatement) et à la résistance au cisaillement qui est principalement une résistance à la torsion (vrille).

C'est une valeur clé pour la conception de structures.
Elle se mesure sur des matériaux ainsi que sur des composants{{sfn|Urbanik, Lee et Johnson|2006}} ou des structures{{sfn|Ritter|1990}}.

Par définition, la résistance à la compression d'un matériau est l'[[Contrainte principale|effort de compression uniaxial]] atteint à la rupture complète du matériau.
Si le matériau est ductile cette rupture n'aura pas lieu mais le matériau se déformera de manière irréversible, de sorte que la résistance à la compression est assimilée à {{refnec|l'effort atteint à la limite de la déformation}}.

=== Valeurs typiques ===
Des valeurs typiques de résistance à la compression sont, par exemple, pour quelques matériaux :
* [[Porcelaine]] : 500 [[Pascal (unité)|MPa]] ;
* [[Os]] : 150 MPa ;
* [[Glace]] à {{unité|0|°C}} : 3 MPa ;
* [[Styrofoam|Mousse de polystyrène]] : ~1 MPa.

Le béton et la céramique ont généralement des résistances à la compression beaucoup plus élevées qu'à la traction.
Inversement, les matériaux composites, tels que les [[Composite à matrice céramique|composites]] à matrice [[Polyépoxyde|époxy]] renforcés de [[Fibre de verre|fibres de verre]], ont tendance à avoir une résistance à la compression plus faible que leur [[résistance à la traction]].
Quant aux métaux, ils ont souvent des résistances à la traction et à la compression similaires.

== Essai de compression ==
{{article principal|Essai mécanique#Compression uniaxiale}}

=== Éprouvette de compression ===
[[Fichier:Compression test2.jpg|vignette|Compression d'une [[Éprouvette (matériau)|éprouvette]] cylindrique.]]
L'essai de compression comporte un raccourcissement élastique d'une [[Éprouvette (matériau)|éprouvette]] généralement cylindrique et son écrasement au-delà de la [[limite d'élasticité]] du matériau.

Les éprouvettes en forme de courts cylindres sont préférables, pour ces essais, aux éprouvettes trop longues ou de section rectangulaire.
{{article connexe|Facteur de forme (mécanique)|Instabilité géométrique}}

=== Courbe contrainte-déformation ===
[[Fichier:Compression testing Curve.png|vignette|Courbe contrainte–déformation en compression.]]
L'essai de compression commence par une région linéaire où
la déformation du matériau ''<math>\epsilon</math>''
est proportionnelle à la contrainte ''<math>\sigma</math>''
suivant la [[loi de Hooke]]
''<math>\sigma=E\epsilon</math>''
où E est le [[module de Young]].

Dans cette région linéaire, le matériau se déforme élastiquement et revient à sa longueur initiale lorsque la contrainte est supprimée.

La région linéaire se termine au point [[limite d'élasticité]].
Au-dessus de ce point, le matériau subit une [[déformation plastique]] et ne revient pas à sa longueur initiale une fois que la charge est retirée.

Par définition, la [[Contrainte principale|contrainte uniaxiale]] est la force divisée par la surface
<math>\sigma = \frac{F}{A}</math>
où F est la charge appliquée en {{unité|newtons}}
et A est la surface de la section transversale en {{unité|m2}}.

La déformation correspondante est
<math>\epsilon_e = \frac{l-l_0}{l_0}</math>
où l est la longueur de l'échantillon comprimé et l<sub>0</sub> sa longueur initiale.
La résistance à la compression correspond au point de la courbe de contrainte-déformation défini par
<math>\sigma_e^* = \frac{F^*}{A_0}</math> et <math>\epsilon_e^* = \frac{l^*-l_0}{l_0}</math>
où F<sup>*</sup> est la charge appliquée juste avant de détruire l'échantillon 
et l<sup>*</sup> est la longueur de l'échantillon juste avant sa destruction.

=== Déformation de la section transversale ===
En pratique, les professionnels calculent la contrainte par rapport à la surface initiale de la section transversale (au début de l'expérience, avant déformation) en négligeant le fait que la contrainte s'applique réellement à la section transversale déformée (élargie, bombée latéralement avant rupture) sous l'effet de la charge{{refnec}}.

== Résistance à la compression des maçonneries et du béton ==
[[File:Probetas hormigón 01.jpg|vignette|Moulage d'échantillons cylindriques de béton]]
[[File:Tests of eighteen concrete columns reinforced with cast iron. (1919) (14745253756).jpg|thumb|Essais de dix-huit colonnes en béton renforcées avec de la fonte. 1919]]
{{Article connexe|Maçonnerie#Statique{{!}}Statique des maçonneries|Joint (maçonnerie)#Statique{{!}}Statique des joints de maçonnerie}}
La résistance à la compression est l'une des propriétés techniques les plus importantes des [[maçonnerie]]s et du [[béton de ciment]]. Elle se mesure par des essais de compression sur des cubes ou des cylindres dans le cas du béton, et pour les maçonneries des prismes, des portions de mur ou des pans entiers de murs. Le standard américain [[ASTM International|ASTM E447]] suggère que la hauteur minimale des l'[[Éprouvette (matériau)|échantillons]] de maçonnerie doit être de quinze pouces ({{Unité|38.1|cm}}) ; le spécimen du [[Comité européen de normalisation]] pour les maçonneries est volumineux, coûteux à exécuter et nécessite de très grandes charges à la rupture, en particulier par rapport aux essais standard cube/cylindre pour le béton. Un test plus simple fréquemment utilisé pour obtenir la résistance à la compression uni-axiale verticale est une maçonnerie empilée (''Stacked bond prism'')<ref>{{Article|langue=en|auteurs=Nassif Nazeer Thaickavil, Job Thomas|titre=Behaviour and strength assessment of masonry prisms|périodique=Case Studies in Construction Materials|volume=8|date=à paraître Juin 2018|issn=2214-5095|doi=10.1016/j.cscm.2017.12.007|lire en ligne=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214509517302267|pages=23-38}}</ref>. Les tests requis diffèrent généralement d'un pays à l'autre.

Pour la conception des constructions, on se protège en divisant la résistance à la compression ainsi mesurée par un [[coefficient de sécurité]].

== Références ==
{{Traduction/référence|en|Compressive strength|807501462}}
{{Références}}

== Bibliographie ==
* {{ouvrage
|langue = en
|prénom auteur = Mikell
|nom auteur = Groover
|titre = Fundamentals of Modern Manufacturing
|éditeur= John Wiley & Sons
|année = 2002
|lieu = U.S.A
|ISBN = 0-471-40051-3
}}
* {{ouvrage
|langue = en
|prénom auteur = William
|nom auteur = Callister
|titre = Materials Science & Engineering an Introduction
|éditeur= John Wiley & Sons
|année = 2003
|lieu = U.S.A
|ISBN = 0-471-22471-5
}}
* {{article | id = Urbanik, Lee et Johnson2006
|langue=en
|auteur1 =Thomas J. Urbanik |auteur2 = Sung K. Lee |auteur3 = Charles G. Johnson
|titre = Column Compression Strength of Tubular Packaging Forms Made of Paper
|lire en ligne = https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2006/fpl_2006_urbanik001.pdf
|périodique = Journal of Testing and Evaluation
|volume=34 |numéro=6
|année = 2006
}}
* {{ouvrage| id = Ritter1990
|langue=en
| auteur= Michael A. Ritter
| titre chapitre = Design of Longitudinal Stress-Laminated Deck Superstructures
| titre = Timber bridges : Design, construction, inspection, and maintenance
| numéro chapitre = 9
| auteur institutionnel = US Dept of Agriculture, Forest Service
|lieu = Washington D.C.
|pages totales = 944
|année = 1990
|lire en ligne = https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=umn.31951d00276578k;view=1up;seq=3
}}

== Voir aussi ==
{{autres projets
| commons = Category:Compressive strength
| commons titre = Résistance à la compression
| commons2 = Category:Compression testing
}}
* [[Déformation élastique]]
* [[Flambage]]
* [[États limites ultime et en service]]
* [[Machine de traction]] ou machine d'essais mécaniques


{{Palette|Essais mécaniques}}
{{Portail|Matériaux|Physique}}
[[Catégorie:Résistance des matériaux]]
[[Catégorie:Essai mécanique]]