Techniques et métiers | Le 29 avril 2023, par Sambuc éditeur. Temps de lecture : six minutes.

Test de dureté Janka

Qualités mécaniques des matériaux

Le test de dureté Janka, créé par le dendrologue autrichien Gabriel Janka (1864-1932), mesure la résistance d’un échantillon de bois au bosselage et au poinçonnement. Il mesure la force nécessaire pour enfoncer une bille d’acier d’un diamètre déterminé dans un échantillon de bois jusqu’à la moitié de son diamètre.

Au début des années 1900, après des études en sylviculture à Vienne, l’ingénieur autrichien Gabriel Janka (1864-1932) entreprend de mesurer et caractériser les propriétés techniques et mécaniques des bois, dans une perspective de normalisation des échanges commerciaux de bois d’œuvre et d’industrie. Janka est alors attaché à l’Institut impérial d’essais forestiers de Mariabrunn (Vienne).

Le test employé, qui adapte le test de Brinell mis au point pour la classification mécanique des métaux, consiste à établir la dureté d’une essence de bois à travers sa résistance au poinçonnement, en mesurant la force nécessaire pour enfoncer une bille d’acier de 11,28 millimètres de diamètre dans un échantillon de bois. Le diamètre choisi pour la bille donne un cercle d’une surface d’un centimètre carré lorsque l’on enfonce la bille jusqu’à la moitié de son diamètre, ce qui permet de passer facilement d’une mesure de pression (force pour une surface données) à une mesure de force (donnée par exemple en Newton).

Le test est effectué dans les directions axiale, radiale ou tangentielle (la résistance du bois variant selon ces trois dimensions), et la valeur indiquée peut être une moyenne de ces trois mesures.

(...) Mais, pour obtenir une image aussi complète que possible des propriétés de dureté des bois, je ne me suis pas contenté de constater la dureté de nos essences indigènes ; et j’ai également inclus dans le domaine de ces études de dureté des essences étrangères, dans la mesure où elles se trouvent dans le commerce et m’ont été accessibles.

Gabriel Janka, La dureté des bois, Vienne, W. Frick, 1915

Dans la première version de son test, mis au point à la fin des années 1890, les résultats sont exprimés en unité de pression. Les essences étudiées incluent d’abord un petit nombre de bois commercialisés en Europe. Au début des années 1910, Janka publie ses résultats à destination de la Chambre de la Bourse de Vienne, afin de normaliser le commerce du bois. Un ouvrage de synthèse sur La dureté des bois, qui paraît à Vienne en 1915, reprend les études publiées précédemment, en regroupant à la fois des essences indigènes d’Europe et des bois tropicaux, et en croisant également les données de densité et de retrait des bois.

Chronologie sommaire

1898. — Diplômé comme ingénieur de l’École supérieure d’agriculture de Vienne, Gabriel Janka est chargé d’étudier les propriétés techniques des bois à l’Institut impérial d’essais forestiers de Mariabrunn, puis devient directeur du département de technologie du bois. Il élabore son test de résistance des bois au poinçonnement (méthode « de la pression de la bille », Kugeldruck), dont les résultats sont exprimés en unité de pression, et le met en œuvre pour un petit nombre d’essences européennes.

1915. — Janka, alors professeur de technologie mécanique des bois à l’École supérieure d’agriculture de Vienne, publie La dureté des bois (Vienne, W. Frick), qui étend le test de dureté à des essences tropicales, et le met en regard avec d’autres caractéristiques comme la densité, la résistance à la compression et le taux de retrait.

1922. — L’American Society for Testing and Materials (ASTM) publie un premier projet de norme reprenant le test de dureté de Janka.

1927. — Le test de dureté Janka est officiellement adopté comme norme aux États-Unis. Dans la nouvelle norme, les valeurs sont exprimées en unité de force (livre-force, Newton).

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