I. Contexte et objectif de l'essai
La charnière est l'une des pièces mobiles les plus fréquemment sollicitées sur des lunettes. Si l'on suppose 5 cycles de mise en place et de retrait par jour (chaque cycle comprenant 1 retrait et 1 mise en place, soit 2 mouvements au total), la charnière effectue environ 10 mouvements par jour, soit environ 3650 par an ; son usure et sa durabilité ne peuvent donc pas être négligées. Cet essai porte sur la charnière à ressort ; à 5000, 10000, 15000 et 20000 cycles cumulés, des contrôles ont été effectués afin d'observer l'apparition éventuelle de ruptures, d'une perte d'élasticité, d'un desserrage de vis ou d'un problème de positionnement ; les paliers de 15000 et 20000 cycles constituent les points d'observation principaux de cet essai.
II. Équipement d'essai et montage
L'essai a été réalisé sur le testeur de charnières LT-480. Les valeurs d'angle « avant/arrière » affichées sur l'interface de l'appareil sont de 85,0° et 15,0°, et la valeur de comptage est ajustée par palier (la référence d'angle est celle indiquée dans la notice de l'appareil). L'échantillon testé est une charnière à ressort, dont l'état de montage est présenté à la figure 2.
Figure 1 Interface du testeur de charnières LT-480 : comptage du premier palier réglé à 5000 cycles, compteur à 0
Figure 2 État de montage de la charnière sur le dispositif de fixation d'essai
III. Essai par paliers et observations
5000 cycles cumulés. Après le montage et le réglage des valeurs, l'appareil est mis en marche. À l'issue du cycle, l'observation ne révèle aucune rupture ni aucun défaut d'alignement des vis sur la charnière ; une goutte d'huile lubrifiante est ensuite appliquée sur la charnière, puis l'essai se poursuit pour le palier suivant.
10000 cycles cumulés. Le déroulement est globalement identique à celui du palier précédent ; la différence est l'apparition de salissures huileuses noires autour de la charnière (effaçables a posteriori), dont l'origine n'a pas été déterminée plus avant dans le cadre de cet essai. Après démontage et observation à la loupe, aucun problème de rupture, de défaut d'alignement des vis ou de perte d'élasticité n'a été constaté ; l'essai se poursuit après remontage.
15000 cycles cumulés. La valeur de réglage et le compteur de l'interface de l'appareil affichent tous deux 15000 cycles (figure 3).
Figure 3 Interface de l'appareil à 15000 cycles cumulés : la valeur de réglage et le compteur affichent tous deux 15000 cycles
À ce stade du contrôle, la charnière conserve son élasticité, mais selon les observations consignées à ce moment, l'angle après retour a déjà changé. En l'absence de valeurs d'angle mesurées et de limites admissibles permettant une vérification, cet article se limite à consigner ce phénomène comme observation, sans conclure à un dépassement de tolérance.
20000 cycles cumulés. L'élasticité subsiste et aucun relâchement de la charnière n'est apparu ; par rapport aux 15000 cycles, la variation d'angle de retour consignée dans les observations s'est encore accentuée.
IV. Contrôle de l'aspect et de l'angle
Jusqu'à 20000 cycles cumulés, aucune fissure, éraflure ou marque de choc évidente n'a été observée sur la surface extérieure de la charnière. Le contrôle de l'aspect est présenté à la figure 4, dont la photo n'indique pas le palier de prise de vue. La figure 5 est l'enregistrement du contrôle de l'angle de retour effectué sur le site d'essai à l'aide du cadran gradué d'un rapporteur.
Figure 4 Enregistrement du contrôle de l'aspect de la charnière (photo sans indication du palier de prise de vue)
Figure 5 Contrôle de l'angle de retour sur le site d'essai à l'aide du cadran gradué d'un rapporteur
V. Conversion des cycles
Selon les hypothèses précédentes (5 cycles de mise en place et de retrait par jour, 2 mouvements par cycle, sur une base de 365 jours par an), la charnière effectue environ 10 mouvements par jour, soit environ 3650 par an. Sur cette base, 15000 cycles cumulés correspondent à environ 4,11 ans et 20000 cycles à environ 5,48 ans (15000÷3650≈4,11 ; 20000÷3650≈5,48). Il convient de préciser qu'il s'agit seulement d'une conversion des cycles lorsque le nombre de mouvements supposé est cohérent avec le cycle de comptage de l'appareil, et non de la durée de vie réelle de la charnière : l'angle d'ouverture-fermeture, la force appliquée et l'environnement d'utilisation réels diffèrent des conditions d'essai, et le manuscrit d'origine ne définit pas si les mouvements de mise en place et de retrait relèvent ou non du même cycle de comptage de l'appareil.
VI. Conclusion et domaine d'application
Dans cet essai, la charnière conserve son élasticité après un cumul de 20000 cycles, et aucun rupture ni éraflure évidente n'a été observée sur son aspect ; toutefois, l'angle de retour varie avec l'augmentation du nombre de cycles, phénomène déjà apparu à 15000 cycles et qui s'est encore accentué à 20000 cycles.
Déterminer s'il s'agit d'une défaillance de la fonction d'arrêt, d'une diminution de la force de maintien ou d'un glissement lors du port nécessite des valeurs d'angle mesurées, des limites admissibles ainsi qu'une validation en conditions de port réel.