Essai Brinell : définition, fonctionnement et usages (Guide 2026)

L’essai Brinell est l’une des méthodes les plus anciennes et les plus fiables pour mesurer la dureté des matériaux, en particulier des métaux.
Aujourd’hui encore, il est largement utilisé en métallurgie, en contrôle qualité, en production industrielle et en recherche, notamment lorsqu’il s’agit d’analyser des matériaux hétérogènes ou à gros grains.

Dans ce guide, vous découvrirez :

• Qu’est-ce que l’essai Brinell
• Comment se calcule la dureté Brinell
• Ce qu’il mesure
• Comment il fonctionne
• Sur quels matériaux il est utilisé
• Comparaison : essais Brinell, Rockwell et Vickers
• Quand choisir l’essai Brinell

Qu'est-ce que l'essai Brinell ?

L’essai de dureté Brinell est un essai mécanique qui mesure la résistance d’un matériau à la pénétration d’un corps dur soumis à une charge.

La méthode doit son nom à l’ingénieur suédois Johan August Brinell, qui l’a développée en 1900 pour analyser les matériaux métalliques utilisés dans l’industrie.

En pratique, l’essai évalue l’ampleur de la déformation d’un matériau lorsqu’il est soumis à la pression d’une bille dure.

Formule de la dureté Brinell

La dureté Brinell s’exprime en HB ou HBW (lorsque l’on utilise du carbure de tungstène) et se calcule à l’aide de la formule :

Où :

• F = charge appliquée (kgf ou N)

• D = diamètre de la bille (mm)

• d = diamètre moyen de l’empreinte (mm)

Dans la pratique industrielle, la valeur est souvent lue directement à partir de tableaux ou via le logiciel de la machine d’essai.

Que mesure la dureté Brinell ?

La dureté Brinell mesure la résistance plastique superficielle du matériau, c’est-à-dire sa capacité à s’opposer à :

• des déformations permanentes

• des indentations

• l’usure mécanique

Elle ne mesure pas :

• la résistance à la traction

• la ténacité

• la résilience

Mais elle fournit une indication très utile sur l’usinabilité, la résistance à l’usure et le comportement mécanique global du matériau.

Comment fonctionne l'essai Brinell ?

L’essai suit une procédure normalisée :

1. Une bille en acier trempé ou en carbure de tungstène est pressée contre la surface du matériau.

2. Une charge constante est appliquée pendant un temps défini (généralement 10 à 15 secondes).

3. Après retrait de la charge, on mesure le diamètre de l’empreinte laissée sur la surface.

4. À partir de la taille de l’empreinte, on calcule le nombre de dureté Brinell (HB ou HBW).

• Empreinte plus grande → matériau plus tendre

• Empreinte plus petite → matériau plus dur

Paramètres typiques de l'essai Brinell

• Diamètre de la bille : 1, 2,5, 5 ou 10 mm

• Charge appliquée : de 500 à 3000 kgf

• Temps d’application : 10 à 15 secondes

Normes de référence :

• ISO 6506

• ASTM E10

Le choix des paramètres dépend de :

• la nature du matériau

• la dureté attendue

• l’épaisseur de l’échantillon

Sur quels matériaux UTILISE-T-ON L’ESSAI BRINELL ?

L’essai Brinell est particulièrement adapté aux :

métaux à gros grains

• fontes
• aciers de construction
• alliages d'aluminium
• bronze et laiton

matériaux hétérogènes

• pièces moulées

• matériaux avec inclusions

• structures non uniformes

Il n’est pas idéal pour :

• les matériaux très minces

• les matériaux extrêmement durs

• les surfaces très petites

Brinell VS AUTRES ESSAIS DE DURETÉ

Brinell vs Rockwell

• Brinell → empreinte large, plus représentative

• Rockwell → empreinte petite, essai plus rapide

Brinell vs Vickers

• Brinell → idéal pour les matériaux tendres à moyens

• Vickers → plus précis, adapté aux microduretés

Le Brinell est moins précis que le Vickers, mais plus fiable sur les matériaux hétérogènes.

Quand choisir l'essai Brinell ?

• le matériau présente une structure hétérogène

• une valeur moyenne fiable de dureté est requise

• la pièce est de grandes dimensions

• la précision micrométrique n’est pas prioritaire

• il est nécessaire de comparer les résultats à des données historiques

Conclusions

L’essai Brinell reste un outil fondamental pour la mesure de la dureté des métaux, en particulier pour l’analyse de matériaux massifs, hétérogènes ou structuraux.

Bien qu’il ne soit pas la méthode la plus précise en valeur absolue, il offre une vision fiable et représentative du comportement mécanique du matériau, ce qui en fait encore aujourd’hui un standard industriel.

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