Résumé Les lacérations de type perforation et coupure représentent une part importante des blessures aux mains dans plusieurs milieux de travail. Les agresseurs mécaniques comme la pointe d’un couteau, des échardes de métal, des pièces mal ébavurées ou des éclats de verre peuvent être très diversifiés et constituer des risques multiples. Le port de gants de protection contribue à réduire ces risques. Cependant, les gants n’offrent pas toujours une résistance adéquate pour tous les types d’agresseurs. Puisqu’il n’y a pas de corrélation entre les résistances à la coupure, à la perforation et à la piqûre, par exemple, un matériau peut être très résistant à un type d’agresseur mécanique et s’avérer très faible à un autre. Les travaux de recherche précédents, menés à l’IRSST, ont porté sur les phénomènes de coupure, de perforation, et plus récemment, de piqûre par des aiguilles médicales. Cependant, les mécanismes de perforation par un objet pointu et tranchant sont encore peu connus. Le manque d’information sur le processus combinant perforation et coupure, ainsi que l’absence de méthodes de caractérisation objective pour cette catégorie d’agresseurs, ne permet pas actuellement d’évaluer la protection qu’offrent les gants contre la perforation/coupure. L’objectif principal de cette étude était d’étudier les aspects fondamentaux liés au comportement des matériaux de protection contre les agresseurs mécaniques multiples combinant la perforation et la coupure simultanément, afin de mettre au point une méthode d’essai objective pour caractériser la résistance à la perforation par un objet pointu et tranchant. Pour simuler un agresseur mécanique multiple, des tests expérimentaux de perforation par des lames pointues ont été réalisés sous différentes conditions. Les influences de la géométrie de la lame (angle à la pointe), des caractéristiques des matériaux (épaisseur, type de matériau) et des conditions expérimentales (vitesse de déplacement, lubrification et angle d’attaque de la lame, ainsi que la préextension de l'échantillon) sur la résistance à la perforation par une lame pointue ont été étudiées pour les membranes d’élastomère. Ces travaux de recherche ont analysé en détail les comportements des matériaux homogènes les plus utilisés dans la fabrication des gants de protection, soit les caoutchoucs néoprène, butyle et nitrile, ainsi que quelques modèles de gants de protection. Les résultats ont montré que les mécanismes de perforation des membranes d’élastomère par des lames pointues impliquent un mode de rupture mixte, combinant le Mode I (par contrainte normale au plan de fissure) et le Mode III (par contrainte de cisaillement parallèle au plan de la fissure et au front de fissure). Ces mécanismes et les contributions respectives de ces modes de rupture sont différents de ceux mis en cause lors de la perforation par des aiguilles médicales ou par des sondes normalisées à bout arrondies. L’étude a également mis en évidence la contribution majeure de la friction entre la lame et le matériau lors du processus de la rupture. L’énergie de friction pour les matériaux testés est deux fois plus élevée que celle requise pour la rupture. Par conséquent, la résistance des matériaux à la perforation par une lame pointue est fortement affectée par la friction entre les gants utilisés et l’agresseur mécanique. Cette friction dépend notamment du milieu de travail, dont les activités peuvent requérir, par exemple, l’utilisation de divers lubrifiants. Les influences de la géométrie de la lame, des caractéristiques des matériaux et des conditions expérimentales sur la résistance à la perforation par une lame pointue ont été étudiées. La force de pénétration complète diminue lorsque l'angle d’attaque entre le tranchant de la lame et l'échantillon augmente, lorsque la lame est lubrifiée ou lorsque le matériau est en extension. Cette force de pénétration complète, fortement dépendante de la géométrie de la lame et de l’épaisseur de l’échantillon, ne représente pas un paramètre intrinsèque de la performance du matériau à la perforation/coupure. Une méthode de caractérisation a donc été développée afin de permettre l'évaluation objective et quantitative de la résistance du matériau à la perforation et coupure combinées. Elle consistait à évaluer les énergies de rupture et de friction par unité de surface de la fissure créée à partir d'un test de perforation par une lame pointue. Les résultats ont démontré que l’énergie de rupture par unité de surface est indépendante des géométries de la lame et de l’échantillon, représentant ainsi une propriété intrinsèque du matériau et un paramètre objectif de la résistance à la perforation/coupure par des lames pointues. L’énergie de friction par unité de surface est aussi indépendante des géométries de la lame et de l’échantillon, mais varie en fonction du milieu environnant. Elle joue un rôle important dans la performance de protection du matériau et peut être considérée comme une propriété semi-intrinsèque qui représente les conditions en service de la perforation/coupure. Lorsque la friction est importante, elle contribue à augmenter la résistance de pénétration de la lame dans le matériau. Cependant, s'il y a présence de lubrifiant dans le milieu environnant, ce qui contribue à diminuer la friction, l'utilisation de matériaux plus performants tels ceux présentant une énergie de rupture par unité de surface (paramètre intrinsèque) plus élevée, devrait alors être considérée pour assurer un niveau de protection élevé. Cette nouvelle approche de caractérisation a également été testée sur différents types de gants de protection ayant des compositions et épaisseurs différentes. Une méthode simplifiée, plus rapide et plus facilement réalisable, est donc proposée pour la caractérisation des gants de protection.