Calcul et dimensionnement des surfaces collées
Colles et adhésifs - Caractéristiques et types

Durant les cinquante dernières années, les techniques de collage se sont fortement développées, et cela pour différentes raisons. D’une part, la chimie des polymères a permis de formuler des colles et adhésifs beaucoup plus performants, plus durables, présentant des forces de collage plus élevées et des résultats prévisibles et fiables. Citons à titre d’exemple :

• le développement des colles à base de caoutchouc néoprène ou polychloroprène pendant la Seconde Guerre mondiale qui ont permis des collages puissants et durables par simple contact sous courte durée de pressage ;

• les adhésifs structuraux époxydes, également découverts à la même époque par le Suisse Castan, et qui ont donné, pour la première fois, des collages à haute résistance mécanique (jusqu’à 15 MPa en cisaillement) sur les métaux et ont donc été rapidement et largement utilisés en construction aéronautique puis automobile. Il faut rappeler que ces adhésifs époxydes sont aussi utilisés depuis 1960 pour le collage, avec une durabilité excellente, de voussoirs préfabriqués dans la construction de ponts en béton précontraint où l’on fait appel à la résistance en compression et au cisaillement ;

• puis l’apparition des colles aqueuses, vinyliques pour le bois, acryliques pour les plastiques ;

• enfin les adhésifs et mastics polyuréthanes aux nombreuses possibilités.

D’autre part, le collage a permis, dans certains cas, de supprimer les assemblages mécaniques, en remplaçant la couture, le vissage, la soudure, le sertissage, l’agrafage, etc. Il a permis aussi, en assemblant les pièces sur toute leur surface ou sur des zones plus grandes, de réduire les contraintes, de concevoir des pièces ou des assemblages différents. Par ailleurs, le collage, facile à automatiser sur les chaînes, a permis de réduire le poste « main-d’œuvre » dans certaines industries et a été largement utilisé pour la préfabrication d’éléments destinés au bâtiment (panneaux sandwichs, portes...).

Dans le bâtiment et les travaux publics, le collage a trouvé des applications importantes et multiples qui représentent les plus gros tonnages de l’industrie des colles, adhésifs et mastics.

Les techniques de collage, demandent une étude détaillée du problème pose, afin de pouvoir sélectionner le collage vis‐à‐vis des autres techniques d’assemblage, une compréhension des phénomènes physico‐chimiques et mécaniques mis en jeu, ainsi qu’une bonne connaissance des différentes caractéristiques des colles et adhésifs permettant de choisir, concevoir, tester et contrôler un assemblage collé.

On distingue ainsi :

• les colles classiques pour coller des revêtements décoratifs, ne nécessitant pas des performances très élevées (par exemple, les colles aqueuses vinyliques et acryliques, les colles Néoprène) ;

• les colles semi‐structurales présentant des performances mécaniques élevées (par exemple, les colles et mortiers‐colles pour carrelages, les colles pour tuyaux PVC) ;

• les colles structurales à hautes performances qui, seules, permettent d’assembler solidement des pièces ou matériaux en métal, béton, verre, en obtenant une solidité du même ordre de grandeur que la résistance mécanique de ces matériaux (le meilleur exemple est celui des adhésifs époxydes pour béton et métaux).