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Choix de la technique de collage
Colles et adhésifs - Caractéristiques et types
C960 v2 Article de référence

Choix de la technique de collage
Colles et adhésifs - Caractéristiques et types

Auteur(s) : Philippe COGNARD

Date de publication : 10 nov. 2001 | Read in English

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Présentation

1 - Domaines d’utilisation en construction

2 - Intérêt du collage dans la construction

3 - Choix de la technique de collage

4 - Calcul et dimensionnement des surfaces collées

5 - Caractéristiques des colles et adhésifs

6 - Types de colles, adhésifs et mastics utilisés dans la construction

7 - Conclusion

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

  • Philippe COGNARD : Ingénieur de l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris - Directeur commercial à la société Bostik Findley - Expert près les tribunaux

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INTRODUCTION

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).

Nota :

Cet ensemble se compose de deux articles :

Colles et adhésifs- Caractéristiques et types Colles et adhésifs. Caractéristiques et types ;

Colles et adhésifs- Applications dans le bâtiment Colles et adhésifs. Applications dans le bâtiment ;

complétés par une documentation :

Colles et adhésifs. « Pour en savoir plus ».

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3. Choix de la technique de collage

3.1 Dans quels cas choisir de préférence le collage par rapport à d’autres techniques d’assemblage ?

Selon le tableau 1, le collage présente des avantages décisifs dans les cas suivants.

  • Répartition régulière des contraintes, rigidité et homogénéité du joint

    Les liaisons par collage sont, à épaisseurs de matériaux égales, beaucoup plus rigides que les assemblages classiques par vis, rivets, boulons (figure 2).

    La colle forme un joint sur toute la surface, alors que les assemblages mécaniques, discontinus, donnent des concentrations de tensions internes et une répartition irrégulière de la rigidité.

    La répartition uniforme des charges et des contraintes permet une plus grande résistance et rigidité de l’assemblage, ce qui, à son tour, permet d’utiliser des matériaux plus minces ou plus légers. Dans le cas de constructions que l’on cherche à alléger telles que plates‐formes flottantes, immeubles de très grande hauteur, constructions modulaires, temporaires, métalliques, passerelles et ponts, le collage peut être une méthode intéressante.

  • Surfaces lisses, pièces de bel aspect, design plus libre

    Le collage permet d’obtenir des surfaces plus lisses, en éliminant les fixations mécaniques visibles (vis, rivets, boulons qui font saillie). Il permet aussi la liberté des formes, des jonctions simples et invisibles, donc un design architectural bien plus créatif et esthétique...

    Exemple

    verre extérieur collé permettant la construction d’immeubles superbes avec des façades en verre totalement lisses et continues (figure 3).

  • Possibilité d’assembler des matériaux très différents (nature, épaisseur, dilatation...)

    C’est un avantage très intéressant en construction où il existe de très nombreux matériaux : béton, plâtre, métaux, plastiques, verre, stratifiés, bois, agglomérés, qui ont des comportements très différents, sont difficiles à marier entre eux, présentant...

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