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1 - CONTRAINTES D’ENVIRONNEMENT

2 - PRINCIPAUX MÉCANISMES DE DÉGRADATION

3 - PROTECTION DES MATÉRIELS

4 - VÉRIFICATION DE LA TROPICALISATION

Article de référence | Réf : R780 v1

Contraintes d’environnement
Tropicalisation du matériel

Auteur(s) : Henri TOLOSA

Date de publication : 10 sept. 2001

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NOTE DE L'ÉDITEUR

La norme NF EN ISO 6270-1 de mars 2004 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 6270-1 (T30-077-1) "Peintures et vernis - Détermination de la résistance à l'humidité -
Partie 1: Condensation (exposition sur une seule face)" Révision 2018

Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1801 (février 2018).

28/12/2018

Auteur(s)

  • Henri TOLOSA : Docteur ès sciences - Ingénieur au Laboratoire central des industries électriques

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INTRODUCTION

Les matériels sont parfois utilisés dans des conditions d’environnement très sévères où, en particulier, l’humidité et une température élevées prédominent (30 C et 85 % d’humidité relative peuvent être des valeurs moyennes). Ces contraintes entraînent des dégradations à plus ou moins long terme, par des effets soit directs, soit indirects si des synergies existent (exemples : le développement des moisissures, la corrosion, l’électromigration).

L’opération consistant à protéger les matériels contre les agressions dues à des séjours ou à des utilisations dans des environnements sévères est généralement appelée « tropicalisation ». Ce terme est impropre, puisqu’il semble signifier que les matériels sont protégés pour un fonctionnement dans des zones tropicales (zones où l’humidité n’est généralement pas élevée).

En fait, la tropicalisation constitue la protection pour des utilisations dans des environnements climatiques sévères que l’on peut rencontrer aussi dans des régions tempérées (par exemple, dans des milieux industriels particuliers, teintureries ou sucreries).

Les conditions de température et d’humidité élevées existent dans certains milieux artificiels et dans les zones équatoriales. Si un matériel doit fonctionner dans une salle climatisée à 23 C et à 40 % d’humidité relative située dans une zone équatoriale, il n’y aura aucune raison de le tropicaliser. En revanche, un équipement en fonctionnement dans une teinturerie sera tropicalisé. L’environnement du lieu où sera utilisé le matériel est à prendre en compte dans une large mesure, mais la seule analyse du climat local est insuffisante pour décider si le matériel doit être tropicalisé : il est nécessaire de tenir compte de son utilisation. En plus de ces conditions d’utilisation, il faut aussi analyser celles du transport et du stockage avant la mise en service ou pendant les opérations de maintenance (par exemple, état du matériel de climatisation). Un matériel qui risquerait d’être exposé à des contraintes de température et d’humidité relative élevées uniquement pendant son transport n’aurait pas besoin d’être tropicalisé si l’on a prévu un emballage suffisamment étanche et un dessicateur à l’intérieur de celui-ci pour éviter l’accumulation d’humidité. De plus, il n’aura pas, en général, le temps de s’altérer.

La tropicalisation des matériels n’est donc pas réservée à ceux qui fonctionnent dans des zones équatoriales, mais est destinée aussi à des milieux naturels ou artificiels dans lesquels certaines contraintes climatiques sont prédominantes.

L’opération de tropicalisation peut être relativement onéreuse. Il y a donc lieu d’être prudent afin d’éviter un surcoût des matériels. Par contre, l’absence de tropicalisation peut être néfaste, parfois à très court terme.

Les matériels doivent être protégés contre les effets de diverses contraintes dont les principales sont la chaleur, l’humidité, les micro-organismes et les cyclages thermiques.

Deux cas vont se présenter lorsque l’on aura besoin d’un matériel tropicalisé : soit l’on dispose d’un matériel standard et on le traite spécialement, soit l’on conçoit un objet tropicalisé. Les deux approches sont très différentes, même si les résultats sont théoriquement identiques. Une modification d’un matériel standard peut être suffisante lorsque les conditions d’environnement sont simples à identifier (petit nombre de contraintes supplémentaires). Par contre, dans le cas d’un environnement très sévère (chaleur humide, variations de température de grande amplitude, milieu ambiant corrosif), les modifications risquent d’être très importantes et, en conséquence, il est préférable de concevoir un autre produit.

Afin de comprendre quelles protections apporter aux matériels pour les tropicaliser, il faut analyser les mécanismes d’action des environnements sévères. Ces deux aspects sont étudiés après un inventaire des contraintes d’environnement motivant le recours à la tropicalisation et les principaux essais de vieillissements accélérés utilisés pour juger de l’efficacité d’un traitement de tropicalisation sont ensuite répertoriés.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r780


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1. Contraintes d’environnement

La tropicalisation d’un matériel doit être réalisée lorsque celui-ci est utilisé ou stocké dans les conditions d’environnement suivantes : température et humidité élevées, variations importantes de température, poussières et vents de sable, action du rayonnement solaire, présence d’animaux et d’agents polluants.

  • Température et humidité élevées

  • Dans les climats dits « chauds et tempérés », la valeur moyenne journalière extérieure de la température est de 30 C, mais celle-ci ne dépasse généralement pas 20 C lorsque l’humidité relative est supérieure à 95 %. L’humidité absolue correspondante est de l’ordre de 15 g.m–3.

  • Dans les climats dits « chauds et humides », l’humidité absolue atteint 30 g.m–3 en valeur moyenne journalière extrême. Par contre, en valeur extrême, l’humidité absolue maximale peut atteindre 40 g.m–3. La température maximale pour laquelle l’humidité relative est supérieure ou égale à 95 % ne dépasse pas 37 C.

  • Variations de température

    Des variations de la température, entre le jour et la nuit, de 50 C se rencontrent dans les régions tropicales. Elles peuvent provoquer des phénomènes de condensation sur les matériels (rosée matinale). On peut aussi noter que ce type de contraintes existe dans certains environnements industriels (matériel placé au voisinage d’un élément dissipant de l’énergie, un moteur thermique, par exemple).

  • Poussières et vents de sable

    La protection contre les poussières et les vents de sable fait aussi partie de la tropicalisation. Les principaux polluants solides, leurs sources essentielles et leurs domaines de concentration horaire moyenne dans des zones d’émission ou des zones non polluées font l’objet du tableau 1 [1].

  • Rayonnement solaire

    Le rayonnement solaire maintient, par l'action du rayonnement infrarouge, la température de l'atmosphère terrestre. À l'équateur et le soleil au zénith, l'énergie d'éclairement est de 1,12 kW.m–2. La répartition...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - TOLOSA (H.) -   Étude thermodynamique et électrochimique de la corrosion atmosphérique des métaux à usages électriques.  -  Thèse de doctorat de l’université de Montpellier II, p. 8, 33 tabl., 111 fig., bibl. (116 réf.) (déc. 1992).

  • (2) - VERDU (J.) -   Vieillissement chimique.  -  Techniques de l’Ingénieur, A 3 151, Traité Plastiques et Composites, vol. AM1, p. 18 (nov. 1998).

  • (3) - VERDU (J.) -   Action de l’eau sur les plastiques.  -  Techniques de l’Ingénieur, A 3 165, Traité Plastiques et Composites, vol. AM1, p. 3 (janv. 2000).

  • (4) - CEI 60943 – Rapport technique (TR 3) -   Guide concernant l’échauffement admissible des parties des matériels électriques, en particulier les bornes de raccordement.  -  (2e éd.) (remplace CEI 60943 - 1989) (janv. 1989).

  • (5) -   *  -  Techniques de l’Ingénieur. Rubrique traitements de surface. Traité Matériaux métalliques vol. MD2.

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

  • *

  • Dépôts chimiques à partir d’une phase gazeuse.

  • Généralités sur les adjuvants.

  • Stabilisants.

  • Essais mécaniques des plastiques. Caractéristiques à long terme et ténacité.

Ouvrages

LANDOLT (D.) - Corrosion et chimie de surfaces des métaux. - 552 p., Presses Polytechniques et Universitaires Romandes (1993).

BABOIN (R.) - Corrosion tests and standards : application and interpretation (Essai et normes de corrosion : application et interprétation). - 764 p., American Society for Testing and Materials (1995).

HAUT DE PAGE

2 Normalisation

HAUT DE PAGE

2.1 Association française de normalisation AFNOR

NF C 20-540 - 1.1990 - Essais d’environnement – Méthodes d’essais – Essai de vieillissement climatique des matériels et des matériaux synthétiques à usage extérieur. - -

NF C 20-710 - 12.1989 - Essais d’environnement – Méthodes d’essais – Essai J et guide : moisissures. - -

NF EN 60068-2-14 - 2.2000 - Essais d’environnement....

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