Les matériaux à assembler, ou substrats
Il est indispensable de respecter les étapes suivantes :
- identifier parfaitement les substrats intervenant dans l’assemblage en se procurant leur fiche technique respective ;
- tester soi-même la résistance des matériaux sur des échantillons ;
- vérifier, pour chaque substrat :
- la tension de surface ;
- la porosité ;
- la surface spécifique ;
- les possibilités de contamination externe ou de pollution ;
- l’existence de sites actifs en cas d’apport de matière à réaction chimique (certaines familles de colle) dans l’assemblage.
Le cahier des charges
Exigez un cahier des charges de l’assemblage avec :
- les références des substrats à utiliser ;
- les valeurs maxima des contraintes mécaniques en jeu ;
- les fonctions à assurer (étanchéité, anti-vibration, insonorisation, déplacement relatif…).
Si la technologie de l’assemblage n’est pas de votre ressort, exigez les informations suivantes :
- les rapports préliminaires (essais de contrainte mécanique sur l’assemblage, comportement à long terme, vieillissement climatique…) ;
- les conditions de préparation des substrats ;
- le mode d’assemblage et le process décrits dans le détail ;
- les caractéristiques techniques complètes de la technologie à utiliser ;
- les conditions environnementales à respecter (température, humidité, autres éventuellement) ;
- les conditions de sécurité du personnel et de l’environnement.
Les garanties : durée de vie
Au fil du temps, diverses sollicitations mécaniques ou environnementales, dues à l’utilisation de l’objet, fatiguent l’assemblage. Il faut dont en anticiper le vieillissement et ne pas vous engager dans des garanties impossibles à tenir.
Attention donc au vieillissement des substrats, et du matériau d’apport le cas échéant, que peuvent provoquer :
- l’usure et le frottement ;
- la fatigue et/ou la relaxation due(s) aux contraintes mécaniques ;
- la dilatation différentielle des matériaux ;
- l’absorption d’eau, de solvant, etc. ;
- la perméabilité aux gaz ;
- les phénomènes électriques (claquage, électricité statique) ;
- la variation importante des températures ;
- la contrainte interne de l’assemblage ;
- les conditions climatiques (UV, brouillard salin, humidité, chaud, froid, gaz ou solvant divers, etc.) ;
- la fissuration sous contraintes mécaniques (chaud/froid, milieu tensio-actif, pression, etc.) ;
- la dégradation thermique ;
- la combustion.
Le process
Dans le cas d’un assemblage défini dans le cahier des charges, le process ne doit pas être modifié. Par conséquent, vérifiez que les conditions environnementales permettent de le maîtriser.
Exemple : le collage avec un mastic PU (polyuréthane) exige de l’humidité dans l’air, faute de quoi la réaction chimique ne pourra se terminer, et le mastic n’aura donc pas atteint toutes les caractéristiques mécaniques recherchées. Sans une maîtrise des conditions atmosphériques de température et d’humidité, votre process est soumis à d’énormes variations de résultats.
Mais dans le cas où vous choisissez votre process, la maîtrise de l’environnement demeure essentielle. De façon générale, vous vous devez de respecter ces fondamentaux :
- mesurez et enregistrez toujours la température et le taux d’humidité relative de votre atelier mais aussi des pièces autres, en cas de stockage externe dans un lieu exposé à des conditions atmosphériques différentes ;
- notez la présence de poussières, dépôts, rayures sur vos pièces et sur le joint d’assemblage ;
- observez avec des yeux avertis et un agrandissement minimum (x 20) : loupe, binoculaire ou microscope.
Certaines applications impliquent toutefois des dispositions spécifiques :
- les applications dans le domaine alimentaire ou médical : des analyses bactériologiques régulières de l’air et de toutes les surfaces de la zone d’assemblage sont partie prenante du process. En cas de contamination, l’atmosphère et les surfaces de la zone d’assemblage sont désinfectées (lorsque les contaminations sont impossibles à diminuer dans un environnement déjà optimisé, l’utilisation de flux laminaires peut être une solution) ;
- les applications destinées aux milieux explosifs : lors de l’assemblage pour des pièces destinées à l’exposition en milieu explosif, il est indispensable de vous assurer que le joint d’assemblage est conducteur et laisse bien écouler toutes les charges électriques. Des matériaux spéciaux sont à prévoir : vérifiez toutes les garanties que peut donner le fournisseur en cas d’apport externe de matière pour la réalisation de cet assemblage ;
- les applications dans le monde de la chimie : les interactions contenant/contenu sont inévitables, quels que soient les matériaux utilisés pour la réalisation des cuves, bacs, tuyauterie…. Avec les liquides comme les gaz, ces interactions sont fonction de :
- la température ;
- la pression ;
- le volume ;
- la concentration ;
- la nature.
Dans le cas d’applications destinées au monde de la chimie, les matériaux subissent des attaques chimiques plus ou moins rapides. Avec de simples tests de mise en contact pendant un laps de temps donné, et dans des conditions plus draconiennes que la réalité, vous réussirez à identifier les phénomènes pouvant agir sur votre assemblage.
Trois cas de figure sont possibles :
- les substrats et le joint d’assemblage sont attaqués et dissous dans le contenu (liquide ou gaz) : vos échantillons subissent une perte de poids aisément quantifiable ;
- les substrats et le joint d’assemblage emmagasinent du contenu (liquide ou gaz) : vos échantillons gagnent du poids. Laissez sécher sous atmosphère contrôlée et vérifiez ensuite le poids de vos échantillons :
- soit l’échantillon a gardé une partie du contenu : il a pris du poids ;
- soit l’échantillon n’a pas été attaqué et a restitué le contenu : il a son poids d’origine ;
- soit l’échantillon a été attaqué par le contenu : il a perdu du poids.
- les substrats et le jeu d’assemblage sont neutres, la substance (liquide ou gaz) en contact n’a aucune influence notoire : ni perte ni prise de poids sensible.La stabilité du poids des échantillons permet de conclure que la matière est relativement neutre pour les liquides ou gaz en contact.
Mises en garde
Attention, rien n’indique qu’une interaction ou qu’un échange a eu lieu. Seule une analyse fine par spectrométrie permet d’obtenir des informations précises.
Les fournisseurs ne prennent jamais de garantie sur les formules chimiques complexes. Donnez-leur vos échantillons de liquide ou gaz en contact avec leurs matières : ils réaliseront des tests de résistance chimique dans leur laboratoire.
Vous pouvez facilement créer vos propres tests si vous êtes équipé d’un laboratoire, ou confier l’analyse à des laboratoires indépendants.
