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RÉSUMÉ
L’étanchéité est une fonction fondamentale en mécanique de commandes hydrauliques et pneumatiques, et dans tous réseaux de fluides. En cas de fuite de gaz ou de liquide, le fonctionnement de l’installation, mais également la sécurité sont alors mises à mal. Cat article décrit tout d’abord les différents types d’étanchéité, la caractérisation d’une fuite par son débit, et les essais d’étanchéité en service qui permettent de vérifier si le matériel est encore apte à fonctionner. Il expose ensuite les solutions à mettre en œuvre en cas de fuite, celles-ci dépendront du degré d’étanchéité attendue (relative, par fuite contrôlée, rigoureuse) et du type de liaison concernée (statique, dynamique en translation dynamique en rotation).
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Jean MARTIN : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’Arts et Métiers - Professeur de construction mécanique en IUT (Institut Universitaire de Technologie)
INTRODUCTION
L’étanchéité est une fonction qui revêt une importance de plus en plus grande en mécanique par suite, d’une part de l’utilisation croissante des fluides pour les commandes (hydrauliques, pneumatiques) et pour les contrôles et, d’autre part, du nombre très important et de la très grande diversité des composants mécaniques dans les réseaux de fluides.
Le confinement d’un gaz ou d’un liquide, de par sa nature, n’est pas aisé. Une fuite, même petite, peut avoir de multiples conséquences, tant sur le plan de la disponibilité du matériel que sur celui du fonctionnement et aussi de la sécurité. Des exemples courants montrent que des ensembles fort complexes, tels que les fusées, peuvent connaître des ennuis importants par suite d’une simple fuite. Une bonne fiabilité en matière d’étanchéité n’est pas souvent facile à obtenir.
En effet, l’étanchéité fait appel à de nombreuses notions de physique et de chimie où les propriétés des matériaux tiennent une place importante. De plus, les problèmes à résoudre sont variés et doivent intégrer un nombre important de paramètres difficiles à optimiser simultanément, spécialement en dynamique.
Les meilleures solutions en techniques d’étanchéité ne sont presque toujours que le résultat de savants compromis.
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- Version archivée 1 de nov. 1985 par Jean MARTIN
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Débit de fuite2. Degrés d’étanchéité
Par suite de la structure moléculaire discontinue de la matière, une paroi de confinement ne peut, en théorie, assurer la conservation pendant un temps infini d’un fluide dont les molécules sont en mouvement : l’étanchéité absolue n’existe donc pas. Toutefois, une très bonne étanchéité est souvent nécessaire, ce qui se traduit par plus ou moins de difficultés à vaincre pour y parvenir. La qualité de l’étanchéité est très variable suivant les applications et il est possible de distinguer plusieurs niveaux ou degrés :
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l’étanchéité rigoureuse qui ne conduit à aucune fuite décelable avec les appareils de mesure utilisés ; ces appareils sont alors de très grande sensibilité et la fuite existante est extrêmement faible ( de l’ordre de 10–12 Pa · m 3 · s–1) ;
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l’étanchéité à fuite contrôlée qui admet une fuite, mais déterminée à l’avance et pratiquement constante dans le temps ; ce type se rencontre essentiellement dans les étanchéités dynamiques ;
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l’étanchéité relative, qui admet une fuite, sa valeur dépendant de l’application du matériel ; elle peut varier dans une gamme très large allant de 10–12 à 10–1 Pa · m 3 · s–1, pour se situer le plus souvent entre 10–10 et 10–4 Pa · m 3 · s–1 ; c’est évidemment le cas le plus courant.
Il ne faut pas oublier que réduire les fuites à des valeurs très faibles est souvent difficile et conduit à une augmentation des coûts. Le choix du degré d’étanchéité doit donc tenir compte de ce facteur.
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