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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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Degrés d’étanchéité1. Types d’étanchéité
L’étanchéité est la qualité de confinement dans un appareil d’un fluide, liquide ou gaz, mais aussi de très fines particules solides en suspension dans un gaz.
1.1 Définition d’une fuite
L’étanchéité n’est plus satisfaite, en théorie, s’il existe une fuite, qui se traduit par l’écoulement du fluide confiné d’un côté à l’autre de la paroi de confinement sous l’action d’une différence de pression ou de concentration de part et d’autre de cette paroi.
Une fuite peut avoir deux causes :
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perméabilité de la matière : certains matériaux peuvent, même à température ordinaire, par une succession de phénomènes plus ou moins complexes d’absorption, de solubilité et de désorption, laisser passer le fluide ; les élastomères sont par exemple des matériaux relativement perméables, surtout avec certains gaz, alors que les métaux ne le sont pratiquement pas, tout au moins jusqu’à un certain seuil de température assez élevé (à titre indicatif, pour le nickel, vers 800 oC) ; toutefois, les fuites par perméabilité restent suffisamment faibles pour que, dans la plupart des applications, elles soient négligées ;
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défauts débouchants : il peut exister, ou se créer, par corrosion par exemple, dans la paroi ou aux surfaces de raccordement, des défauts (fissures, petits trous dans les soudures, rainures), qui constituent des chemins pour le fluide ; si des trous sont très petits et très nombreux tout en étant assez régulièrement répartis, le défaut s’appelle porosité.
1.2 Étanchéité volumique
Un appareil doit être étanche dans son intégralité, c’est-à-dire dans son volume. Ce volume est limité par sa surface extérieure, d’où les appellations d’ étanchéité volumique ou surfacique. Le plus souvent, un appareil est l’assemblage de différentes parties. L’étanchéité totale est la somme de l’étanchéité des surfaces continues de la matière...
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