Présentation
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN ISO 527-1 d'avril 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-1 (T51-034-1) : Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 1: Principes généraux (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1909 (Octobre 2019).
La norme NF EN ISO 6506-2 de novembre 2014 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 6506-2 (A03-152-2) "Matériaux métalliques - Essai de dureté Brinell - Partie 2 : Vérification et étalonnage des machines d'essai" (Révision 2018)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1812 (décembre 2018).
RÉSUMÉ
L’assemblage par collage, présent dans tous les domaines techniques, remplit une multitude d’applications industrielles. Ces dernières années, ces procédés affichent la plus forte progression parmi les technologies modernes d’assemblage, et l’évolution des adhésifs à propriétés mécaniques en est la preuve. Cet article est consacré à la caractérisation d’un collage structural, il présente notamment les différentes familles d’adhésifs, et les paramètres fondamentaux impactant les valeurs de résistance.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Chantal BRETTON : Docteur en sciences des matériaux du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) - Professeur des Universités au CNAM
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Gilbert VILLOUTREIX : Docteur ès sciences physiques
INTRODUCTION
Travaux de recherche efficaces, progrès technologiques, réalisations techniques de pointe, démarches commerciales ont su faire pénétrer les adhésifs jusque dans la vie courante.
Si le collage naissait déjà avec l’Antiquité égyptienne, il connaît de nos jours la plus forte expansion de technologies modernes d’assemblage : il n’est point de domaine technique qui puisse aujourd’hui ignorer l’importance de l’assemblage par collage.
Les papiers, les cartons, les tissus, les cuirs, les plastiques, les bois, les métaux, les minéraux connaissent maintenant d’innombrables applications nouvelles grâce au collage.
L’industrie aérospatiale en grand précurseur du progrès technologique, forte de son autorité, a ouvert la voie à toute l’industrie de la construction.
Les premières applications de collage d’acier datent du début des années 1970 et connaissent un essor important malgré une tradition très affirmée pour la soudure et les assemblages mécaniques.
En raison de l’évolution des caractéristiques des adhésifs à propriétés mécaniques améliorées et adaptées aux matériaux mis en œuvre qui a engendré une multitude d’applications industrielles, le collage occupe, à juste titre, une place de choix parmi les techniques les plus modernes d’assemblage.
L’objectif de cet article est de définir les principaux adhésifs structuraux utilisés à ce jour et de déterminer une procédure reproductible de mise en œuvre et de caractérisation des éprouvettes afin de dégager les paramètres fondamentaux liés au substrat, au revêtement et à l’adhésif qui conditionnent les valeurs de résistance.
Le lecteur désirant approfondir ses connaissances sur le collage structural pourra consulter la rubrique Collage du traité Génie mécanique et, en particulier, les références [22] [23] [24] [25] [26].
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
1. Familles d’adhésifs
Un adhésif se définit comme un produit capable de maintenir ensemble des matériaux, notamment par adhérence. L’adhérence est ainsi l’état dans lequel deux surfaces sont maintenues assemblées par des forces interfaciales : les adhésifs sont obtenus par formulation de plusieurs constituants, chacun apportant une ou plusieurs fonctions technologiques, la résine de base conduisant à la dénomination de l’adhésif.
Les conditions de mise en œuvre de l’adhésif (rhéologie, mouillabilité des surfaces...) et les performances finales de l’assemblage sont notamment liées aux caractéristiques intrinsèques de l’adhésif mais aussi aux adjuvants de formulation (plastifiants, tensioactifs, charges...), à la conception de l’assemblage (géométrie des joints...), aux préparations des surfaces et aux paramètres de mise en œuvre [1].
Il n’y a pas d’adhésif universel, mais plusieurs dizaines de familles d’adhésifs [27]. La classification des adhésifs par nature chimique est la plus utilisée, mais elle doit également tenir compte du mode de durcissement et des performances.
1.1 Bases naturelles (végétales, minérales, animales)
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Les colles naturelles peuvent être à bases végétales (dextrines, cellulosiques, amidon...), à bases minérales (silicates, bitumes...) ou à bases animales (caséine, colles de poisson, colles d’os...).
1.2 Bases synthétiques
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Les adhésifs à base de résines synthétiques comportent deux classes : ceux dont le durcissement correspond à une réaction chimique (adhésifs réactifs) et ceux pour lesquels la « prise en masse » correspond généralement à un changement d’état physique résultant de l’évaporation d’un solvant ou de l’eau d’une émulsion aqueuse ou bien de la solidification (adhésifs physiques).
Ces deux classes ont leur importance industrielle mais souvent les résines thermodurcissables résistent à des mises sous charge significatives et sont, par conséquent, considérées les seules aptes à servir d’adhésifs pour les applications mécaniques fortes.
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Adhésifs...
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Familles d’adhésifs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BERNARD (D.) - Les colles et adhésifs : différentes familles et marchés - . Chimie Paris, p. 12 (déc.1995).
-
(2) - DUBOIS (P.), FONTAINE (E.), VILLOUTREIX (G.) - Technologie - . Presses Universitaires de France (1991).
-
(3) - PENN (L.S.), CHIAO (T.T.) - Epoxy resins - . p. 57-85 (1992).
-
(4) - BEHM (D.), GANNON (J.) - Epoxies - . Engineered Materials Handbook (vol. 3) Adhesives and Sealants, ASM International (1990).
-
(5) - KOHN (S.) - Influence des charges sur les propriétés des adhésifs - . Congrès « Assemblage par adhésif », Commissariat de l’Énergie Atomique, Bruyères-le-Châtel, p. 191-217 (avril 1969).
-
(6) - BERTHONNEAU (C.), VILLOUTREIX (G.) - Étude des conditions de réticulation de résines...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Traité Génie mécanique
COGNARD (Ph.) - Collage des matériaux. Mécanismes. Classification des colles - . [BM 7 615] (2002).
COGNARD (Ph.) - Collage des matériaux. Caractéristiques, mise en œuvre - . [BM 7 616] (2002).
COGNARD (Ph.) - Collage des matériaux. Applications - . [BM 7 617] (2003).
COGNARD (Ph.) - Collage des métaux. Généralités. Caractéristiques - . [BM 7 620] (2003).
COGNARD (Ph.) - Collage des métaux. Applications - . [BM 7 621] (2003).
HAUT DE PAGE
BUCH (X.) - Dégradation thermique et fluage d’un adhésif structural époxyde - . Thèse doctorat : Sciences et techniques. ENSM Paris (2000).
BRETTON (C.) - Contribution à l’étude de l’assemblage par collage structural d’aciers revêtus - . Thèse doctorat : Sciences des matériaux. CNAM (2001).
STAEGER (M.) - Influence de l’addition de polymères photoréticulables sur les propriétés physico-chimiques d’un adhésif sensible à la pression thermofusible : application aux panneaux d’étanchéité de portières d’automobile - . Thèse doctorat : Chimie-Physique. Dijon (2002).
DORVAL (F.) - Étude des propriétés d’adhérence et de durabilité du système acier inoxydable :...
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