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Auteur(s)
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Philippe COGNARD : Ingénieur de l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de Paris - Directeur commercial à la société Bostik Findley - Expert près les tribunaux
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Lire l’articleINTRODUCTION
Jusqu’à la seconde Guerre mondiale, l’assemblage des matériaux s’effectuait principalement par des moyens mécaniques : boulons, vis, rivets, brasage (des métaux), couture (des cuirs et textiles). Seuls la fabrication de meubles et l’emballage faisaient un peu appel au collage.
C’est au cours de cette guerre que l’assemblage par collage a pris son essor. D’une part, le développement de nouveaux produits chimiques apportant de nouvelles propriétés d’adhérence, de durcissement nécessaire au contrôle de la prise des colles, de durabilité, entre autres, a permis d’adapter cette technique d’assemblage à d’autres applications. D’autre part, le collage a tiré partie du développement de l’industrie aéronautique en temps de guerre, les constructeurs américains et anglais commençant à utiliser cette technique pour la fabrication d’éléments de structure d’avions en grandes séries.
Le marché du collage s’est alors élargi aux autres secteurs industriels. Ainsi, le marché français des colles et adhésifs est passé de quelque 5 000 t /an en 1920 à 400 000 t /an en 2000.
L’objet de cet article est l’étude des mécanismes d’adhérence, des caractéristiques des produits, des règles générales de conception, les principaux types de colles, adhésifs et produits d’étanchéité destinés à l’assemblage solide et permanent des principaux matériaux structuraux ou semi-structuraux (métaux, matières plastiques, bois, verre, élastomères…).
Cet article constitue la première partie d’un ensemble consacré au collage des matériaux :
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— Collage des matériaux. Mécanismes. Classification des colles [BM 7 615] ;
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— Collage des matériaux. Caractéristiques et mise en œuvre des colles ;
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— Collage des matériaux. Pour en savoir plus .
Le collage des matériaux fait également l’objet de plusieurs articles spécialisés dans la collection des Techniques de l’Ingénieur auxquels le lecteur pourra se reporter.
L’abréviation CND est utilisée pour contrôle non destructif.
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Collage structural comparé aux autres méthodes d’assemblage
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5. Principales familles de colles et adhésifs
Pour toutes définitions et explications concernant les caractéristiques des colles et adhésifs, le lecteur se reportera à l’article .
5.1 Adhésifs époxydes
Ce sont des adhésifs à hautes performances, structuraux dans tous les cas, dont la prise et le durcissement sont réalisés :
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soit à chaud pour les époxydes monocomposant ;
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soit à température ambiante pour les bicomposants.
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Différents types d’adhésifs
Divers types d’adhésifs époxydes existent.
On obtient des conditions de durcissement et des performances différentes en faisant varier les durcisseurs et les formules.
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Adhésifs époxydes à deux composants
Le durcisseur est ajouté au moment de l’emploi. Il peut être de différents types :
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amines primaires, secondaires, aliphatiques ou aromatiques ;
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polyamides ;
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polysulfures, pour obtenir des adhésifs moins rigides que les époxydes classiques.
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Adhésifs époxydes à un composant
L’adhésif est livré en un seul composant qui contient à la fois la résine époxyde et le durcisseur, ce dernier pouvant être :
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une amine primaire, secondaire ou tertiaire ;
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des prépolymères aminés ;
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dicyandiamide, des acides carboxyliques ou anhydrides.
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Adhésifs hybrides et renforcés
Ce sont généralement des adhésifs monocomposants :
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époxy-nylon, époxy renforcés au caoutchouc nitrile pour augmenter la flexibilité ;
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époxy-phénoliques dont la résistance à la chaleur peut atteindre 300 oC.
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Films
Les adhésifs époxydes peuvent être livrés sous forme de films (cf. figure 8) durcissant à chaud (dans l’industrie aéronautique par exemple).
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Mise en œuvre
La mise en œuvre des adhésifs époxydes comporte les étapes suivantes :
— traitement des surfaces, afin d’obtenir des collages...
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