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Auteur(s)
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Alain LEMASÇON : Responsable du service Analyse de défaillance - Département Polymères et composites - Centre technique des industries mécaniques (CETIM-Nantes)
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L’emploi des polymères et des composites à matrice organique pour réaliser des pièces mécaniques est aujourd’hui largement répandu. La diversité des produits et des techniques de transformation leur fait pénétrer des marchés de la mécanique jusqu’alors traditionnellement réservés aux matériaux métalliques.
En dépit des efforts entrepris pour réaliser des pièces de qualité, des défaillances prématurées peuvent survenir dues à certains défauts introduits au moment de la transformation, à des facteurs non ou mal considérés lors de la conception ou, encore, à une mauvaise utilisation des pièces.
On remarque d’emblée que cette situation n’est pas l’apanage des matériaux à base de polymères et qu’elle concerne également les matériaux métalliques.
La défaillance est, en fait, partie intégrante de la vie des pièces. Une bonne compréhension du processus qui a conduit à l’avarie accidentelle donne les bases nécessaires à un retour sur les phases de conception et de fabrication et peut servir de support technique aux outils que sont l’AMDEC produit ou processus. Cela contribue à améliorer la qualité du produit et à réduire son coût.
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Démarche analyse de défaillance
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1. Enjeux de l’analyse de défaillance des pièces plastiques et composites
Une pièce est défaillante à partir du moment où elle ne remplit pas ou plus sa fonction.
1.1 Causes de défaillances de pièces à base de polymères
Selon la finalité de la pièce, le fabricant ou l’utilisateur se retrouve avec une pièce qui peut être rompue (cas de pièces mécaniques, par exemple), qui peut présenter une variation d’état ou d’aspect de surface (pièces d’aspect), une variation de géométrie, une variation de certaines caractéristiques (mécaniques, physiques...).
Une pièce peut donc être défaillante sans être obligatoirement cassée.
Si l’on se réfère aux structures métalliques pour lesquelles on dispose aujourd’hui d’un retour d’expérience important, on constate que, d’une manière générale, la première cause de défaillance de pièces et d’équipements mécaniques est d’ordre mécanique .
D’après une étude menée au CETIM entre 1994 et 1998 sur les pièces expertisées à base de polymères, il apparaît que les causes liées à des problèmes de fabrication arrivent largement en tête (cf. figure 1). À titre informatif, ce constat est très différent de celui résultant de l’analyse des défaillances de pièces métalliques pour lesquelles les causes d’avarie sont réparties de manière sensiblement équivalente entre problème de conception, de fabrication ou d’utilisation.
L’histoire récente des matériaux de synthèse apporte des éléments de compréhension du poids de la fabrication sur le développement d’avaries :
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la normalisation des matériaux est limitée (la notion de matériaux de référence à base de polymères est récente). L’un des avantages tant apprécié des polymères de pouvoir réaliser une pièce...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - RIOUT (J.) - Le guide l’AMDEC machine. - Ouvrage édité par le CETIM (1994).
-
(2) - CETIM - Fiabilité et maintenance : les besoins des entreprises mécaniciennes. - Recueil édité par le CETIM (1991).
-
(3) - STRAUSS-KHAN (D.) - Orientation de la politique de promotion de la qualité et de la sécurité industrielle. - Communication au Conseil des ministres, Paris (1992).
-
(4) - VEEN (B.), BOLLEN (A.W.) - Strategic importance of quality control. - PRI Conférence INTERPLAST, Birmingham (sept. 1977).
-
(5) - CETIM - Guide pratique de l’analyse de défaillance des pièces plastiques, composites et élastomères. - Ouvrage édité par le CETIM (1999).
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(6) - LEMASÇON (A.), BOLLAERT (F.) - La fractographie des polymères et...
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