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RÉSUMÉ
Depuis les premières utilisations des composites dans la Renault Espace en 1984, de nombreuses évolutions se sont produites. Les plastiques et les composites sont très largement utilisés dans l'industrie automobile et ferroviaire, notamment dans le métro. L'utilisation des composites requiert des assemblages adaptés, qui peuvent être le collage ou l'assemblage par des inserts métalliques noyés dans le matériau. Le collage reste la méthode d'assemblage la plus adaptée à ce type de matériaux.
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Philippe COGNARD : Ingénieur de l’École supérieure de physique et chimie de Paris, - Ancien directeur commercial à la société Bostik Findley , - Expert près les tribunaux
INTRODUCTION
Depuis 1980, le nombre de pièces en composites dans une automobile a fortement augmenté.
L’une des toutes premières utilisations massives de pièces composites dans l’automobile en Europe a été la Renault Espace en 1984, dans laquelle tous les panneaux de carrosserie étaient en matériaux composites – polyester renforcé de fibres de verre, – soit moulé par compression, soit injecté – qui étaient collés ou boulonnés avec des inserts, sur une caisse squelette métallique.
Les pare-chocs anciens en métal ont été remplacés à partir de 1972 par des boucliers en SMC (Sheet Moulding Compound), comme sur la Renault R 5, et ces boucliers et pare-chocs en composite ont ensuite évolué vers des pièces composites en deux parties avec renforts assemblées par collage 1.1.3.3.
L’utilisation de pièces en plastiques et en composites entraîne la nécessité d’assembler soit par collage, soit par des inserts métalliques noyés dans la résine et qui permettent ensuite d’assembler par vis et boulons.
Si l’utilisation de plastiques et composites croît dans le secteur routier, elle augmente aussi dans le secteur des transports ferroviaires, principalement dans le métro, ce qui implique le recours au collage des composites dans ces secteurs également.
Dans les secteurs des transports routier et ferroviaire les assemblages de matériaux (composites, métalliques, verres...) par collage voient donc leur part augmenter.
Le lecteur consultera utilement les articles consacrés au collage des matériaux :
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Collage des matériaux. Mécanismes. Classification des colles Collage des matériaux- Mécanismes. Classification des colles ;
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Collage des matériaux. Caractéristiques, mise en œuvre des colles Collage des matériaux- Caractéristiques, mise en œuvre des colles ;
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Collage des matériaux. Applications Collage des matériaux- Applications
Par ailleurs, cet article s’inscrit dans une série consacrée au collage des composites :
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Choix du collage pour l’assemblage des composites Assemblage des composites- Les points forts du collage ;
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Collage des composites. Généralités Collage des composites- Généralités ;
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Collage des composites. Secteur aéronautique Collage des composites- Secteur aéronautique ;
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Collage des composites. Secteurs routier et ferroviaire Collage des composites- Secteurs routier et ferroviaire ;
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Collage des composites. Secteur de la construction navale Collage des composites- Secteur de la construction navale ;
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Collage des composites. Bâtiment, sport, génie chimique, mécanique Collage des composites- Bâtiment, sport, génie chimique, mécanique ;
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Collage des composites. Pour en savoir plus .
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Secteur ferroviaire1. Secteur routier
1.1 Automobile
1.1.1 Exigences et problèmes principaux
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Il faut pouvoir coller, soit des pièces composites entre elles, par exemple pour coller une pièce intérieure de renfort sur la face externe (capot, porte de coffre), soit des pièces composites sur la caisse métallique de la voiture.
Pour adhérer fortement sur ces deux types de matériaux, seuls conviennent les adhésifs polyuréthanes (PU), époxydes et acryliques structuraux.
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L’adhésif doit pouvoir être appliqué automatiquement sur chaîne à l’aide de robots : 10 ou 20 mètres linéaires de joints collés sont courants, et ceci conditionne la facilité d’application et la rhéologie de l’adhésif, qui doit donner un cordon bien régulier y compris dans les parties arrondies.
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L’adhésif doit pouvoir combler un jeu de l’ordre du millimètre d’épaisseur entre les pièces à assembler.
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La durée de durcissement de l’adhésif doit être courte, de deux à quelques minutes, afin de pouvoir être réalisée sur la chaîne qui avance à quelques mètres par minute, le plus souvent.
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Le cordon d’adhésif ne doit pas être trop rigide et cassant, afin de supporter les déformations de la caisse lors du roulement. Il permet de réduire les bruits dus aux vibrations.
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L’assemblage collé doit aussi supporter le crash test à 50 voire 65 km/h.
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Le collage doit permettre d’abaisser le coût de l’assemblage et de fabrication du véhicule.
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La durabilité des assemblages collés doit être égale à celle du véhicule, soit de l’ordre de 15 ans actuellement.
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L’assemblage par collage doit permettre les réparations, en particulier le démontage des pièces de carrosserie endommagées.
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