NORME EUROPEENNE POUR LES ASSEMBLAGES COLLES EN VUE

Plus qu’une alternative aux assemblages classiques

Les colles sont en fait devenues incontournables dans l’industrie. Elles sont de plus en plus souvent utilisées, car elles disposent de propriétés très différentes de celles des méthodes d’assemblage traditionnelles. L’utilisation de colle exige toute­fois une préparation soignée, lors du choix du bon produit comme pendant le pro­cessus de collage même. En raison de la popularité croissante des produits, les exi­gences posées sont aussi de plus en plus strictes. Il existe déjà de nombreux certi­ficats et normes et d’ici peu, une norme européenne centrale réunira toutes les exi­gences existantes.

A l’échelle industrielle, la colle est bien ancrée depuis une cinquantaine d’années, mais la technique d’assemblage est appliquée de plus en plus souvent ces derniers temps. Les différentes possi­bilités des assemblages collés sont, en effet, intéressantes, lorsque les techniques classiques s’avèrent inappropriées.

AVANTAGES

Absorption de charge

Premier avantage des colles: elles font en sorte que la charge entre deux substrats soit répartie uniformément. Cette technique d’assemblage a ainsi une longueur d’avance sur les méthodes mécaniques classiques (boulons et vis). Ces dernières concentrent, en effet, les pointes de tension autour d’un seul point. De telles pointes sont quasiment inexistantes lors du collage.

Différentes fonctionnalités

La colle peut aussi avoir encore une autre fonction. Certains produits ont, en effet, une conduc­tibilité thermique, assurent une isolation thermique ou électrique, ou absorbent les vibrations.

Collage de matériaux dissemblables

Le principal avantage des colles est toutefois la possibilité de coller des matériaux dissemblables, ce qui est généralement impossible avec de nombreux assemblages classiques. Pour coller des matériaux dissemblables, des mesures supplémentaires ne doivent pas forcément être prises. La bonne colle doit, en effet, toujours être déterminée avec soin et avec la prudence nécessaire (voir plus loin).

INCONVENIENTS

Malgré les nombreux avantages, les colles com­portent aussi quelques inconvénients.

Température limitée

Bien que la colle puisse être utilisée dans quasiment tous les cas, certaines conditions peuvent rendre l’application impossible. Le principal facteur restrictif est la température. La colle est, en effet, un plastique et se brésille donc à des températures trop élevées. Pour la plupart des produits, la limite se situe vers 150 °C.

Processus de vieillissement

Le produit peut aussi vieillir. Il y a toujours un processus de vieillissement naturel, mais dans la plupart des cas, un assemblage dans l’industrie peut tout de même tenir 20 à 30 ans. Si les conditions ambiantes mettent toutefois la colle constamment à rude épreuve, elle vieillit plus vite. Un produit soumis p.ex. en continu à sa tempé­rature maximale perdra plus rapidement sa force.

CHOIX DE LA COLLE

Pour être capable de choisir la bonne colle, il ne faut pas se précipiter. Il s’agit d’un processus poussé lors duquel le producteur de colle et l’utilisateur doivent examiner à quelles conditions le produit sera soumis et ce qu’on attend exactement de lui. Les avantages et inconvénients mentionnés ci-dessus peuvent déjà être décisifs pour le choix du produit. Mais d’autres choses encore influencent ce choix.

Assemblage rigide ou flexible

Il faut tout d’abord déterminer quel assemblage doit être réalisé. On fait, en effet, toujours une nette distinction entre les colles flexibles et structurelles:

• Avec une colle flexible, les différents éléments peuvent toujours bouger. La colle peut, de ce fait, absorber les vibrations, atténuer le bruit, etc. Avec une telle colle, vous perdez cependant en force structurelle.
• Si cette force structurelle est justement très im­portante, on peut opter pour une colle structurelle. Etant donné qu’il s’agit d’un assemblage rigide, il n’y a pas de possibilités de mouvement.

Temps ouvert

Le temps ouvert d’une colle détermine deuxièmement si elle peut être utilisée ou non. Les pièces devant encore être manipulées exigent évidemment un long temps ouvert. Pour les matériaux devant être assemblés rapidement, une colle rapide et une colle UV font notamment partie des possibilités. Une colle UV durcit, en effet, directement une fois exposée à la lumière UV.

Matériau

Les matériaux à assembler doivent, enfin, être soigneusement examinés. Il faut ainsi entre autres tenir compte du coefficient de dilatation des matériaux, étant donné qu’il a une certaine influence sur l’épaisseur de couche de colle nécessaire. Le matériau a également une influence sur le pré­traitement.

PROCESSUS DE COLLAGE

Prétraitement

Pour obtenir une forte adhérence de la colle sur le substrat (c.-à-d. l’adhésion), un bon prétraitement est crucial. Pour la plupart des applications, il suffit de nettoyer la surface et éventuellement de la rendre rugueuse. Pour les matériaux difficiles à coller – comme les silicones et les polyoléphines (le nom de famille du polyéthylène, du polypropylène, etc.), un prétraitement plus poussé s’impose si on veut tout de même utiliser une colle traditionnelle. Pour cela, trois manières:

• Dans le cas d’un prétraitement mécanique, la surface à coller est rendue rugueuse (p.ex. en ponçant ou sablant). La surface est ainsi augmentée, ce qui améliore également l’adhérence.
• Un exemple de prétraitement physique est le traitement corona. Il oxyde la surface, ce qui génère une meilleure adhérence de la colle. Un autre exemple est un traitement au plasma at­mosphérique, utilisé comme ‘nettoyage de précision’. Pour cela, la surface doit d’abord être débarrassée de la graisse et autres contami­nations, car ces choses sont néfastes pour un assemblage collé robuste.
• Un prétraitement chimique sert également à nettoyer le substrat. Pour ce traitement, on peut utiliser des nettoyants à base d’eau ou à base de solvant, de l’acétone, ...

Collage

La manière dont la colle doit être appliquée exactement, dépend de la technologie de collage. Chaque colle a, en effet, une composition, une viscosité (de liquide à pâteux) et un temps ouvert différents. Ces propriétés spécifiques déterminent quel système de dosage il vaut mieux utiliser. La plupart des colles à durcissement chimique doivent être appliquées sur une seule face sur un des substrats. En fonction de l’application, il faut tenir compte d’une épaisseur de couche de colle minimale. Celle-ci peut varier de quelques centaines de micromètres à quelques millimètres, et même (dans des cas exceptionnels) à plus d’un centimètre. Il n’y a que dans le cas des colles de contact ou des colles à base de solvant que le produit doit être appliqué sur deux faces.

TESTER LA COLLE

Actuellement, les assemblages collés ne peuvent être testés que d’une manière destructive. Il s’agit notamment d’un test de traction et de pression et de toutes sortes de tests de mouvement (entre autres glissement, détachement et roulement). Ces tests reposent sur le même principe, car on essaie à chaque fois de faire céder l’assemblage d’une certaine manière ou avec un certain mouvement. En guise de bonus, on peut également procéder à un test de vieillissement. Le processus de vieillissement de l’assemblage est alors accéléré dans un caisson climatique ou un caisson à brume de sel et ensuite, on procède à un ou plusieurs des tests évoqués ci-dessus.

CONSTAMMENT EN MOUVEMENT

La popularité de la colle en tant que technique d’assemblage contribue aussi en partie au fait que ce monde évolue continuellement. Et il y a aussi encore énormément de marge pour poursuivre le développement des colles. Les colles hybrides – des colles réunissant les propriétés de deux colles en un même produit – sont ainsi en plein essor. Les producteurs de colle s’efforcent aussi de développer des produits de plus en plus propres. Les produits de prétraitement sont ainsi souvent à base d’eau (les produits à base de solvant ont en fait quasiment disparu). Et pour les colles mêmes aussi, on tient toujours compte lors du développement de leur impact sur l’environnement.

NORMES ET CERTIFICATION

Qualité du produit

Vu le succès de la colle, on exige aussi de plus en plus du produit. Sur la colle même, de nombreux certificats peuvent déjà être ajoutés, comme le certificat UL relatif à l’effet ignifuge d’une colle. D’autres certificats sont, eux, déterminants pour les environnements où le produit peut être utilisé, p.ex. WRAS/NSF (eau potable); FDA (alimentation); USP (médical); etc.

Selon le domaine d’application, il y a aussi certaines normes concernant le comportement d’une colle dans un environnement spécifique. La norme EN 45545 porte p.ex. sur le comportement ou la réaction des colles (et aussi d’autres matériaux) en cas d’incendie dans des trains.

Qualité du processus

De telles indications ne disent toutefois rien de la résistance finale des colles. Pour cela, il y a aussi des certificats de qualité. La plupart des produits de colle sont basés ici sur la DIN 6701, une norme allemande pour la colle spécifiquement établie pour l’industrie de la construction de trains. Actuellement, une norme européenne (EN 2304) est cependant aussi en préparation. Cette norme européenne utilisera la norme allemande comme base, mais sera étendue pour s’appliquer aussi à l’industrie de fabrication. On attend également des gens travaillant avec de la colle qu’ils disposent des bons certificats. Dans la DIN 6701, il y a pour cela trois catégories, qui seront aussi reprises dans la norme européenne:

• Le EAB (European Adhesive Bonder) est la personne ayant pour ainsi dire les mains dans la colle. Il doit comprendre les aspects techniques de la colle et savoir pourquoi il doit suivre une certaine procédure de travail.
• Le EAS (European Adhesive Specialist) met des processus de collage sur pied et les contrôle.
• Le EAE (European Adhesive Engineer) contrôle les EAB et EAS, et met des processus sur pied. Mais la principale tâche du EAE consiste à rédiger des protocoles de collage et à faire des calculs pour les assemblages collés.

Catégorie de sécurité de l’assemblage collé

Parmi les calculs que doit effectuer le EAE, quatre catégories peuvent être distinguées (la DIN 6701 distinguait encore trois catégories, mais une catégorie supplémentaire a été ajoutée à la norme européenne EN 2304):

• S1: si un tel calcul est erroné et que l’assemblage collé se détache, cela peut avoir des conséquences fatales. C’est donc en fait la catégorie la plus forte pour les assemblages collés. A1 est notamment appliqué pour les avions, les trains, les voitures, etc.
• S2: un peu plus léger que A1, mais toujours très important. Si un tel assemblage lâche, il risque bien d’y avoir des blessés.
• S3: dans le cas d’un tel calcul, il n’y a pas de risque de victimes. Si l’assemblage lâche, cela génère un désagrément auquel il faut remédier.
• S4: sert uniquement pour les applications ordinaires typiques.