Chapitre I : Techniques d’assemblages et caractérisations
I- 5-6 Collage structural dans l’industrie
Vers les années 1970 et particulièrement dans l’industrie aéronautique, le collage structural a été caractérisé en employant des adhésifs de très haute résistance dans des applications de films minces. Ce type d’adhésif désigné
« structural », a remplacé l’adhésif phénolique (utilisé depuis les années 1940) dans l’industrie. L’utilisation accrue de ces adhésifs à mis en évidence quelques inconvénients primordiaux comme la fragilité de comportement à l’i
pour les adhésifs époxy [BUR06]
etc…). En 1960 le mastic silicone a commencé à être employé dans la construction des façades en verre, où il a montré une bonne résistance aux conditions environnementales sévères comme les UV, et où il a également
additionnelles. En effet, le spécimen ne subit pas de chargements dimensionnels engendrés par des déformations différentes du substrat et de l’adhésif et par l’effet de Poisson. Le joint annulaire bout à bout est considéré comme le plus précis pour déterminer la résistance et la rigidité en cisaillement d’adhésifs structuraux. Pour des raisons pratiques, le joint tubulaire est appelé à un grand développement dans le domaine du Génie Civil car il permet de remplacer les techniques de liaison de tubes de distribution de fluides telles que le brasage, le soudage ou le asage [ORE90] [GIL81]. Plusieurs ouvrages techniques ont été consacrés à l’étude de ce type de joint. Entre autres, Lubkin et al. [LUB56], Adams et al. [ADA77] sont parmi les premiers à étudier le joint tubulaire en torsion. Les contraintes ont été analys
un joint à simple recouvrement.
Dispositif de mesure de l’angle de torsion sur les éprouvettes cylindriques.
structural dans l’industrie
Vers les années 1970 et particulièrement dans l’industrie aéronautique, le collage structural a été caractérisé en employant des adhésifs de très haute résistance dans des applications de films minces. Ce type d’adhésif désigné habituellement sous le
l’adhésif phénolique (utilisé depuis les années 1940) dans l’industrie. L’utilisation accrue de ces adhésifs à mis en évidence quelques inconvénients primordiaux comme la fragilité de comportement à l’impact. Des tentatives d’amélioration ont été effectuées [BUR06] (ajout de particules élastomériques notamment type CTBN, . En 1960 le mastic silicone a commencé à être employé dans la construction des façades montré une bonne résistance aux conditions environnementales sévères comme fait preuve d’une bonne stabilité thermique, assurant élasticité et
adhésif
Eprouvette cylindrique
θ
mensionnels engendrés par des déformations différentes du substrat et de l’adhésif et par l’effet de Poisson. Le joint annulaire bout à bout est considéré comme le plus précis pour déterminer la résistance et la aux. Pour des raisons pratiques, le joint tubulaire est appelé à un grand développement dans le domaine du Génie Civil car il permet de remplacer les techniques de liaison de tubes de distribution de fluides telles que le brasage, le soudage ou le asage [ORE90] [GIL81]. Plusieurs ouvrages techniques ont été consacrés à l’étude de ce type de joint. Entre autres, Lubkin et al. [LUB56], Adams et al. [ADA77] sont parmi les premiers à étudier le joint tubulaire en torsion. Les contraintes ont été analysées de la même
Dispositif de mesure de l’angle de torsion sur les éprouvettes cylindriques.
Vers les années 1970 et particulièrement dans l’industrie aéronautique, le collage structural a été caractérisé en employant des adhésifs de très haute résistance dans des habituellement sous le nom l’adhésif phénolique (utilisé depuis les années 1940) dans l’industrie. L’utilisation accrue de ces adhésifs à mis en évidence quelques inconvénients primordiaux mpact. Des tentatives d’amélioration ont été effectuées (ajout de particules élastomériques notamment type CTBN, . En 1960 le mastic silicone a commencé à être employé dans la construction des façades montré une bonne résistance aux conditions environnementales sévères comme fait preuve d’une bonne stabilité thermique, assurant élasticité et
adhérence entre les panneaux de verre et les armatures. En 1964, un autre développement clé a commencé dans l'industrie automobile aux USA afin de répondre aux normes de sécurité sur les pare-brise lors d’un accident.
Le développement de la technologie de liaison de pare-brise a ouvert le chemin d’une autre application, le collage direct ou « direct glazing » des vitrages sur caisse. Lors de cette période, le glaçage direct a été réalisé en utilisant un matériau mou comme mastic. Cet adhésif élastomère a présenté les bonnes propriétés d'adhérence entre les substrats en verre et en acier après des préparations extérieures appropriées. C’était le premier adhésif flexible de liaison.
Cette perception a changé après l'introduction du glaçage direct dans l'industrie automobile européenne sur l'AUDI 100 en 1978. Tous les autres fabricants d’automobiles ont alors présenté cette technologie, par étapes successives pour la conception des nouveaux modèles de leur gamme. La raison était non seulement de répondre aux normes de sécurité des Etats Unis d’Amérique, mais les ingénieurs ont constaté que le collage direct des vitrages sur caisse augmentait de manière significative la rigidité de torsion d'une voiture sans aucun coût additionnel. Les fabricants d’adhésifs ont alors compris que cette technologie pourrait également être employée pour les applications semblables dans les autobus, les camions ou les trains. La demande de cette technique souple innovatrice de liaison a permis le développement de la technologie de Sikaflex® (introduite par Sika industries) basée sur des mastics polyuréthanes.
La première utilisation des adhésifs de collage des composants dans la fabrication des autobus remonte au début des années 80. L'industrie moderne d'autobus dépend maintenant des adhésifs élastiques pour une gamme entière des applications d'attache.
En 1992, Bombardier, autrefois Schindler Waggon, a fabriqué un train régional en utilisant des produits Sikaflex®. La carlingue avant était collée sur le train et les vitres étaient placées directement sur la carlingue (Figure I-31).
Depuis le 1er janvier 2003 et après sa mise en circulation officielle, le train à suspension magnétique « Transrapid » a relié le centre Shanghaï à l'aéroport. Le Transrapid est conçu pour des vitesses de 430 km/h et parcourt une distance de 60 kilomètres en environ 8 minutes. Les adhésifs hautes performances utilisés, fonctionnent correctement.
Une combinaison optimale entre les conditions aérodynamiques et le poids a été réalisée pour le `Transrapid' par des méthodes hybrides modulaires de construction. Par exemple, le module du front avant en plastique renforcé par des fibres verre (GRP) qui est conçu pour maintenir la pression aérodynamique aussi bien que pour la stabilité sous des forces de vent en
travers de 500 km/h. est collée sur la structure en aluminium des locomotives avec les produits Sikaflex®.
(a) (b)
Figure I-31 : Trains modernes, une combinaison de verre, plastique et métaux légers assemblés par adhésifs. (a) : Front avant de la cabine ; (b) : front avant collé sur le train.
La technologie de l’adhésif élastique est utilisée dans d'autres secteurs de l'industrie, comme l’agro alimentaire, l’électroménager, le nautisme, le bâtiment et bien d'autres applications. Aujourd’hui, La nécessité de démonter et séparer les pièces collées sans difficulté devient une exigence de plus en plus importante.