COLLAGE, physique

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Variation de l'énergie de fracture avec la vitesse de pelage

Variation de l'énergie de fracture avec la vitesse de pelage
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Clivage d'un joint collé

Clivage d'un joint collé
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin


La durée de vie des collages

Les sarcophages des Égyptiens étaient collés avec du lait empoisonné. Conservés dans les pyramides, leurs collages durent encore. Les ingénieurs de l'aéronautique répètent que « ce n'est pas la résistance du collage qui les intéresse mais le niveau auquel elle peut descendre pendant la durée de vie de l'avion ». Un collage fort est très difficile à défaire et pourtant le décollement est le problème le plus redouté des constructeurs. La durée de vie des collages est caractérisée par l'existence de seuils au-delà desquels ils se dégradent. L'évaluation est d'autant plus délicate que les niveaux de contrainte, les variations de température et la composition de l'environnement auquel le joint sera exposé ne sont pas quantifiées.

Le rôle de l'eau

Les collages sont sensibles à la présence d'eau dans leur environnement. Quand elle ne déforme pas le substrat, l'eau à l'état liquide ou à l'état de vapeur modifie la colle durcie et agit à l'interface solide-adhésif. Elle diffuse lentement dans le volume et un peu plus vite à l'interface selon le degré d'ancrage. La quantité d'eau absorbée dépend du degré d'humidité. À faible concentration, l'eau ne modifie pas les propriétés du polymère. C'est ce qui fait que les produits collés sont stables dans les habitations où le degré d'humidité n'est pas trop élevé. Aux degrés d'humidité plus élevés, l'eau se lie aux groupes polaires que comportent les chaînes et plastifie l'adhésif. Le module élastique décroît ainsi que la température de transition vitreuse. À saturation, l'eau se condense dans les pores présents à l'interface. Pendant quelques jours, ces différentes étapes sont réversibles : lorsque l'humidité diminue l'eau ressort et le joint retrouve son état initial. Si la présence d'eau dure plus longtemps, des cloques apparaissent à l'interface. À des températures inférieures à 60 0C, l'hydrolyse des adhésifs de réaction est négligeable. Ce n'est pas l'eau elle-même qui provoque le décollement, mais son action sur la surface. Comme il s'agit d'un processus de diffusion lent, l'effet se manifeste d'a [...]


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Écrit par :

  • : docteur ès sciences, chef du groupe Matériaux, Asulab, Swatch Group R.-D.

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Pour citer l’article

Jacques COGNARD, « COLLAGE, physique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/collage-physique/