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Le développement des applications utilisant des matériaux composites associé à l’accroissement progressif des contraintes environnementales posent de plus en plus la question de la réparation et du recyclage des assemblages collés. Une PME girondine fournie aujourd'hui une première réponse à travers un procédé permettant de désassembler sur commande deux pièces collées, ceci sans modifications des propriétés de l'assemblage.

Rescoll, un Centre de Ressources Technologiques issue de l’université de Bordeaux, a mis au point un procédé qui permet l’assemblage et le désassemblage de pièces structurales collées de façon contrôlée. Baptisé « INDAR » (INnovative Disassembling Adhesives Research), il préserve l’un des deux substrats sans altérer les propriétés mécaniques, adhésives et cohésives de l’adhésif ou le primaire utilisé, aussi bien durant leur stockage que pendant la durée de vie de l’assemblage collé. INDAR consiste à ajouter lors du collage un additif spécifique, soit au sein même de l’adhésif (colle, mastic, mortier) soit dans le primaire d’adhésion, la peinture, le vernis, etc. Pour le désassemblage, le principe de fonctionnement est le suivant : le joint de colle est chauffé jusqu’à atteindre une température prédéfinie, puis progressivement l’agent d’expansion chimique s’active et fait chuter la contrainte à la rupture de l’adhésif de façon importante jusqu’à atteindre moins de 1 MPa (cf. graphique ci-dessous). Le démontage manuel de l’assemblage ainsi que la réutilisation d’un des substrats est dès lors possible. A noter que dans le cas où la température à laquelle l’assemblage est soumis est très supérieure à la température d’activation de l’additif, le temps nécessaire pour rendre cet assemblage démontable s'en trouve réduit ; en revanche, une température inférieure n’a pas d’effet.

INDAR a été testé à ce jour dans des colles époxy, polyuréthanes ou encore acryliques et sur des supports comme le verre, les matériaux composites (carbone/époxy) ou les métaux (aluminium). A titre d’exemple, les essais menés avec des substrats composés de fibre de carbone et de résine époxy associés à un adhésif constitué de résine époxy ont donné les résultats suivants : après avoir passé 2 heures à 120°C, l’assemblage collé est démontable manuellement ; la contrainte à la rupture est de 0,5MPa pour les éprouvettes avec additif contre 8,1 MPa pour les éprouvettes sans additif.


La photo ci dessus montre l’interface avant et après activation de l'additif contenu dans de la résine époxyde reliant l'un à l'autre deux substrats en verre. L’additif et sa mise en œuvre sont définis par Rescoll à partir du cahier des charges de l’utilisateur comprenant entre autres les matériaux utilisés (substrats et adhésif), la température d’activation souhaitée (comprise entre 90 et 180°C), la durée de l’échauffement (ou l'apport d'énergie), le type de rupture recherchée (adhésive ou cohésive), le procédé de collage. Le but de Rescoll est d’ajouter une fonctionnalité aux assemblages collés tout en minimisant les contraintes induites par l'utilisation de sa technologie. Différents essais ont permis de valider le principe de fonctionnement d’INDAR. 5 brevets internationaux ont également été déposés. Les travaux se poursuivent maintenant pour étendre les températures d’activation ainsi que les familles d’adhésifs (silicones, phénoliques, etc.).


Applications potentielles : tous assemblages collés quel que soit le matériau des substrats, structures des aéronefs ou de véhicules spatiaux, pare-brise, systèmes de fusibles thermiques (structuraux), etc.
Applications déjà réalisées : aucune à ma connaissance mais le procédé est en cours de validation pour le recyclage et la maintenance automobile.
Coût : Non annoncé mais vraisemblablement faible (la requalification des résines n’est pas nécessaire et les changements des procédures de fabrication par collage d’assemblages structuraux sont mineurs).
Disponibilité : immédiate.

Mon avis : INDAR s’inscrit dans une stratégie semble t’il amenée à se renforcer dans les années à venir, l’éco-conception. Pour le moment, celle-ci concerne plus l’automobile que l’aéronautique et l’espace (pour citer un exemple, le problème du démantèlement et du recyclage des avions est récent). Il est malgré tout vraisemblable de penser que l’Union Européenne imposera à l’industrie aérospatiale de nouvelles contraintes environnementales dans les années à venir, et ce d’autant plus facilement qu’elle souhaite avoir un rôle de premier plan dans ce domaine. Quoi qu’il en soit, les avantages du procédé INDAR sont évidents, qui plus est pour un coût réduit. D’une mise en œuvre aisée, il devrait permettre la réparation d’assemblage en matériaux composites via le remplacement de pièces défaillantes souvent coûteuses, ceci sans occasionner de surplus de masse et pour un surcoût réduit. Il facilitera également le recyclage des assemblages collés en diminuant le coût des opérations à réaliser. Malgré tout, son utilisation éventuelle dans l’aéronautique passera dans un premier temps par des pièces non critiques, ce qui permettra d’avoir de premiers retours d’expérience. A plus ou moins long terme, on peut imaginer (si tout se passe bien) qu’il permette de remplacer tous ou partie des assemblages rivetés par des assemblages collés. Cela aurait pour conséquence un meilleur état de surface des appareils, lesquels généreraient une traînée réduite qui entraînerait à son tour une consommation de carburant réduite. Cependant, avant d’en arriver là il faudra répondre à un certain nombre de questions comme le comportement de l’additif suite à un impact de foudre ou face à un incendie par exemple. Pourra t’on garantir toute activation non souhaitée ?


Plus d’informations :

Rescoll, la société à l’origine du procédé.
http://www.rescoll.fr

Les 5 brevets déposés sur Espacenet : voir le site d’Espacenet, http://ep.espacenet.com/quickSearch?locale=fr_EP.

Photos et graphique : Rescoll.