RESCOLL : Zoom sur le collage sur le 360° R&D de l'ASRC

Le collage est une technique d’assemblage répandue dans le secteur aéronautique, automobile et ferroviaire. Facilement industrialisable, il permet d’assembler durablement et de désassembler des matériaux multiples.

Les colles rivalisent avec la couture pour le secteur textile, avec les points de suture dans le médical, avec la soudure, le rivetage ou le boulonnage pour le ferroviaire, l’automobile ou encore l’aéronautique. Par exemple « Plus de 50% du fuselage de l’Airbus A-350 est aujourd’hui constitué de matériaux composites. Le remplacement des fuselages métalliques par des pièces en matériaux composites a modifié les méthodes d’assemblages » précise José Alcorta, directeur de Rescoll, une SRC spécialisée en recherche appliquée aux matériaux polymères. Les exemples suivants (aéronautique, énergie, automobile) présentent l’importance du collage dans les projets d’innovation industrielle.

Les colles conductrices

Le besoin d’ajouter des propriétés nouvelles aux matériaux, telles la conductivité électrique (dissipation des charges électrostatiques provenant du frottement, protection contre la foudre, etc.) ou thermique (dissipation des calories) modifie également les méthodes d’assemblage. Le projet eT-Bond, coordonné par la SRC Rescoll, a permis de mettre au point des adhésifs structuraux, de type époxy, offrant des fonctionnalités de conductivité électrique et/ou thermique, dans des gammes de coûts plus basses que celles des références traditionnelles. La collaboration des équipes de la société STRUCTIL (groupe SAFRAN) a permis de concevoir une gamme de colles conductrices aujourd’hui dans le catalogue de STRUCTIL.

Le collage pour le secteur de l’énergie

Comme pour de nombreux autres secteurs, le domaine de l’énergie peut faire appel au collage pour tirer profit des nombreux avantages apportés par cette technologie. L’assemblage par collage est par exemple couramment utilisé pour l’assemblage de demi-pales d’éoliennes, l’assemblage de plaques bipolaires pour les piles à combustible, le collage de cellules par thermoscellage dans les batteries Li-Ion.

La PME COLDPAD a breveté et mis au point, avec l’aide de Rescoll, un système original de réparation des structures des coques des unités flottantes utilisées dans l’industrie pétrolière et gazière. COLDSHIELD est un système de renforts hybride composite/métal conçu pour être mis en œuvre à froid qui combine l’utilisation de plusieurs technologies comme l’injection de résine sous vide, le collage structural, l’utilisation de matériaux métalliques et composites (voir 360°R&D, n°12, page 4). Rescoll, en collaboration avec le Client, a identifié , mis en œuvre et qualifié un couple produit/procédé transposable sur les sites d’exploitation pétroliers.
Autre exemple, la PME Base recherchait une solution adhésive pour fixer des éléments métalliques (radiateur, turbulateur, échangeur thermique), au dos de ses panneaux photovoltaïques. Au-delà de la fonction d’adhésion, la solution devait avoir de très bonnes propriétés de transmission thermique, permettant l’évacuation de la chaleur générée par les rayons du soleil. Aujourd’hui, l’entreprise commercialise COGEN’AIR, un panneau solaire hybride 100% français qui produit 4 fois plus d’électricité qu’un panneau photovoltaïque standard.

Le désassemblage des structures collées

L’usage croissant de matériaux multiples et l’obligation de recycler 95% des matériaux des véhicules hors d’usage depuis 2016 (directive européenne end-of-life vehicles – ELV) imposent aux industriels de bien connaître les solutions de recyclage existantes. Dans le domaine du collage, Rescoll a breveté le procédé INDAR, une technologie permettant d’obtenir la démontabilité sur commande pour des opérations de fin de vie, de maintenance ou de fixation temporaire des assemblages collés.

Conclusion

Le collage est une technologie clé présentant des avantages pour de nombreuses applications (assemblage multimatériaux, répartition des contraintes, mise en œuvre à froid possible, tenue à la corrosion, allègement, …). L’utilisation croissante de matériaux composites et d’assemblages multimatériaux, dans l’aéronautique mais également l’automobile et le transport en général, ou encore l’énergie (éolien, hydrolien) joue en faveur du collage, mais il reste un certain nombre de verrous à lever pour diffuser plus amplement la technologie, ainsi la durabilité et le contrôle non destructif des assemblages collés sont toujours à l’étude et source de nombreux projets de recherche et applicatifs pour avancer sur la question. L’irréversibilité du collage est également un frein pour de nombreux utilisateurs, soumis à des obligations réglementaires de recyclage ou de récupération d’éléments pour des raisons de maintenance, qui préfèrent alors se tourner vers des liaisons mécaniques démontables, souvent plus lourdes. Sur cet aspect, des solutions existent, mais elles doivent être intégrées dès la conception de l’assemblage et le choix de l’adhésif. Enfin, l’ajout de fonctionnalités telles que la conduction électrique et/ou thermique, la furtivité, l’autoréparation, l’amortissement acoustique, ouvre de nouvelles perspectives d’étude et d’application du collage. Pour résumer, la colle du futur sera multifonctionnelle, durable et décollable par un claquement de doigt !

Agenda

Maxime Olive, responsable recherche interne de la SRC Rescoll animera, le 29 septembre 2016, un webinaire sur le décollement sur commande des assemblages collés structuraux.

Programme et inscription sur www.asrc.fr

Formation

Le collage est un procédé spécial qui nécessite de suivre à la lettre un protocole. La formation des opérateurs et spécialistes est essentielle. Depuis 2009, Rescoll est le seul centre français habilité à dispenser des formations qualifiantes sur la technologie du collage suivant les exigences de la norme DIN D-6701 sur la qualification du personnel réalisant des opérations de collage, notamment dans les domaines du transport. Plus d’infos sur www.rescoll.fr

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