Quelle est la meilleure solution d'étanchéité pour les assemblages ?
Les différentes solutions d’étanchéité pour les assemblages
L’étanchéité sur des assemblages mécaniques peut être complexe et coûteuse à obtenir, particulièrement sur des fixations filetées. Plusieurs solutions existent, possédant chacune leurs avantages et inconvénients.
Ces solutions d’étanchéité sont essentielles dans des secteurs variés tels que l’automobile, l’aérospatiale, la construction navale et l’industrie pétrochimique. Chaque domaine présente des défis spécifiques, comme la résistance aux vibrations, les températures et pressions extrêmes, et l’exposition à différents types de fluides.
1. Les solutions mécaniques
L’étanchéité des fixations filetées, plus particulièrement des vis, peut-être faite grâce à différentes solutions mécaniques dont le fonctionnement et les caractéristiques sont similaires : joint torique, joint plat ou rondelle étanche. Le concept est toujours le même, une pièce circulaire étanche est placée entre la tête de vis et la surface de serrage.
Ces solutions mécaniques sont simples et peuvent supporter de hautes pressions. Cependant, les conditions de mise en place peuvent être contraignantes. Ce n’est pas adapté à tous les éléments filetés (bouchons, raccords, vis fraisée, …) selon la dimension et la forme de leur surface d’appui. Par ailleurs, il faut des conditions d’installation (surface d’appui, état de surface, charge appliquée) particulières pour assurer une bonne étanchéité. Enfin, l’élément supplémentaire ajouté complique l’industrialisation du processus de vissage.
2. Ruban PTFE
Le ruban PTFE, pour polytétrafluoroéthylène, est une solution répandue pour l’étanchéité des fixations filetées. Le procédé consiste à placer quelques tours de ruban autour du filetage avant de visser.
Cette solution simple, adaptable à tous types de filetages, s’applique manuellement et assure une étanchéité immédiate. Néanmoins, l’application manuelle est délicate et l’efficacité de l’étanchéité créée est variable. L’industrialisation de ce procédé est impossible, ce qui en fait une bonne méthode pour de petites réparations et des installations spéciales, mais incompatible avec les productions de séries.
3. Pâte d’étanchéité
La pâte d’étanchéité est placée sur le filetage avant insertion pour étanchéifier l’ensemble. La pâte est effective immédiatement, car elle n’a pas à durcir pour être étanche, ce qui la rend aisément démontable et repositionnable. Mais, ceci fait que cette solution ne fonctionne pas à forte pression (20 bars max).
Ne durcissant pas, la pâte d’étanchéité n’exerce pas de fonction de freinage sur la fixation filetée, contrairement à d’autres solutions évoquées, ce qui lui confère une faible résistance aux chocs et aux vibrations. Son utilisation à grande échelle dans l’industrie, grâce à des systèmes d’installation automatiques dédiés, est possible mais complexe.
4. Résine anaérobie
Les résines anaérobies sont des adhésifs liquides conçus pour réagir sous l’absence d’air et lorsqu’elles sont en contact avec des ions métalliques. Elles polymérisent alors pour créer un composé solide entre les filets, permettant l’étanchéité, mais également le freinage.
En ce sens, les résines anaérobies fonctionnent uniquement pour les couples métal/métal. Ceci induit également un temps de prise pour laisser la résine durcir. Ce temps est compris entre 2 et 60 minutes, selon le couple métallique de l’assemblage. Les performances finales de la résine, en résistance mécanique et en étanchéité, sont atteintes après un temps de séchage complet allant de 24 à 48 heures. Après ce temps, cette solution procure une tenue à haute pression, ainsi qu’une bonne résistance aux chocs et aux vibrations. Comme pour la pâte d’étanchéité, il est nécessaire d’avoir un système dédié complexe pour utiliser la résine anaérobie comme solution d’étanchéité en grande série dans l’industrie.
5. Pré-enduction
La pré-enduction pour l’étanchéité des fixations est une technique qui consiste à appliquer un produit d’étanchéité sur la partie filetée, sous-tête d’une pièce ou sur sa partie lisse.
Ce produit est spécialement conçu pour être activé lors du vissage de la pièce. L’étanchéité est alors effective. Cette solution existe pour les vis, mais également pour les bouchons, les raccords et toute autre fixation nécessitant une étanchéité.
La pré-enduction fonctionne sur tous types de métaux ainsi que sur les pièces en plastique. Elle offre une étanchéité immédiate après montage jusqu’à 50 bars sur certains assemblages et des pressions admissibles élevées en utilisation.
Cette technique permet également de maintenir la tension de serrage grâce au contact métal/métal des filets préservé. On peut également combiner le patch d’étanchéité avec une solution de freinage.
Tableau comparatif des solutions d'étanchéité
| Solution d’étanchéité | Description | Avantages | Inconvénients |
| Solutions mécaniques | Utilisation de joints toriques, plats ou rondelles étanches entre la tête de vis et la surface. | – Supporte de hautes pressions. – Simplicité d’utilisation. – Adapté à des applications fixes. | – Nécessite des surfaces d’appui spécifiques. – Complexité accrue pour les vissages industriels. – Ajout d’éléments supplémentaires. |
| Ruban PTFE | Ruban enroulé autour des filetages pour assurer une étanchéité manuelle. | – Simple à appliquer. – Faible coût. – Adapté à tous types de filetages. – Étanchéité immédiate. | – Application manuelle variable. – Non industrialisable. – Faible résistance aux vibrations et chocs. |
| Pâte d’étanchéité | Pâte appliquée sur le filetage avant vissage, sans durcissement nécessaire. | – Démontable et repositionnable. – Facile d’utilisation. – Efficacité immédiate jusqu’à 20 bars. – Adapté aux automatisations industrielles. | – Faible résistance à haute pression. – Faible résistance aux vibrations. – Complexité pour les systèmes automatisés. |
| Résine anaérobie | Adhésif polymérisant à l’abri de l’air, créant un composé solide entre les filets. | – Haute résistance aux vibrations et chocs. – Supporte des pressions élevées après durcissement. – Combine étanchéité et freinage. – Bonne tenue dans le temps. | – Nécessite un temps de prise (2 à 60 min) et un durcissement complet (24 à 48h). – Complexité et coût pour les systèmes industriels. |
| Pré-enduction | Application préalable d’un produit d’étanchéité sur les filetages ou têtes de vis. | – Étanchéité immédiate. – Supporte jusqu’à 50 bars. – Compatible avec métaux et plastiques. – Résistant à des températures de -60° à 200° – Maintient la tension de serrage. – Peut être combinée avec un freinage. | – Solution moins standardisée qui peut nécessiter une validation avec certains BE |
Conclusion
En conclusion, la pré-enduction se distingue comme une solution d’étanchéité particulièrement adaptée grâce à sa facilité d’industrialisation et sa performance immédiate. En répondant efficacement aux problématiques spécifiques des différents secteurs d’activité, elle offre une alternative fiable et économique face aux autres techniques d’étanchéité. Grâce à sa polyvalence et à son efficacité, la pré-enduction s’impose comme une option de choix pour garantir l’étanchéité des assemblages.
