Qu'est-ce que Weathering ?
Les tests de vieillissement sont un groupe de tests qui évalue le vieillissement d'un matériau sous les effets combinés du soleil, de la chaleur, de l'humidité et des polluants. Elle est réalisée de manière naturelle (en extérieur) ou sous forme accélérée (en laboratoire).
Objectif de Weathering
L’objectif est de déterminer combien de temps un matériau destiné à un usage extérieur conserve son aspect et ses propriétés mécaniques.
À quels produits Weathering s'applique-t-il ?
- Profilés de construction et éléments de façade
- Pièces extérieures automobiles
- Systèmes de peinture et de revêtement
- Mobilier de jardin et plastiques extérieurs
- Membranes et toiture
Dans quels secteurs Weathering est-il utilisé ?
Normes relatives à Weathering
- ISO 877
- ASTM G7
- ASTM G24
- ISO 4892-2
- ISO 4892-3
- ASTM G155Vieillissement accéléré avec arc au xénon test
- ASTM G154vieillissement accéléré aux UV fluorescents test
Conditions de Weathering
- Méthode
- Exposition naturelle en extérieur ou vieillissement accéléré en laboratoire
- exposition naturelle
- L'angle du panneau, l'orientation et la zone climatique sont définis dans la norme
- Accéléré
- Cycles arc xénon ou UV fluorescents
- Durée
- Années d'exposition naturelle ; Des centaines à des milliers d'heures en accéléré
Équipement pour Weathering
- Supports d'exposition extérieurs (méthode naturelle)
- Chambre à arc xénon ou UV fluorescente
- Instruments de mesure de couleur, de brillance et mécaniques
- Enregistrement de données météorologiques (méthode naturelle)
Exigences d'échantillon pour Weathering
- La couleur initiale, la brillance et les valeurs mécaniques doivent être mesurées
- Un échantillon de référence doit être conservé dans l'obscurité
- L'angle et l'orientation du panneau doivent être enregistrés pour une exposition naturelle
- Généralement au moins trois spécimens
Durée de Weathering
Un à cinq ans pour une exposition naturelle ; semaines à mois pour les méthodes accélérées, selon les spécifications.
Procédure de Weathering
- 1Des mesures initiales sont prises et un échantillon de référence est conservé.
- 2Une méthode est retenue : exposition naturelle ou cyclage accéléré.
- 3Les échantillons sont placés à l'angle et à l'emplacement définis.
- 4Des mesures intermédiaires sont prises à intervalles définis.
- 5A la fin de l'exposition, la différence de couleur, la brillance et les propriétés mécaniques sont comparées.
Critères d'acceptation de Weathering
Le critère d'acceptation est donné dans la spécification comme étant une différence de couleur maximale, une perte de brillance maximale ou une propriété mécanique minimale conservée.
Évaluation des résultats
Les résultats accélérés ne se traduisent pas directement en exposition naturelle ; la corrélation ne peut être établie qu’avec des coefficients validés pour la même classe de matériaux. La méthode doit donc toujours être indiquée dans le rapport.
Rapport de Weathering
- Norme et méthode appliquée
- Conditions d'exposition ou programme de cycle
- Durée totale ou irradiation
- Couleur, brillance et résultats mécaniques
- Comparaison d'échantillons de référence
Accréditation
EUROLAB détient une accréditation internationalement reconnue obtenue auprès des organismes d'accréditation parties aux accords de reconnaissance multilatérale de l'IAF et de l'ILAC, selon ISO/IEC 17025 pour les tests en laboratoire, ISO/IEC 17020 pour l'inspection et la surveillance, et ISO/IEC 17021-1 et ISO/IEC 17065 pour la certification des systèmes et des produits. Cette chaîne garantit que les rapports et certificats délivrés sont acceptés dans le monde entier.
La possibilité de proposer ce test dans le cadre d'une accréditation dépend de votre produit et de la norme appliquée ; l'accréditation étant méthodologique, le périmètre est confirmé par écrit au stade du devis.
Portée et autorisationsRèglements connexes
- Spécifications des matériaux de construction et automobiles
Essais plastiques — Que couvre ce domaine d'essai ?
La section ci-dessous décrit le domaine auquel appartient l'essai Weathering ; les conditions et critères d'acceptation de cet essai figurent dans les sections ci-dessus. Le périmètre propre à votre produit est confirmé par écrit au stade du devis.
Les essais sur plastiques déterminent le comportement mécanique, thermique et à la combustion d'un matériau polymère. Contrairement aux métaux, les plastiques sont VISCOÉLASTIQUES : leur comportement dépend de la vitesse de chargement, de la température et de l'humidité. Le même matériau donne donc des résultats différents selon les conditions, et les conditions d'essai font partie intégrante du résultat.
La conséquence pratique de la viscoélasticité est la suivante : une pièce en plastique continue de se déformer avec le temps sous une charge constante (fluage), et la contrainte qu'elle supporte à déformation constante diminue avec le temps (relaxation des contraintes). Un assemblage vissé se desserre, un collier perd sa force de serrage, une étagère s'affaisse avec le temps. Un essai de traction de courte durée ne montre pas ce comportement ; un essai de longue durée ou un modèle accéléré est nécessaire.
Le comportement thermique est le deuxième axe principal. L'indice de fluidité à chaud indique l'aptitude à la mise en œuvre du matériau et la constance d'un lot à l'autre ; la température de fléchissement sous charge et le point de ramollissement Vicat donnent une limite approximative de la température de service. L'analyse thermique (DSC, ATG, DMA) révèle l'identité du matériau : température de transition vitreuse, comportement de fusion, cristallinité, taux de charge et température de décomposition.
Le comportement à la combustion est le troisième axe et se rattache directement aux normes produits. La classe UL 94 et l'indice limite d'oxygène sont inscrits dans la fiche technique du matériau ; une classe particulière est exigée pour le boîtier d'un appareil électrique, tandis qu'un système de classification différent s'applique à un produit de construction.
Le vieillissement est la partie du domaine le plus souvent négligée. Les plastiques se dégradent sous l'effet des UV, de la chaleur, de l'humidité et de l'oxygène : la couleur change, la surface se fissure, la résistance au choc diminue. Pour une pièce destinée à un usage extérieur, ce qui compte n'est pas ses valeurs du premier jour mais ses valeurs après vieillissement. Les enceintes à arc au xénon et à UV fluorescent accélèrent cette dégradation et permettent la comparaison.
Le résultat de cette famille est généralement inscrit dans la fiche technique du matériau, et les normes produits font référence à cette fiche. Mais il peut y avoir une différence entre la valeur de la fiche technique et le comportement de la pièce réelle : l'orientation formée pendant le moulage, les lignes de soudure et les contraintes internes font que la pièce se comporte différemment de l'éprouvette.
L'utilisation de contenu recyclé a ajouté une nouvelle question au domaine. La résine recyclée varie d'un lot à l'autre ; les propriétés mécaniques, la couleur et le comportement à la combustion peuvent varier entre les lots. Pour un fabricant utilisant du matériau recyclé, le contrôle des matières entrantes n'est donc pas un choix mais une nécessité.
Groupes de méthodes dans ce domaine
Mécanique
Traction, compression, flexion, choc Charpy et Izod, dureté (Shore), fluage et fissuration sous contrainte environnementale.
Thermique
Indice de fluidité à chaud (MFI), température de fléchissement sous charge (HDT), température de ramollissement Vicat, dilatation thermique linéaire.
Analyse thermique
Températures de transition et cristallinité par DSC, composition et décomposition par ATG, comportement mécanique dynamique par DMA.
Combustion
Classification UL 94, indice limite d'oxygène (LOI), essais au fil incandescent et à la flamme aiguille.
Vieillissement
Vieillissement accéléré par arc au xénon et UV fluorescent, vieillissement à l'air chaud, humidité et condensation.
Physique
Densité, absorption d'eau, teneur en cendres, perméabilité aux gaz et à la vapeur d'eau des films et feuilles.
Confusions fréquentes dans ce domaine
- Un résultat sur plastique sans vitesse et température d'essai indiquées ne peut pas être interprété ; le comportement viscoélastique dépend de ces paramètres.
- Le résultat d'une éprouvette ne se transpose pas directement à la pièce réelle ; l'orientation de moulage et les lignes de soudure sont déterminantes.
- Les valeurs HDT et Vicat ne sont PAS des températures de service ; elles donnent une indication approximative d'une limite supérieure et ne s'appliquent pas sous charge.
- La classe UL 94 dépend de l'épaisseur ; une épaisseur de paroi différente nécessite une nouvelle vérification.
- Pour les polymères absorbant l'humidité (comme le polyamide), les résultats sont trompeurs si un conditionnement n'est pas effectué.
- Les résultats ASTM D638 et ISO 527 ne sont pas directement équivalents ; les géométries des spécimens et les définitions de taux diffèrent.
Quelles décisions ces résultats étayent
- Sélection des matériaux et approbation des fournisseurs
- Satisfaire aux exigences d'inflammabilité et thermiques de la norme produit
- Vérification de l'utilisation de contenu recyclé et contrôle des lots
- Contrôle du procédé de moulage et cohérence des lots
- Démonstration de la résistance au vieillissement pour un usage extérieur
Tests associés
Questions fréquentes sur Weathering
À combien d’années d’exposition naturelle correspond un test accéléré ?
Il n’existe pas de facteur de conversion universel. La corrélation dépend de la classe de matériaux, du mécanisme de dégradation et de la zone climatique. Les spécifications définissent donc généralement directement la durée du test ou l’irradiation totale.