Test de cycle GMW - Mastics de surface externe

Les systèmes d'étanchéité des surfaces externes sont des éléments essentiels des véhicules modernes, car ils protègent les cavités et les composants du véhicule contre l'eau, la poussière, la saleté, l'humidité, les contaminants corrosifs et les agressions environnementales. General Motors utilise des tests de cycles environnementaux pour évaluer si les matériaux d'étanchéité des surfaces externes conservent leur fonction protectrice dans des conditions d'utilisation simulées.

Développé par General Motors Worldwide (GMW), le « GMW Cycle Testing - External Surface Sealants » est défini comme un test climatique suivi d'un test de corrosion conformément à la norme SAE J1389 par des laboratoires d'essais avancés et comprend des applications telles que les mastics à cellules fermées, les mousses in situ et les mastics thermoplastiques.

L'objectif principal des essais de cycles d'étanchéité externe est de déterminer si un matériau ou un système d'étanchéité peut résister à des contraintes environnementales répétées sans altérer ses performances. Lors de l'entretien des véhicules, les joints externes peuvent être soumis aux conditions suivantes :

• températures élevées et basses
• Humidité et condensation
• Exposition à l'eau
• cycle thermique
• Conditions favorisant la corrosion
• Expansion et contraction répétées
• vieillissement des matériaux à long terme
• Contact avec les composants métalliques ou polymères environnants

Par conséquent, le test fournit une simulation en laboratoire de l'exposition environnementale, plutôt que de se baser uniquement sur un simple examen initial du matériau.

L'approche par boucle extérieure peut être appliquée à diverses technologies d'étanchéité :

• Mastics à cellules fermées : Les mousses à cellules fermées sont composées de cellules relativement isolées et sont généralement utilisées lorsqu’une résistance à l’humidité et aux agressions environnementales est requise. Des tests de vieillissement accéléré permettent d’évaluer si le matériau conserve son intégrité physique et ses propriétés d’étanchéité après exposition.
• Mastics mousse in situ : Les mastics mousse in situ sont appliqués directement sur un composant ou une structure, formant un joint étanche à l’endroit souhaité. Leur performance dépend non seulement du matériau lui-même, mais aussi de sa capacité à rester stable et fonctionnel après vieillissement environnemental.
• Mastics thermoplastiques : Les mastics thermoplastiques sont utilisés dans de nombreuses applications d’étanchéité automobile car ils allient flexibilité, facilité de mise en œuvre et résistance aux intempéries. Leur comportement sous l’effet des variations de température et d’humidité est particulièrement important, car des changements de température répétés peuvent affecter la rigidité, la stabilité dimensionnelle et l’étanchéité.

Ces trois catégories sont décrites dans le protocole d'essai de cyclage externe GMW. Cet essai consiste essentiellement en une évaluation de la durabilité environnementale. Un matériau ou composant d'étanchéité représentatif est soumis à des conditions environnementales définies dans un ensemble de laboratoires contrôlés. Un processus d'évaluation typique comprend : une inspection initiale, des essais d'exposition climatique/de cyclage, une exposition à la corrosion, une inspection finale et une évaluation des performances.

Les températures précises, les niveaux d'humidité, les temps d'exposition, le nombre de cycles, la configuration de l'échantillon et les critères d'acceptation sont spécifiés dans la spécification GMW pertinente ou dans le tableau de test référencé.

L'exposition aux variations climatiques vise à reproduire les contraintes environnementales auxquelles un système d'étanchéité externe peut être soumis en cours d'utilisation du véhicule. Les variations de température et d'humidité peuvent entraîner :

• Dilatation et contraction du matériau d'étanchéité.
• Changements de rigidité et de flexibilité
• Perte de récupération de compression
• Fissuration ou fragilité
• Déformation permanente
• Modifications de l'adhérence
• Espaces d'interface entre le matériau d'étanchéité et le substrat.

Un mastic qui fonctionne bien en laboratoire peut présenter un comportement très différent après avoir subi des cycles environnementaux.

Après exposition aux intempéries, les essais peuvent comprendre une phase d'exposition à la corrosion conformément à la norme SAE J1389. Cette étape est importante car les joints externes sont souvent situés à proximité des structures métalliques du véhicule. Un joint qui laisse passer l'humidité ou des contaminants au contact du métal peut engendrer des problèmes liés à la corrosion.

L'évaluation combinée du climat et de la corrosion représente l'exposition réelle du véhicule, allant au-delà de la simple évaluation du mastic après un test de température de base. Selon les spécifications du matériau ou du composant GMW applicable, l'évaluation peut inclure les observations suivantes :

• État visuel : L’échantillon est examiné selon les aspects suivants :
  • Des fissures
  • Ayrilma
  • Dégradation de surface
  • changement de couleur
  • Séparation des couches
  • Déformation excessive
  • Autres détériorations visibles
• Intégrité physique : Le matériau d’étanchéité doit conserver son intégrité structurelle après avoir été exposé à divers environnements. Une dégradation importante peut indiquer une résistance environnementale insuffisante.
• Performance d'étanchéité : La question essentielle est de savoir si le joint conserve sa fonction après exposition. Un matériau peut rester visuellement acceptable, mais perdre son efficacité d'étanchéité en raison d'une déformation permanente, d'une perte d'élasticité ou d'un décollement de l'interface.
• Effets liés à la corrosion : lorsque le matériau d’étanchéité est en contact avec des structures métalliques, l’état après essai peut être examiné afin de déceler les signes de corrosion ou de détérioration liés à la pénétration d’humidité.

Les joints d'étanchéité externes sont des éléments relativement petits d'un véhicule, mais leur défaillance peut avoir des conséquences importantes. Un joint endommagé peut permettre à l'eau ou à des contaminants de pénétrer dans des zones nécessitant une protection. Les conséquences possibles sont les suivantes :

• Fuite d'eau
• Corrosion des structures en coquille
• Dommages aux composants électriques
• Contamination des espaces protégés
• Problèmes de bruit et de vibration
• Durabilité réduite des composants.
• Plaintes des clients
• Panne prématurée du véhicule

Par conséquent, les essais de cycles environnementaux constituent un élément crucial de la validation des matériaux et systèmes d'étanchéité externes.

Les essais de cyclage externe ne doivent pas être considérés comme un test de matériau isolé. Les spécifications GMW peuvent combiner le cyclage externe avec d'autres exigences telles que les propriétés des matériaux, l'adhérence, le comportement en compression, la stabilité dimensionnelle ou la résistance à des facteurs environnementaux spécifiques. Par exemple, la norme GMW 17408 définit une spécification pour les mousses de caoutchouc souples et les matériaux élastomères utilisés pour l'isolation contre l'air, la poussière, le bruit et l'eau, et est répertoriée dans les listes de laboratoires sous l'appellation « Essai de cyclage externe ». Ceci souligne un point important : les conditions d'essai applicables et les critères d'acceptation dépendent de la spécification GMW et de l'application d'isolation.

En général, le processus de test suit les étapes suivantes :

• Sélection d'échantillons : Des matériaux ou composants d'isolation représentatifs sont sélectionnés.
• Conditionnement initial : les échantillons sont conditionnés conformément aux spécifications pertinentes.
• Examen initial : Les dimensions, l’aspect et les caractéristiques initiales pertinentes sont enregistrés.
• Cycle climatique : les échantillons sont exposés à la séquence environnementale spécifiée.
• Exposition à la corrosion : L'étape de corrosion pertinente est réalisée aux emplacements spécifiés, y compris la norme SAE J1389.
• Conditionnement post-test : les échantillons sont autorisés à atteindre la condition d’évaluation spécifiée.
• Inspection visuelle : on vérifie la présence de fissures, de déformations, de délaminations ou d’autres détériorations.
• Évaluation fonctionnelle : Elle détermine si la fonction d'étanchéité est maintenue.
• Évaluation de l'acceptation : les résultats sont comparés aux exigences de la spécification GMW pertinente.
• Rapports : Les conditions de test, les observations, les mesures, les écarts et les résultats finaux sont documentés.

En conclusion, les essais de cyclage GMW constituent une méthode d'évaluation de la durabilité environnementale permettant de déterminer si les matériaux d'étanchéité extérieurs automobiles résistent aux contraintes climatiques et corrosives combinées. L'objectif principal est de vérifier si le système d'étanchéité conserve son intégrité physique et sa fonction protectrice après vieillissement environnemental.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte d'une équipe compétente et expérimentée, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services de tests avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'implémentation et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également aux entreprises des services de tests de cycle GMW.