La norme « EN IEC 60068-2-14 Essais environnementaux - Partie 2-14 : Essais - Essai N : Variation de température », basée sur une norme européenne et publiée ultérieurement par la Commission électrotechnique internationale (CEI), décrit des méthodes d'essai impliquant des variations spécifiques de température ambiante pour analyser leurs effets sur les échantillons.
Les essais de variation de température visent à déterminer l'effet d'une ou de plusieurs variations de température sur un échantillon. Ils ne permettent pas de mettre en évidence les effets d'une exposition à des températures basses ou élevées.
L'effet de la variation de température lors des essais est déterminé par les éléments suivants :
Dans le monde des produits électroniques et électromécaniques, la fiabilité est essentielle. Des smartphones aux capteurs industriels, les appareils sont constamment soumis à des contraintes environnementales, parmi lesquelles les variations rapides de température sont particulièrement néfastes. La norme EN IEC 60068-2-14 est une norme internationale qui permet de tester la résistance thermique d'un produit.
Cette norme garantit que les composants, les équipements et les assemblages résistent aux fluctuations thermiques réelles sous pression sans se fissurer. Elle fait partie de la série de normes CEI 60068, un ensemble complet de méthodes d'essais environnementaux conçues pour simuler des conditions extrêmes telles que le froid extrême, la chaleur torride, les vibrations, etc. Cette norme en particulier porte sur les chocs thermiques, c'est-à-dire les variations brusques de température susceptibles d'entraîner la dilatation, la contraction ou une dégradation importante des matériaux. La conformité à la norme EN CEI 60068-2-14 permet aux fabricants d'éviter des rappels de produits coûteux et de renforcer la confiance des consommateurs.
La norme EN IEC 60068-2-14 évalue essentiellement la résistance d'un produit aux variations rapides de température ambiante ou à une série de variations de ce type. Elle ne concerne pas la résistance à des températures constamment élevées ou basses. Les normes telles que IEC 60068-2-1 (froid) ou IEC 60068-2-2 (chaleur sèche) sont pertinentes à cet égard. Elle cible plutôt les effets de transition, c'est-à-dire les contraintes résultant de la dilatation, de la contraction ou de la fissuration différentielles qui se produisent lors de variations rapides de température.
Lorsqu'une carte de circuit imprimé, tout juste sortie d'un entrepôt surchauffé, est transportée à l'arrière d'un camion frigorifique, ou lorsqu'un dispositif médical passe rapidement d'une ambulance brûlante à une salle d'urgence climatisée, d'importants gradients de température se créent au sein du dispositif, notamment à proximité des sources de chaleur telles que les résistances. Le rayonnement d'un composant peut chauffer son voisin tandis que les autres restent froids, engendrant des microcontraintes susceptibles de rompre les soudures, de déformer les cartes de circuits imprimés (PCB) ou de desserrer les joints. Cette norme évalue les performances électriques et mécaniques, la conformité des matériaux et l'intégrité structurelle globale sous ces contraintes artificielles.
Les principaux objectifs de la norme EN IEC 60068-2-14 sont les suivants :
La norme EN IEC 60068-2-14 aide les ingénieurs à évaluer les risques et à itérer sur les conceptions dès le début en définissant des méthodes de test reproductibles avec des niveaux de gravité spécifiés.
La norme EN IEC 60068-2-14 s'applique à une large gamme de produits électrotechniques : composants non encapsulés, ensembles complets et boîtiers. Elle est idéale pour les dispositifs électroniques des secteurs automobile, aérospatial, des biens de consommation et médical. Cependant, il ne s'agit pas d'une norme exhaustive. Les échantillons doivent être représentatifs des conditions d'utilisation et les essais doivent être réalisés hors tension, sauf indication contraire (afin d'isoler les effets thermiques).
Cette norme ne s'applique pas uniquement à la résistance aux hautes et basses températures ou à l'intégrité de l'étanchéité. Elle ne s'applique pas non plus aux produits non emballés soumis à des vibrations ou à d'autres conditions dynamiques, sauf s'ils sont associés à d'autres composants conformes à la norme CEI 60068.
La norme EN IEC 60068-2-14 comprend deux variantes d'essai de base (Na et Nb), chacune adaptée à différentes intensités de choc. Les essais consistent à soumettre l'échantillon à des cycles de température contrôlés dans des enceintes à température ambiante, avec des temps de maintien permettant sa stabilisation. Les temps d'exposition varient selon le type d'échantillon (dissipateur thermique ou non), mais sont calibrés pour générer des contraintes réalistes sans exagération inutile.
Le cycle se déroule en plusieurs étapes : stabilisation à basse température, transfert à haute température, stabilisation, puis nouveau transfert. On effectue généralement entre 3 et 15 cycles. La température varie d’environ 10 à 15 degrés par minute, simulant les fluctuations quotidiennes naturelles ou les transitions entre stockage et utilisation.
Il est idéal pour évaluer la robustesse globale dans des scénarios non extrêmes, tels que l'électronique grand public, sous différents climats.
Le profil de cyclage est similaire à celui de Na, mais accéléré jusqu'à 10 cycles, avec une immersion rapide pour un choc instantané. Le cyclage crée des pentes plus raides presque instantanément grâce à la transmission du fluide.
Il simule des conditions extrêmes telles que l'exposition sous le capot d'un véhicule automobile ou des chutes d'altitude brutales, similaires à celles rencontrées avec les équipements militaires. La vérification de la compatibilité des fluides est indispensable pour éviter toute contamination.
Les deux méthodes mesurent avec précision la température de l'échantillon (et non seulement celle de l'air ambiant), et les tolérances sont plus strictes dans la dernière version. Les niveaux de précision peuvent être personnalisés selon les spécifications du produit, mais les valeurs par défaut garantissent la répétabilité.
Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais aux entreprises, conformément à la norme « EN IEC 60068-2-14 Essais environnementaux – Partie 2-14 : Essais – Essai N : Variation de température ».
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