Pour que les revêtements aient une performance satisfaisante, ils doivent adhérer aux substrats sur lesquels ils sont appliqués. Diverses méthodes reconnues peuvent être utilisées pour déterminer le degré d'adhérence d'un revêtement au substrat. Les techniques de mesure les plus courantes sont réalisées avec un couteau ou avec un testeur d'adhérence par arrachement. Après tout essai, il est important de noter si la défaillance de l'adhérence était de nature adhésive (défaillance à l'interface revêtement/substrat), cohésive (défaillance à l'intérieur du film de revêtement ou du substrat), ou de nature collante (séparation visible de la colle d'elle-même). De nombreuses normes nationales et internationales exigent que la nature de la rupture soit enregistrée.
Ce test simple nécessite l'utilisation d'un couteau utilitaire pour décaper le revêtement. Il permet d'établir si l'adhérence d'un revêtement à un substrat ou à un autre revêtement (dans les systèmes multicouches) est à un niveau généralement adéquat. La performance est basée à la fois sur le degré de difficulté à retirer le revêtement du substrat et sur la taille du revêtement retiré.
À l'aide du couteau et du guide de coupe, une coupe en X est effectuée à travers le revêtement jusqu'au substrat. Au sommet, la pointe du couteau est utilisée pour tenter de soulever le revêtement du substrat ou du revêtement inférieur.
Il s'agit d'un test très subjectif et sa valeur dépend de l'expérience de l'inspecteur. Un revêtement qui a un haut degré de force de cohésion peut sembler avoir une moins bonne adhésion qu'un revêtement qui est fragile et se casse donc facilement lorsqu'il est sondé. Il n'y a pas de corrélation connue avec d'autres méthodes d'essai d'adhérence (essai d'adhérence par arrachement, ruban adhésif, etc.).
Une méthode standard pour l'application et la réalisation de ce test est disponible dans la norme ASTM D6677-Standard Test Method for Evaluating Adhesion by Knife.
Sur les substrats métalliques, une version plus formelle de l'essai au couteau est l'essai au ruban. Un ruban adhésif est appliqué et retiré sur les coupes effectuées dans le revêtement. Il existe deux variantes de ce test : le test de la bande en X et le test de la bande en croix.
Le test de la bande coupée en X est principalement destiné à être utilisé sur les chantiers. À l'aide d'une lame de rasoir aiguisée, d'un scalpel, d'un couteau ou d'un autre dispositif de coupe, une coupe en X est effectuée à travers le revêtement jusqu'au substrat. Une règle en acier ou autre métal dur est utilisée pour garantir des coupes droites. Du ruban adhésif est placé au centre de l'intersection des coupes, puis retiré rapidement. La zone découpée en X est ensuite inspectée pour vérifier que le revêtement n'a pas été enlevé du substrat ou du revêtement sous-jacent, puis notée.
Le test du ruban à hachures croisées est principalement destiné à être utilisé en laboratoire sur des revêtements d'une épaisseur inférieure à 5 mils (125 microns). Il utilise un motif de hachures croisées plutôt qu'un motif en X. Un guide de coupe ou un cutter spécial pour hachures croisées avec plusieurs lames préréglées est nécessaire pour s'assurer que les incisions sont correctement espacées et parallèles. Une fois la bande appliquée et retirée, la zone découpée est inspectée et évaluée.
Une méthode standard pour l'application et la réalisation de ces tests est disponible dans la norme ASTM D3359-Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test.
Un test plus quantitatif de l'adhérence est le test d'arrachage dans lequel un dispositif de chargement, communément appelé chariot ou talon, est fixé par un adhésif à un revêtement. À l'aide d'un appareil portable d'essai d'adhérence par arrachement, tel que le modèle PosiTest ATune charge est appliquée de manière croissante jusqu'à ce que le chariot soit arraché. La force nécessaire pour retirer le chariot ou la force à laquelle le chariot a résisté donne la résistance à la traction en livres par pouce carré (psi) ou en méga pascals (MPa). La rupture se produira le long du plan le plus faible du système composé du chariot, de l'adhésif, du système de revêtement et du substrat, et sera exposée par la surface de rupture.
Cette méthode d'essai maximise la contrainte de traction par rapport à la contrainte de cisaillement appliquée par d'autres méthodes, comme le grattage ou l'adhésion au couteau, et les résultats peuvent ne pas être comparables. En outre, les mesures de la résistance à l'arrachement dépendent de l'instrument utilisé pour l'essai. Les résultats obtenus avec des appareils différents ou les résultats pour les mêmes revêtements sur des substrats ayant une rigidité différente peuvent ne pas être comparables.
Les testeurs d'adhérence portables fonctionnent par pression mécanique (rotation manuelle), hydraulique (huile) ou pneumatique (air). Ils sont classés comme étant à alignement fixe ou à alignement automatique en fonction de leur capacité à assurer une force d'arrachement verticale. La meilleure répétabilité est obtenue lorsque la force d'arrachement est perpendiculaire à la surface à tester.
La disponibilité d'une gamme complète de modèles de testeurs d'adhérence par arrachement facilite la mesure de l'adhérence des revêtements sur presque tous les substrats rigides. Par exemple, les chariots de 20 mm peuvent être idéaux pour les forces d'adhérence typiques des revêtements sur le métal, le plastique et le bois, tandis que les chariots de 50 mm sont plus adaptés aux revêtements à faible force d'adhérence sur les substrats de maçonnerie tels que le béton. Différentes tailles de chariots peuvent être utilisées pour répondre à des besoins de mesure particuliers. Par exemple, en réduisant la taille du chariot de 20 mm à 10 mm, on multiplie par quatre la plage d'arrachement de la jauge, ce qui permet à certains fabricants de mesurer avec précision des forces d'adhérence supérieures à 82 MPa (12 000 psi). Des chariots peu coûteux éliminent le besoin de réutilisation, simplifiant grandement le processus de préparation, avec l'avantage supplémentaire de permettre la conservation d'échantillons physiques pour référence future ou la preuve des résultats des tests d'arrachement.
Le testeur d'adhérencePosiTest AT est la solution de DeFelsko pour réaliser avec précision un test d'adhérence de revêtement. Disponible à la fois en version manuelle (PosiTest AT-M) et automatique (PosiTest AT-A), le testeur d'adhérence par arrachement mesure l'adhérence des revêtements sur le métal, le bois, le béton et d'autres substrats rigides. Cliquez ici pour en savoir plus sur le site PosiTest AT.
Une méthode standard pour l'application et la réalisation de l'essai d'adhérence par arrachement est disponible dans la norme ASTM D4541-Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers et ISO 4624-Paints and Varnishes - Pull-off test for adhesion.
L'essai de grattage est généralement effectué en laboratoire et se limite à des essais sur des surfaces de panneaux lisses et plates. L'adhérence est déterminée en poussant les panneaux enduits sous un stylet ou une boucle arrondie qui est chargée en quantités croissantes jusqu'à ce que le revêtement soit retiré de la surface du substrat. On utilise un appareil appelé testeur d'adhérence par grattage à faisceau équilibré.
Une méthode standard pour l'application et la réalisation de ce test est disponible dans la norme ASTM D2197-Standard Test Method for Adhesion of Organic Coatings by Scrape Adhesion.
Il existe de nombreux autres essais d'adhérence. Certains d'entre eux impliquent l'utilisation de machines d'essai de traction avec de la peinture appliquée sur le substrat avec une bande de textile noyée dans la peinture (la machine de traction tire sur le substrat et le tissu) ou ont la peinture appliquée entre deux feuilles du substrat (la machine de traction tire sur les deux morceaux de substrat). La norme ASTM D2370 décrit un de ces essais d'élongation, de résistance à la traction et de rigidité des films organiques lorsqu'ils sont testés en tant que films libres. L'ASTM D5179 traite de l'adhérence des revêtements organiques sur les substrats plastiques par le montage d'un goujon en aluminium et son retrait à l'aide d'un testeur de traction.
La norme ASTM D4145 décrit un test de flexion pour déterminer la flexibilité et l'adhérence des revêtements sur des substrats métalliques prépeints. Ces revêtements organiques sont soumis à des contraintes lorsqu'ils sont transformés en produits par laminage, pliage ou autres processus de déformation. Ces contraintes peuvent dépasser la flexibilité ou la force d'adhésion du revêtement, entraînant la rupture du revêtement, l'exposition du substrat ou la perte d'adhésion au substrat. Cet essai est un moyen d'évaluer la capacité d'un système de revêtement à résister aux contraintes de fabrication.
Le test de formabilité et d'adhérence des revêtements complexes riches en zinc/chromate appliqués en usine sur l'acier est décrit dans la norme ASTM 4146. Dans cet essai, une éprouvette revêtue est étirée biaxialement sur une distance donnée dans une machine appropriée, un ruban adhésif est appliqué sur la zone déformée (dôme) puis retiré, et la quantité de revêtement enlevé est comparée à une photographie standard pour déterminer l'indice d'adhérence du revêtement.
L'adhérence est également un résultat mesurable de certains essais de dureté effectués au crayon, au gravelomètre, par impact (fléchette tombante, etc.) ou par flexion du mandrin. L'écaillage du revêtement doit être enregistré lors de ces essais. Enfin, la perte d'adhérence peut être constatée lors de certains tests de résistance chimique où le revêtement se boursoufle, se boursoufle ou même se détache.
