Pour que les revêtements assurent des performances satisfaisantes, ils doivent adhérer aux substrats sur lesquels ils sont appliqués. Diverses méthodes reconnues permettent de déterminer la qualité de l'adhérence d'un revêtement sur son substrat. Les techniques de mesure couramment utilisées sont réalisées à l'aide d'un couteau ou d'un adhésimètre par traction. Après tout essai, il est important de consigner la nature de la rupture : adhésive (rupture à l'interface revêtement/substrat), cohésive (rupture au sein du film de revêtement ou du substrat) ou adhésive de la colle (séparation visible de la colle elle-même). De nombreuses normes nationales et internationales exigent que la nature de la fracture soit enregistrée.
Cet essai simple nécessite l'utilisation d'un couteau utilitaire pour gratter le revêtement. Il permet d'établir si l'adhérence d'un revêtement sur un substrat ou sur un autre revêtement (dans les systèmes multicouches) atteint un niveau généralement adéquat. Les performances sont évaluées en fonction de la difficulté à détacher le revêtement du substrat et de la taille de la partie retirée.
À l'aide du couteau et du guide de coupe, une incision en croix (X) est pratiquée à travers le revêtement jusqu'au substrat. Au niveau du sommet de l'intersection, la pointe du couteau est utilisée pour tenter de soulever le revêtement du substrat ou de la couche sous-jacente.
Il s'agit d'un essai hautement subjectif dont la valeur dépend de l'expérience de l'inspecteur. Un revêtement doté d'une résistance cohésive élevée peut sembler présenter une moins bonne adhérence qu'un revêtement fragile qui se fracture donc facilement lors du sondage. Il n'existe aucune corrélation connue avec d'autres méthodes d'essai d'adhérence (essai d'adhérence par traction, ruban adhésif, etc.).
Une méthode standard pour l'application et la réalisation de cet essai est décrite dans la norme ASTM D6677 — Standard Test Method for Evaluating Adhesion by Knife.
Sur les subjectiles métalliques, le test au ruban adhésif constitue une version plus formalisée du test au couteau. Un ruban adhésif sensible la pression est appliqué puis retiré sur des incisions pratiquées dans le revêtement. Ce test se décline en deux variantes : le test au ruban adhésif en X et le test au ruban adhésif à quadrillage.
L'essai d'adhérence par quadrillage au ruban adhésif (coupe en X) est principalement destiné à être utilisé sur les chantiers. À l'aide d'une lame de rasoir tranchante, d'un scalpel, d'un couteau ou d'un autre dispositif de coupe, une incision en X est pratiquée à travers le revêtement jusqu'au substrat. Une règle métallique rigide est utilisée pour garantir des coupes nettes. Du ruban adhésif est appliqué au centre de l'intersection des coupes, puis retiré rapidement. La zone de la coupe en X est ensuite inspectée afin de vérifier l'arrachement éventuel du revêtement du substrat ou de la couche sous-jacente, puis notée.
Le test au ruban adhésif à quadrillage est principalement destiné à être utilisé en laboratoire sur des revêtements d'une épaisseur inférieure à 5 mils (125 microns). Il utilise un motif en quadrillage plutôt qu'un motif en X. Un guide de coupe ou un couteau à quadrillage spécial doté de lames préréglées multiples est nécessaire pour s'assurer que les incisions sont correctement espacées et parallèles. Une fois le ruban appliqué et arraché, la zone incisée est inspectée et évaluée.
Une méthode standard pour l'application et la réalisation de ces essais est disponible dans la norme ASTM D3359 — Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test.
L'essai par traction constitue une méthode plus quantitative pour évaluer l'adhérence ; il consiste à coller un accessoire de traction, communément appelé Dolly ou plot, sur un revêtement à l'aide d'un adhésif. Au moyen d'un adhésimètre par traction portatif, tel que le PosiTest AT, une charge croissante est appliquée jusqu'à l'arrachement du Dolly. La force nécessaire pour arracher le Dolly ou la force maximale qu'il a supportée fournit la résistance à la traction en livres par pouce carré (psi) ou en mégapascals (MPa). La rupture se produit le long du plan le plus faible du système — composé du Dolly, de l'adhésif, du système de revêtement et du substrat — et est mise en évidence par la surface de rupture.
Cette méthode d'essai maximise les contraintes de traction par rapport aux contraintes de cisaillement appliquées par d'autres méthodes, telles que l'adhérence par grattage ou au couteau, et les résultats peuvent ne pas être comparables. De plus, les mesures de résistance à la traction dépendent de l'instrument utilisé lors de l'essai. Les résultats obtenus avec des appareils différents ou pour un même revêtement sur des subjectiles présentant des rigidités différentes peuvent ne pas être comparables.
Les adhésimètres par traction portatifs fonctionnent par pression mécanique (torsion manuelle), hydraulique (huile) ou pneumatique (air). Ils sont classés en tant qu'appareils à alignement fixe ou auto-alignants selon leur capacité à garantir une force de traction strictement verticale. La meilleure répétabilité est obtenue lorsque la force de traction s'exerce perpendiculairement à la surface soumise à l'essai.
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 dollies de 20 mm peuvent être idéaux pour les résistances d'adhérence de revêtement typiques sur le métal, le plastique et le bois, tandis que les dollies de 50 mm conviennent mieux aux revêtements à plus faible résistance d'adhérence sur les substrats de maçonnerie tels que le béton. Différentes tailles de dollies peuvent être utilisées pour répondre à des besoins de mesure spécifiques. Par exemple, réduire la taille du dolly de 20 mm à 10 mm multiplie par 4 la plage d'arrachement de la jauge, permettant à certains fabricants de mesurer avec précision des résistances d'adhérence supérieures à 12 000 psi (82 MPa). Les dollies économiques éliminent le besoin de réutilisation, simplifiant grandement le processus de préparation, avec l'avantage supplémentaire de permettre la conservation d'échantillons physiques pour référence ultérieure ou comme preuve des résultats du test d'arrachement.
L'adhésimètre PosiTest AT est la solution de DeFelsko pour mesurer avec précision l'adhérence des revêtements. Proposé en versions manuelle (PosiTest AT-M) et automatique (PosiTest AT-A), cet instrument mesure l'adhérence des revêtements sur des substrats rigides en métal, en bois, en béton et autres. Cliquez ici pour en savoir plus sur le PosiTest AT.
Une méthode standard pour l'application et la réalisation de l'essai d'adhérence par traction est disponible dans les normes ASTM D4541 — Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers et ISO 4624 — Peintures et vernis — Essai de traction pour l'adhérence.
Un essai de grattage est généralement réalisé en laboratoire et se limite à des essais sur des surfaces de panneaux lisses et planes. L'adhérence est déterminée en poussant les panneaux revêtus sous un stylet ou une boucle arrondie soumis à une charge croissante jusqu'à ce que le revêtement soit éliminé de la surface du subjectile. On utilise un appareil appelé dispositif d'essai d'adhérence par grattage à fléau équilibré.
Une méthode standard pour l'application et la réalisation de cet essai est décrite 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 impliquent l'utilisation de machines d'essai de traction avec de la peinture appliquée sur le subjectile, une bande textile étant noyée dans la peinture (la machine de traction tire sur le subjectile et le tissu) ou prévoient l'application de la peinture entre deux feuilles du subjectile (la machine de traction tire sur les deux pièces du subjectile). La norme ASTM D2370 décrit l'un de ces essais concernant l'allongement, la résistance à la traction et la rigidité des feuils organiques testés sous forme de feuils libres. L'adhérence des revêtements organiques sur des subjectiles en plastique, obtenue par montage d'un plot en aluminium et arrachement à l'aide d'une machine de traction, fait l'objet de la norme ASTM D5179.
La norme ASTM D4145 décrit un essai de plie pour déterminer la flexibilité et l'adhérence des revêtements sur des subjectiles métalliques prélaqués. Ces revêtements organiques sont soumis à des contraintes lorsqu'ils sont façonnés en produits par profilage par roulement, pliage à la presse ou d'autres procédés de déformation. Ces contraintes peuvent dépasser la flexibilité ou la force d'adhérence du revêtement, entraînant la fracture de ce dernier, l'exposition du subjectile ou une perte d'adhérence sur le subjectile. Cet essai constitue un moyen d'évaluer l'aptitude d'un système de revêtement à résister aux contraintes de fabrication.
L'essai d'aptitude au formage et d'adhérence des revêtements de fond riches en zinc / complexes de chromate appliqués en usine sur de l'acier est décrit dans la norme ASTM D4146. 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 (coupole) puis retiré, et la quantité de revêtement arrachée est comparée à un étalon photographique pour déterminer la classification de l'adhérence du revêtement.
L'adhérence est également le résultat mesurable de certains essais de dureté réalisés par dureté au crayon, gravillomètre, choc (dard tombant, etc.) ou mandrin conique. L'écaillage du revêtement doit être enregistré lors de ces essais. Enfin, une perte d'adhérence peut être constatée lors de certains essais de résistance chimique lorsque le revêtement présente des cloques, se soulève ou se détache.
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