3 des meilleurs types de joints pour la conception de produits

Lorsqu’il s’agit de choisir le type de joint adapté à un produit, il convient de répondre à quelques questions essentielles afin d’éviter tout dysfonctionnement. Selon l’application prévue, un joint mal choisi peut entraîner des performances médiocres, des défauts coûteux, voire des blessures graves.

À quoi servira le joint ? À quelles températures sera-t-il exposé ? À quels produits chimiques sera-t-il exposé ? Dans quelles conditions climatiques fonctionnera-t-il ? Doit-il être conforme à des normes ? Les réponses à ces questions permettront de déterminer le type et le matériau du joint les plus adaptés.

Ce guide, qui commence par le joint torique, vous présentera les types de joints les plus courants pris en compte par les concepteurs industriels et les ingénieurs lors de la conception d’un nouveau produit.

1. Étanchéité par joints toriques

L’un des types de joints les plus courants est le joint torique. On l’appelle aussi garniture ou joint torique. Il est conçu pour s’insérer dans une gorge afin d’assurer l’étanchéité. Fiables et faciles à installer, les joints toriques sont également peu coûteux, ce qui en fait un excellent choix pour les applications statiques et dynamiques.

Les joints toriques peuvent être fabriqués à partir de divers matériaux, que l’on peut principalement classer en deux catégories : les caoutchoucs synthétiques (thermodurcissables) et les thermoplastiques. La taille d’un joint torique peut être déterminée de deux manières. Soit le cordon est produit à la longueur souhaitée lors de la fabrication, soit il est acheté en bobine, puis coupé et soudé avant utilisation. Cette dernière méthode, bien que suffisante pour certains projets, est la moins fiable, car la section soudée ou collée constitue un point faible et peut se rompre.

Les joints toriques en pratique :

Chez SurfaceID, nous avons récemment utilisé des joints toriques creux pour sceller les vitrages recouvrant les écrans de plusieurs stations de métro américaines. Le tube du joint torique était inséré dans une rainure à l’intérieur du cadre, empêchant ainsi l’humidité de pénétrer et permettant le nettoyage des vitrages au nettoyeur haute pression. Grâce à l’étanchéité des joints toriques, aucune humidité ni poussière ne pouvait pénétrer dans les vitrages.

Types de joints toriques :

• Joint torique flexible : Le joint torique flexible peut être creux ou plein et permet la compression et la déformation. La force nécessaire à sa compression peut être ajustée en modifiant l’épaisseur de la paroi d’un joint torique creux. L’avantage d’un joint torique flexible réside dans son étanchéité, qui ne nécessite ni lubrifiant ni adhésif. Ce type de joint est particulièrement adapté aux rainures existantes, évitant ainsi la conception sur mesure d’un joint torique plein ou d’un joint surmoulé.
• Joint torique liquide : Le joint torique liquide est un lubrifiant et mastic synthétique. Il est couramment utilisé sur les filetages de tuyauterie pour garantir une étanchéité parfaite. Appliqué sur les filetages mâles et femelles, il assure un raccordement optimal. Le joint torique liquide permet é

Fait intéressant : la catastrophe de Challenger en 1986 a été attribuée à la défaillance d’un joint torique. Les températures extrêmement basses ont rendu ce joint cassant et lui ont fait perdre sa souplesse. La NASA a par la suite modifié la conception du joint, en utilisant trois joints toriques au lieu de deux, et en ajoutant des éléments chauffants embarqués. Aucun problème de joint torique n’a été signalé depuis.

Fabrication de joints toriques :

Les joints toriques peuvent être fabriqués selon plusieurs procédés : extrusion et moulage sous pression ou par transfert.

L’extrusion est un procédé de fabrication qui consiste à faire passer un objet à travers une filière selon la forme de sa section transversale souhaitée. Par exemple, la section transversale d’un joint torique aura la forme d’un « O ». Ce procédé permet de produire un tube creux. L’extrusion ne peut être utilisée que pour créer des objets dont la section transversale est constante, car seule la longueur de l’objet peut être ajustée. Cette méthode est similaire à la façon dont la pâte à modeler est démoulée.

Le moulage par pression et le moulage par transfert sont des procédés qui consistent à forcer un matériau dans des cavités de moule. Le moulage par pression implique de fermer un moule sur un matériau chauffé afin de le plaquer contre toute la surface du moule. Le moulage par transfert, quant à lui, est un procédé où le matériau de fonderie est forcé dans un moule fermé. Ce procédé permet des tolérances dimensionnelles plus strictes et un impact environnemental moindre.

2. Étanchéité par joints en caoutchouc surmoulés

Une autre méthode de scellage consiste à appliquer un joint surmoulé. Ce joint est appliqué directement sur une surface pour assurer l’étanchéité à l’eau et à la poussière. Par exemple, le Samsung Galaxy S5 était doté d’un joint surmoulé sur sa face arrière afin de protéger sa batterie et ses circuits des dégâts causés par l’eau.

L’avantage du surmoulage, par rapport à l’utilisation d’un joint torique, réside dans la possibilité de mouler une forme complexe sur une surface plane. L’insertion d’un joint torique dans une structure aussi complexe risquerait de le faire glisser ou de lui faire perdre son élasticité.

3. Étanchéité par joints

Enfin, un joint peut servir d’étanchéité. Il s’agit d’une pièce de caoutchouc ou autre matériau souple, de forme personnalisée, placée entre deux surfaces pour assurer l’étanchéité de leur jonction. Les joints peuvent être fabriqués en silicone, néoprène, uréthane, EPDM ou autres matériaux. Une compression uniforme sur tout le pourtour est indispensable pour une étanchéité fiable. Le choix du matériau et de la conception les plus adaptés à un joint donné dépend des conditions environnementales d’utilisation de la machine ou du produit. Par exemple, un joint en silicone est étanche et flexible, et convient aux hautes et basses températures, tandis que le néoprène offre l’avantage de garantir une étanchéité permanente.