Essais de vieillissement accéléré

Micom offre des services d’essai de vieillissement accéléré pour une variété de secteurs industriels et de conditions d’utilisation. Essentiellement, les essais réalisés sont en mesure de répondre aux trois questions suivantes :

• Qu’est-ce qui se passe avec mon produit/matériau/assemblage?
• Que va-t-il se passer avec mon produit/matériau/assemblage?
• Comment robuste est mon produit/matériau/assemblage?

À quoi sert le vieillissement accéléré?

Le vieillissement accéléré est utilisé pour simuler le vieillissement en temps réel dans des conditions contrôlées, mais accélérées. Les méthodes de vieillissement utilisent un ou plusieurs des processus de vieillissement suivants : chaleur, froid, humidité, lumière du soleil, vibrations, environnement corrosif, charges cycliques et beaucoup plus. Dans de nombreux cas, plus d’un processus de vieillissement est appliqué simultanément.

Comment nous accélérons le vieillissement des produits

Le vieillissement accéléré est utile pour répondre aux deux premières questions. Les essais peuvent être réalisés de multiples façons selon le matériau ou produit à tester, l’utilisation, ou encore les conditions environnantes du produit lors. Voici la liste des essais de vieillissement accéléré offerts chez Micom :

Lorsque ces essais sont réalisés, il est important de bien comprendre les caractéristiques du produit, les conditions normales d’utilisation, les conditions prévisibles d’une utilisation abusive et enfin la vie utile prévue du produit. La réalisation d’un plan de test répondant vraiment à vos besoins demande une bonne connaissance des protocoles de vieillissement accéléré afin de ne pas exposer un produit à des conditions susceptibles d’engendrer un vieillissement anormal.

Règles de base

L’augmentation de température survient parfois seule, mais souvent en conjonction avec d’autres processus de vieillissement accéléré (humidité, UV, électrolytes/solutions salines (corrosion)). En effet, la chaleur agit fréquemment en synergie avec d’autres processus de vieillissement.

Température

Néanmoins, il y a quelques règles de base à suivre dans toutes les procédures de test de vieillissement. À l’exception des cycles gel-dégel qui évaluent les impacts des changements de phase, tous les processus de vieillissement augmentent en fonction de la température ambiante. Ce processus d’accélération est régi par la loi d’Arrhenius:

Où :

T_AA: Température de vieillissement accélérée (^oC)

T_RT: Température ambiante (^oC)

Q₁₀: Taux de réaction chimique, généralement égal à 2

En termes simples, toute réaction chimique doublera son taux à chaque augmentation de 10°C. C’est pour cela que la corrosion et le vieillissement UV, par exemple, se font à des températures supérieures à la température ambiante. Inversement, une exposition excessive à de hautes températures n’est pas recommandée. En effet, au-delà d’un certain point, les molécules d’un matériau donné peuvent être excitées par des niveaux suffisamment élevés d’énergie d’activation qui leur permettront de créer certaines réactions chimiques qui ne se produiraient pas naturellement, même sur de longues périodes ou dans des conditions extrêmement défavorables. En outre, dans de nombreux processus de vieillissement accéléré, il y a un comportement asymptotique pour les molécules organiques c.-à-d. : au-delà d’une certaine température, il n’y a pas de gain significatif; seulement du risque.

Figure #1a: Loi d’Arrhenius – Courbes de vieillissement accélérées^oC
La loi d’Arrhenius est générale. Elle suppose le cas où le taux de vieillissement double à chaque 10^oC d’augmentation. Cette situation idéalisée correspondrait à la courbe Q10=2 ci-jointe. Si c’est le cas, et si vous souhaitez vieillir vos produits à une température de 45^oC, vous aurez besoin d’un processus de vieillissement de 10 semaines pour simuler une année de vieillissement réel. Le facteur de vieillissement accéléré n’est pas toujours « 2 ». Si le facteur de vieillissement est connu, la simulation peut être ajustée en conséquence. Par exemple, s’il s’avère que le matériau testé a un facteur de vieillissement accéléré de 3 (Q10=3 ci-joint); pour la même température de vieillissement de 45^oC, le nombre de semaines d’utilisation normale de vieillissement serait de 4 au lieu de 10.
Le vieillissement thermique est souvent effectué selon les normes ASTM D3035 et ASTM F1980.