Réponse courte : Les joints en silicone sont toujours le premier choix dans l’industrie lorsqu’un composant nécessite une plage de températures extrêmes (–50 °C à +200 °C / +250 °C), une excellente isolation électrique, un contact alimentaire ou pharmaceutique, ou une résistance durable aux UV et aux intempéries. Les trois formes de construction les plus importantes dans l’industrie sont le joint torique (statique/rotatif, tolérances selon ISO 3601), le joint plat (brides et joints de composants) et le joint moulé (géométries complexes, souvent fabriqués par moulage par injection). La sélection suit un schéma clair : Milieu > Température > Pression > Géométrie > Dureté > Homologation.
Les concepteurs, acheteurs et responsables de maintenance sont souvent confrontés à la même question : quel joint en silicone convient à mon application – et en quoi le silicone diffère-t-il de l’EPDM, du NBR ou du FKM, qui figurent déjà dans de nombreuses spécifications ? Ce guide classe les options par forme de construction, matériau et exigence industrielle – en se concentrant sur des critères de sélection fiables plutôt que sur des formulations marketing.
Comparaison des trois formes de construction pertinentes pour l’industrie
| Forme de construction | Fonction typique | Tolérances / Norme | Point idéal économique |
|---|---|---|---|
| Joint torique | Tâches d’étanchéité statiques et dynamiques simples dans des gorges | Dimensions et tolérances ISO 3601-1 ; exigences de matériau ISO 3601-3 | Pièces de série, grandes quantités, gorges standardisées |
| Joint plat | Étanchéité entre surfaces planes (brides, couvercles, voyants) | Géométrie selon la conception, matériau selon DIN/EN 1514, ASTM F104 | Construction de tuyauteries, d’appareils, de carters de machines |
| Joint moulé | Géométries complexes, joints multifonctionnels, contre-dépouilles | Capacité d’outillage, tolérances selon DIN ISO 3302-1 (classes M) | Moulage par injection pour des quantités moyennes à élevées |
Silicone, EPDM, NBR, FKM – quel matériau choisir et quand ?
Les élastomères les plus importants pour les applications d’étanchéité industrielles se distinguent principalement par leur plage de températures, leur compatibilité avec les fluides et leur déformation rémanente à la compression :
| Matériau | Fonctionnement continu | Points forts | Points faibles |
|---|---|---|---|
| Silicone (VMQ) | −50 … +200 °C (HT jusqu’à +250 °C) | Plage de températures, UV/Ozone, compatible alimentaire/médical, salle blanche, isolant électrique | Résistance limitée aux huiles minérales/carburants, résistance à la déchirure inférieure à celle des élastomères organiques |
| EPDM | −40 … +130 °C | Vapeur d’eau, eau chaude, ozone, nombreux acides/alcalis aqueux | Non résistant aux huiles minérales et aux carburants |
| NBR | −30 … +100 °C | Résistant aux huiles minérales, carburants, huiles hydrauliques | Mauvaise résistance aux intempéries/UV, plage de températures limitée |
| FKM (par ex. Viton) | −20 … +200 °C | Produits chimiques agressifs, carburants, températures élevées | Prix élevé, mauvaise performance à basse température, résistance limitée à l’eau chaude/vapeur |
| FVMQ (Fluoro-silicone) | −55 … +175 °C | Avantages du silicone + résistance aux huiles minérales/carburants | Prix plus élevé, plage de températures plus petite que le VMQ standard |
Nous avons documenté une comparaison détaillée dans Silicone vs. EPDM – comparaison complète.
Joint torique en silicone : conception en pratique
Un joint torique en silicone doit être monté dans une gorge dimensionnée selon ISO 3601-2. Règles empiriques pour les applications statiques :
- Compression : 15–25 % de l’épaisseur du cordon pour une étanchéité statique, 8–16 % pour une étanchéité dynamique (rotative).
- Taux de remplissage de la gorge : 60–85 %, afin de pouvoir absorber le gonflement dans le fluide.
- Dureté : 50–70 Shore A pour la plupart des applications ; 70–80 Shore A pour des pressions plus élevées.
- Déformation rémanente à la compression (DRC, ISO 815) : une valeur < 25 % après 70 h / 100 °C est un bon standard pour les tâches d'étanchéité statiques.
Dans les applications dynamiques (arbres à rotation lente, pistons à faible course), les joints toriques en silicone sont techniquement possibles, mais les conditions de frottement sont différentes de celles du NBR – vérifier le choix du lubrifiant, éventuellement à base de fluoro-silicone.
Joints plats en silicone : pression de contact et DRC
Les joints plats en silicone sont utilisés dans les brides, les trappes de nettoyage, les couvercles d’inspection, les supports de voyants et des endroits similaires. Le choix du matériau suit trois règles :
- Pression de surface à la température de conception : le silicone a une résistance inférieure à celle du NBR ou de l’EPDM. Les pressions de surface de conception sont typiquement de 0,5 à 3 N/mm² (Shore A 50–80).
- Tenir compte du comportement de tassement : la déformation rémanente à la compression augmente avec le temps. Resserrer les couples de serrage après la maintenance si nécessaire.
- Géométrie : les bords intérieurs et extérieurs doivent être ébavurés lors de la conception, sinon des points de rupture prédéterminés se formeront à la transition.
Joints moulés : quand la géométrie standard ne suffit pas
Les joints moulés sont fabriqués par moulage par injection ou par compression et couvrent toutes les géométries qu’un joint torique standard ou une pièce découpée ne peut pas réaliser : joints de cadre rectangulaires, joints avec lèvres d’étanchéité intégrées, plusieurs plans d’étanchéité dans un même composant, ou joints hybrides avec inserts métalliques ou plastiques intégrés.
Le choix entre les procédés dépend du composant : le moulage par injection est économique à partir de quantités moyennes et offre les tolérances les plus serrées, le moulage par compression convient aux pièces plus complexes, grandes ou à parois épaisses, souvent moins cher en outillage. Nous approfondissons ce sujet dans Moulage par injection – technologie moderne pour la fabrication de pièces en silicone.
Quelle dureté pour quelle tâche ?
| Shore A | Exemples d’application |
|---|---|
| 30 – 40 | Joints de climatisation souples, conduits de climatisation, amortissement des chocs |
| 50 – 60 | Joints toriques standard, joints plats et moulés pour basse pression |
| 60 – 70 | Joints sous pression, tâches dynamiques |
| 70 – 80 | Haute pression, profilés d’étanchéité soumis à des contraintes mécaniques, joints découpés |
Domaines d’application dans l’industrie
- Industrie alimentaire et des boissons : joints de qualité alimentaire conformes BfR XV et FDA pour les installations de remplissage, CIP/SIP, stérilisateurs. Plus d’informations dans Silicone de qualité alimentaire.
- Pharmacie et technologie médicale : USP <87>/<88> Class VI, ISO 10993 ; joints moulés et plats fabriqués en salle blanche.
- Construction de machines et d’installations : joints haute température pour les processus de séchage et de stérilisation.
- Électrotechnique : le silicone est un excellent isolant électrique et résistant aux UV/Ozone – idéal pour les boîtiers de connecteurs, les joints de climatisation d’armoires électriques extérieures.
- Technique ferroviaire : le comportement au feu selon EN 45545 (LOI, densité des fumées) exige des composés de silicone spéciaux.
- Technique de l’eau : joints en silicone conformes KTW-BWGL pour les robinetteries d’eau potable.
Pas à pas : comment concevoir un joint en silicone
- Définir le cahier des charges : fluide, concentration, profil de température (Min/Max/Fréquence), profil de pression, exigence de durée de vie, procédure de nettoyage.
- Choisir le matériau : VMQ, FVMQ, HT-VMQ – en fonction des exigences de fluide et de température.
- Choisir la dureté et la classe de DRC : Standard 50–70 Shore A, DRC < 25 % après 70 h / 100 °C.
- Définir la forme de construction : Joint torique (standardisation), joint plat (brides), joint moulé (géométrie spéciale).
- Tolérances : ISO 3302-1 classes M pour les écarts dimensionnels, ISO 3601 pour les joints toriques.
- Homologations : BfR XV, FDA, USP Class VI, KTW-BWGL, EN 45545 – selon l’industrie.
- Premier échantillon + validation : test fonctionnel avec le fluide et la température d’origine, test de pression, test de vieillissement (ISO 188).
Ce que Lindemann fabrique
Lindemann produit des joints en silicone sur mesure par extrusion (profilés continus, coupés ou soudés en cadres), moulage par compression et moulage par injection – y compris toutes les variantes de composés pertinentes (VMQ standard, haute température, alimentaire, pharmaceutique, ignifuge, conducteur). Voies de produits concrètes : profilés en silicone, pièces moulées en silicone, joints gonflables en silicone pour l’étanchéité à jeu variable dans les installations de nettoyage et de stérilisation.
FAQ : Joints en silicone dans l’industrie
Les joints en silicone sont-ils résistants à l’huile ?
Le silicone standard (VMQ) n’est que partiellement résistant aux huiles minérales et aux carburants – il gonfle. Pour les applications avec de l’huile, le fluoro-silicone (FVMQ) ou un NBR/FKM standard est un meilleur choix.
Quelle norme s’applique aux joints toriques en silicone ?
ISO 3601 (parties 1 à 5) régit les dimensions, les tolérances, les gorges, les exigences de matériau et l’acceptation de la qualité pour les joints toriques. Pour le choix du matériau, des normes industrielles pertinentes sont également référencées (par exemple, NORSOK M-710, FDA, BfR).
Quelle déformation rémanente à la compression est acceptable ?
Pour les joints industriels statiques, une DRC selon ISO 815 de < 25 % à 70 h / 100 °C est une norme industrielle courante. Pour les exigences de longue durée de vie, elle doit être mesurée à la température de conception et avec une compression réaliste.
Les joints en silicone peuvent-ils être autoclavés ?
Oui, le silicone est l’un des rares élastomères qui supporte des cycles de stérilisation répétés à la vapeur chaude à 121 °C ou 134 °C – important pour les applications pharmaceutiques et hospitalières. La durée de vie dépend du nombre de cycles, de la pureté de la vapeur et du composé.
Quand un joint moulé est-il préférable à un joint découpé ?
Les pièces découpées sont moins chères à l’unité, mais génèrent des chutes. À partir de quantités où les coûts d’outillage sont amortis (souvent 1 000 à 5 000 pièces, selon la taille et la géométrie), un joint moulé par injection est économique, avec de meilleures tolérances et sans perte de matériau.
Les joints en silicone sont-ils électriquement conducteurs ?
Le silicone standard est électriquement isolant (résistivité volumique > 10¹⁴ Ω·cm). Pour le blindage CEM, il existe des composés de silicone conducteurs spéciaux avec des charges d’argent, de nickel ou de carbone, qui atteignent des résistivités volumiques jusqu’à < 1 Ω·cm.
Sources
- ISO 3601-1 à -5 : Transmissions hydrauliques et pneumatiques – Joints toriques.
- ISO 3302-1 : Élastomères – Classes de tolérance pour les pièces moulées.
- ISO 815-1 / ISO 815-2 : Détermination de la déformation rémanente à la compression à température ambiante ou élevée.
- ISO 188 : Vieillissement thermique des élastomères.
- EN 45545-2 : Protection contre l’incendie des véhicules ferroviaires.
- Recommandation BfR XV « Silicones » – bfr.bund.de.
- FDA 21 CFR 177.2600 : eCFR – Articles en caoutchouc destinés à un usage répété.