Fissuration sous contrainte : quand le contenu fait casser le flacon
Le flacon a passé tous les contrôles. Rempli, bouché, mis en carton, il part en entrepôt. Trois semaines plus tard, une fine fissure apparaît près de l'épaule, et le produit fuit. Ni le flacon seul ni le produit seul n'étaient en cause : c'est leur rencontre.
Par Rédaction Tecmom · 2 min de lecture
Un défaut à trois conditions
La fissuration sous contrainte en milieu actif, souvent désignée par son sigle anglais ESC, réunit trois conditions. Une matière sensible, comme le polyéthylène. Une contrainte de traction, même faible, bien en dessous de ce qui casserait la pièce à sec. Et un agent actif au contact de la paroi.
L'agent ne dissout pas le plastique et ne l'attaque pas chimiquement. Il s'insinue entre les chaînes du polymère là où elles sont étirées, et facilite leur désenchevêtrement. Une microfissure naît, puis progresse lentement, parfois pendant des semaines.
Les agents qui font fissurer
Les tensioactifs sont les plus connus : détergents, savons, agents mouillants. Viennent ensuite certaines huiles, des parfums, des solvants. Ce sont des ingrédients fréquents en cosmétique, en hygiène, en produits vétérinaires ou en produits d'entretien ; voir notre article sur les huiles essentielles.
Le PEHD n'est pas le seul concerné. Le PET peut fissurer au contact de solutions alcalines, et certains plastiques transparents amorphes sont sensibles aux solvants.
D'où vient la contrainte
La contrainte ne vient pas toujours de l'extérieur. Une pièce moulée garde des contraintes résiduelles, figées au refroidissement, surtout près des zones épaisses ou des points d'injection. S'y ajoutent la charge des cartons empilés, une capsule trop serrée qui tire sur le filetage, ou la pression d'un produit qui dégage un peu de gaz.
La chaleur accélère le tout : un entrepôt chaud révèle en quelques semaines ce qu'un entrepôt frais aurait mis des mois à montrer.
Prévenir et tester
La première parade est la matière : les PEHD ne résistent pas tous de la même façon, et les grades conçus pour la résistance à la fissuration ont souvent des chaînes plus longues et une structure adaptée. Le choix se fait avec le fournisseur de résine ; voir PEHD ou PEBD.
La seconde est l'essai. La méthode ASTM D1693 plie des éprouvettes entaillées et les plonge dans une solution de tensioactif : on note le temps avant fissuration. Elle sert à comparer des matières, mais ne remplace pas l'essai du flacon réel, rempli de son produit, en conditions de stockage accélérées.
La fissuration sous contrainte se joue à trois : la matière, la contrainte, le produit. On ne la prévient qu'en les essayant ensemble, avant que l'entrepôt ne le fasse à notre place.
Glossaire
- Fissuration sous contrainte
- Rupture lente d'un plastique sous l'effet combiné d'une contrainte et d'un agent actif.
- Tensioactif
- Substance qui abaisse la tension de surface : détergent, savon, agent mouillant.
- Contrainte résiduelle
- Tension figée dans une pièce moulée au cours de son refroidissement.
- Éprouvette
- Échantillon de forme normalisée destiné à un essai.