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Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Vieillissement thermo-oxydatif du NBR: application aux joints toriques utilisés dans les systèmes de freinage des trains

Adrien Redon
Jean-Benoit Le Cam
Eric Robin
Mathieu Miroir

Résumé

Des joints en élastomères, généralement constitués de copolymères de butadiène-acrylonitrile (nitrile butadiene rubber (NBR) en anglais), assurent la fonction d’étanchéité dans les systèmes de freinage des trains. Ce matériau est principalement utilisé dans des cas d’application demandant une bonne résistance chimique aux huiles et aux graisses. Cependant, comme la plupart des élastomères, le NBR est sensible à l’action de la température et de l’oxygène. Le matériau se dégrade alors dans le temps, et ce phénomène est qualifié de vieillissement, qui peut être de nature différente ; thermique ou thermo-oxydatif. Dans la présente application, le vieillissement des joints toriques se traduit par un fort durcissement qui altère la fonction d’étanchéité et impacte la tenue en service du système mécanique de freinage. Dans ce contexte, SNCF souhaite maîtriser et prédire le vieillissement des joints toriques afin d’optimiser les opérations de maintenance des trains. A terme, il s’agit également pour SNCF de mettre en place une méthodologie de sélection de formulations de NBR pour cette application. Dans cette étude, des essais de vieillissement accélérés ont été effectués sur différentes formulations de NBR industriels à différentes températures. Ces essais ont permis de reproduire ex-situ les conditions de durcissement des joints. Les mécanismes de vieillissement ont été identifiés et reliés à la formulation des NBR testés grâce à différentes techniques complémentaires de caractérisation : spectroscopie infrarouge, essais de gonflement, spectrométrie de fluorescence des rayons X, calorimétrie différentielle à balayage, analyse thermogravimétrique et micro-dureté. Afin de prendre en compte d’éventuels effets additionnels du chargement mécanique dans le processus de vieillissement des joints, des analyses de spectroscopie mécanique (DMA) sont actuellement menées en fatigue à différentes températures. Les résultats obtenus vont permettre d’établir l’impact du chargement mécanique sur le vieillissement de ces NBR et d’évaluer les conséquences du vieillissement sur leurs propriétés viscoélastiques. Ces premiers résultats poseront les bases d’une méthodologie de sélection de joints toriques pour les systèmes de freinage des trains.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-03735653 , version 1 (21-07-2022)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03735653 , version 1

Citer

Adrien Redon, Jean-Benoit Le Cam, Eric Robin, Mathieu Miroir. Vieillissement thermo-oxydatif du NBR: application aux joints toriques utilisés dans les systèmes de freinage des trains. 42èmes journées du GFP Grand-Ouest, Jul 2022, Rennes, France. ⟨hal-03735653⟩
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