Qu'est-ce que la norme DIN 50014 pour les essais climatiques ?

Dans notre secteur, il existe de nombreuses normes internationales aux applications extrêmement spécifiques. Elles visent à définir les procédures d'un essai particulier sur un type de matériau donné et à traiter les problèmes en détail.

Il en existe d'autres, cependant, qui jettent les bases générales des tests de conditionnement et des tests climatiques. 

C'est le cas de la norme allemande DIN 50014.Découvrons-la ensemble.

Qu'est-ce que la norme DIN 50011 et pourquoi est-elle importante ?.

DIN est l'acronyme de Deutsches Institut für Normung, ou Institut allemand de normalisation, et a été fondé en 1917.

À l'époque, chaque pays disposait de ses propres institutions de normalisation, sans aucune réglementation supranationale pour harmoniser les normes.

L’ISO , l’Organisation internationale de normalisation , n’a en réalité été fondée qu’en 1947. Dès lors, les différents organismes nationaux de normalisation l’ont rejointe, intégrant une partie de leurs normes dans des normes internationales partagées collectivement.

La norme DIN a été intégrée à l'ISO en 1951 , et depuis lors, de nombreuses normes initialement allemandes ont eu leurs équivalents internationaux.

C’est le cas de la norme DIN 50014 qui est entièrement traduite en ISO 554.

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Que prescrit la norme DIN 50014/ISO 554 ?

La norme DIN 50014 (ou ISO 554 si vous préférez) décrit trois atmosphères standard comme configurations génériques pour les essais de conditionnement et climatiques.

Ce sont des conditions très générales qui conviennent à un bon nombre de tests, notamment aux tests de conditionnement (que nous avons abordés en détail ici), puisqu'elles permettent d'amener une série d'échantillons à une température équivalente et sont indépendantes du type de matériau.

Les trois atmosphères standard se distinguent en revanche de la manière suivante.

modèle 23/50 , également appelé « atmosphère recommandée » , est le plus couramment utilisé. Il préconise une température de 23 °C et une humidité relative de 50 %.

Le 27/65, en revanche, convient aux pays tropicaux et a des valeurs plus élevées en accord avec le climat de ces latitudes : 27°C de température et 65% d'humidité relative.

Enfin, il y a la norme 20/65 qui est destinée à certains domaines d'application spécifiques qui y feront référence dans leur norme en se référant à la troisième norme ISO 554.

Toutes les normes supposent une pression atmosphérique normale , c'est-à-dire entre 86 et 106 kPa.

La norme définit également deux seuils de tolérance pour les essais.

La tolérance ordinaire (ou large) a une marge de ± 2° de température et de ± 5 points de pourcentage d'humidité ; et la tolérance réduite (ou étroite) a une marge de seulement 1° de température et de ± 2 points de pourcentage d'humidité.

Selon l'expérience, on peut se référer à l'un ou l'autre seuil de tolérance.

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Chambre climatique FDM pour DIN50014/ISO 554

La chambre climatique FDM est capable de reproduire facilement les trois atmosphères standard définies par les normes DIN 50014 ou ISO 554. De plus, grâce à des technologies de pointe, telles que les deux contrôleurs électroniques stillFACE et revoFACE, elle dispose de marges d'erreur très faibles pour effectuer des tests précis, conformément aux deux seuils de tolérance indiqués par la norme.

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Normes de référence

• DIN 50014:2018-12 — Klimate und ihre technische Anwendung – Normalklimate (Atmosphères standard). Norme allemande de base pour les atmosphères standard.
• ISO 554:1976 — Atmosphères normalisées pour le conditionnement et/ou les essais — Spécifications. Traduction internationale de la norme DIN 50014.
• ISO 291:2008 — Matières plastiques — Atmosphères normalisées pour le conditionnement et les essais. Spécifique aux matières plastiques.
• ISO 139:2005 — Textiles – Atmosphères normalisées pour le conditionnement et les essais (20 °C/65 % RH).
• ASTM E171/E171M-20 — Atmosphères normalisées pour le conditionnement et les essais des emballages barrières souples.
• ASTM D618-21 — Pratique standard pour le conditionnement des plastiques en vue d'essais (23°C/50% RH).
• CEI 60068-1:2013 — Essais environnementaux Partie 1 : Généralités et lignes directrices, citée pour les conditions de référence.

Sources faisant autorité

• DIN – Deutsches Institut für Normung. Institut allemand de normalisation, fondateur de la norme DIN 50014 et membre ISO depuis 1951.
• ISO – Organisation internationale de normalisation. Organisme mondial de normalisation qui maintient la norme ISO 554 comme équivalent international.
• ASTM International. Organisation américaine qui publie les normes D618 et E171 relatives aux matières plastiques et aux emballages.
• UNI – Organisation italienne de normalisation. Diffuse les implémentations italiennes des normes EN/ISO et les normes nationales UNI.

Questions fréquentes concernant la norme DIN 50014

Pourquoi existe-t-il trois atmosphères standard : 23/50, 27/65 et 20/65 ?

Les trois atmosphères répondent à différents besoins climatiques régionaux. de 23 °C/50 % RH a été choisie comme « atmosphère recommandée » car elle représente un climat tempéré moyen d'Europe et d'Amérique du Nord, avec des valeurs proches du confort intérieur et une absorption d'humidité modérée par les matériaux. L'atmosphère de 27 °C/65 % RH simule le climat tropical des pays équatoriaux (Singapour, côtes brésiliennes, Indonésie) et est utilisée pour tester les produits destinés à ces marchés. 20 °C/65 % RH est réservée à des secteurs spécifiques tels que le textile (conditions identiques à celles de la norme ISO 139) et le carton, où l'équilibre hygroscopique à cette RH a historiquement été utilisé pour les tests comparatifs. Chaque atmosphère est référencée par des normes de produits spécifiques : la norme ISO 291 pour les matières plastiques cite 23/50 (condition A) et 23/50 ± 1 % (condition B), la norme ISO 139 exige 20/65, et la norme ASTM E171 pour les emballages utilise 23/50 ou 20/65. Le choix est toujours guidé par la norme de produit applicable.

Quelle est la différence entre une tolérance ordinaire et une tolérance réduite ?

La norme DIN 50014 définit deux niveaux de précision. La tolérance ordinaire (classe 2) autorise ±2 °C pour la température et ±5 % pour l'humidité relative, et convient aux contrôles qualité généraux, au conditionnement des échantillons pour les essais mécaniques et au stockage en R&D. La tolérance réduite (classe 1) exige ±1 °C et ±3 % RH (édition 2018 mise à jour ; certaines versions antérieures indiquaient ±2 %), et est utilisée pour les essais de certification, les études comparatives, les litiges techniques et les étalonnages. La tolérance réduite requiert des enceintes climatiques présentant une uniformité spatiale ≤ ±0,5 °C, une stabilité temporelle ≤ ±0,3 °C et des capteurs dont l'incertitude élargie est ≤ 0,3 °C (étalonnés ACCREDIA). Des réglementations plus strictes, telles que la norme pharmaceutique ICH Q1A/B, imposent des tolérances supplémentaires (± 2 °C/± 5 % RH sur les points de consigne à long terme, accélérés et intermédiaires). La norme DIN 50014 constitue la norme de base, mais elle est affinée par des normes industrielles spécifiques.

Comment vérifie-t-on le conditionnement d'un échantillon selon la norme DIN 50014 ?

L'échantillon est considéré comme conditionné lorsqu'il a atteint l'équilibre hygroscopique et thermique avec l'atmosphère standard. Ceci est vérifié par des pesées successives : si la différence entre deux pesées consécutives, espacées d'au moins 2 heures, est inférieure à 0,1-0,25 % de la masse, le matériau est stabilisé. Pour les matières plastiques, la norme ISO 291 prescrit un minimum de 88 heures sous atmosphère 23/50 pour les échantillons ≤ 4 mm, et jusqu'à plusieurs semaines pour les pièces épaisses. Pour les textiles, la norme ISO 139 exige un préconditionnement à 50 °C/10 % RH suivi de plusieurs heures sous atmosphère standard. Le préconditionnement est important pour éliminer les biais liés à l'historique climatique de l'échantillon (par exemple, échantillon fraîchement produit vs. échantillon stocké). La chambre doit maintenir un flux d'air de 0,2 à 1 m/s sur tous les échantillons, avec un espacement minimal de 50 mm entre les échantillons et de 100 mm des parois. Le pré-pesage et le post-pesage sont effectués dans une atmosphère contrôlée dans les 30 secondes suivant l'extraction afin de minimiser les échanges avec l'air extérieur.

Quelle chambre climatique est conforme à la norme DIN 50014 classe 1 ?

Pour garantir une tolérance réduite (classe 1), la chambre doit être conforme aux IEC 60068-3-6 , avec une cartographie en 9 points, une uniformité spatiale de ± 0,5 °C et ± 2 % RH, et une stabilité temporelle de ± 0,3 °C sur 24 heures. Les capteurs Pt100 intégrés de classe A (incertitude de ± 0,15 °C à 0 °C) doivent être étalonnés dans des laboratoires accrédités ACCREDIA, avec un certificat rattaché à la norme nationale INRIM. L'humidification est réalisée par de la vapeur ultrafiltrée de conductivité < 1 µS/cm afin d'éviter toute contamination par le calcaire. La régulation PID adaptative minimise les dépassements et les oscillations. L'historique des opérations est enregistré à une fréquence ≥ 1 Hz. Le système se déshydrate automatiquement après l'arrêt pour prévenir toute condensation indésirable. Les chambres climatiques FDM avec stillFACE/revoFACE atteignent ± 0,5 °C/± 2 % RH avec des volumes de 50 à 2000 litres, conformes à la fois à la DIN 50014 classe 1 et aux normes ISO 291, ISO 139 et ASTM D618.