Qu’est-ce que le phénomène de dégazage ?

Saviez-vous que de nombreux matériaux contiennent différents types de gaz , qui peuvent être libérés dans l'air dans certaines conditions ?

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Le dégazage est le nom donné à ce phénomène et nous allons aujourd'hui parler de l'importance des tests de dégazage dans certains secteurs industriels.

Qu'est-ce que le dégazage ?

Le dégazage est la libération progressive de gaz préalablement emprisonné dans un matériau, due à des facteurs tels que l'humidité, la chaleur et la basse pression.

Tous les matériaux ne sont pas sujets au dégazage de la même manière.

Les matériaux les plus susceptibles de dégazer sont les solvants, les plastifiants, les résines, les adhésifs, les peintures et les polymères ; tandis que les métaux sont parmi les moins susceptibles.

Le facteur déterminant est la structure moléculaire du matériau : plus il est compact et stable, moins il libérera de gaz lorsqu'il sera soumis à des conditions environnementales extrêmes.

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Pourquoi le dégazage est important.

Le dégazage est d'une importance cruciale dans l' industrie aérospatiale pour deux raisons.

les environnements à basse pression et à températures extrêmes — comme ceux d'un vaisseau spatial — constituent des conditions idéales pour déclencher ce phénomène.

Deuxièmement, parce que les particules libérées par le dégazage peuvent perturber le fonctionnement des équipements électroniques nécessaires au fonctionnement du véhicule.

C’est pourquoi il est nécessaire de soumettre de nombreux composants de l’industrie aérospatiale au test de dégazage.

À quoi sert le test de dégazage et comment fonctionne-t-il ?.

Nous avons constaté que tous les matériaux sont sujets au dégazage, dans une certaine mesure, mais certains moins que d'autres. Le test de dégazage nous permet d'approfondir cette compréhension et de déterminer quels plastiques, polymères, solvants, adhésifs et peintures, utilisés dans la construction automobile, dégageront le moins de gaz.

Le test comporte deux phases.

Tout d'abord, l'échantillon à tester est placé dans une chambre thermo-vide ou dans une chambre environnementale, c'est-à-dire dans des environnements isolés où les paramètres de température, d'humidité relative et de pression atmosphérique seront ensuite modifiés.

Les gaz libérés seront ensuite étudiés par spectroscopie infrarouge ou par spectrométrie de masse afin de déterminer précisément la quantité et la qualité des gaz en question.

Il sera ainsi possible de choisir les matériaux présentant le plus faible dégagement de gaz par unité de surface.

La principale norme internationale qui décrit les procédures couramment utilisées pour effectuer le test de dégazage est la norme ASTME595.

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La chambre environnementale FDM pour les essais de dégazage

Les procédures de test de dégazage impliquent des températures et une humidité relative très élevées, comme une exposition à 125 °C pendant 24 heures et à 50 % d'humidité relative pendant la même période.

C’est pourquoi il n’existe pas de meilleur outil que la chambre environnementale FDM, spécialisée dans les tests en climats extrêmes.

Pour tester la pression, vous avez cependant besoin de la chambre thermo-vide dont nous avons parlé ici.

Pour toute question ou préoccupation supplémentaire, n'hésitez pas à nous contacter.

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Normes de référence

• ASTM E595 — Essai de perte de masse totale et de dégazage des matières volatiles condensables recueillies
• ECSS-Q-ST-70-02C — Essai de dégazage sous vide thermique pour les matériaux spatiaux
• NASA-STD-6016 — Exigences standard en matière de matériaux et de procédés pour les engins spatiaux
• SEMI F21 — Classification des contaminants moléculaires aéroportés (AMC) pour les semi-conducteurs
• ISO 14644-8 — Salles blanches — Classification de la contamination moléculaire aéroportée

Sources faisant autorité

• Base de données de dégazage de la NASA — Base de données publique de plus de 35 000 matériaux ASTM E595 testés.
• Base de données de dégazage ESMAT de l'ESA — Référence de l'Agence spatiale européenne pour les matériaux qualifiés.
• Norme ASTM E595.

Questions fréquentes sur le dégazage

Qu’est-ce que le dégazage et pourquoi est-ce un problème ?

Le dégazagelibération de molécules volatiles (plastifiants, résidus de solvants, humidité absorbée, additifs) provenant de matériaux polymères, d'adhésifs et de peintures exposés au vide ou à des températures élevées. Dans l'espace, ces molécules se condensent sur les surfaces optiques froides, les détecteurs et les panneaux solaires, provoquant une dégradation irréversible. Dans les salles blanches de semi-conducteurs, elles entraînent une contamination par les composés organiques volatils (COV), ce qui provoque des défauts sur les puces. Dans les dispositifs médicaux, elles peuvent entraîner la libération de substances non biocompatibles.

Quelles sont les limites de la norme ASTM E595 pour les matériaux destinés aux engins spatiaux ?

Deux paramètres sont mesurés après 24 heures à 125 °C sous vide : la perte de masse totale (TML) ≤ 1,0 % de la masse initiale et la teneur en matières volatiles condensables (CVCM) ≤ 0,1 % sur la plaque du piège froid à 25 °C. Certaines normes strictes (télescopes, optique spatiale) exigent une CVCM ≤ 0,01 %. Un troisième paramètre, la vapeur d’eau récupérée (WVR), mesure l’absorption d’humidité après le test. La NASA et l’ESA tiennent à jour des bases de données publiques de matériaux qualifiés.

Comment réduire le dégazage en production ?

Techniques courantes : étuvage avant assemblage (24 à 48 heures à 80-125 °C sous vide pour éliminer les composés volatils) ; sélection de matériaux à faible dégazage (silicone RTV-S691, adhésifs série Epo-Tek 301, polyimide Kapton) ; scellement par revêtements barrières (parylène, SiO₂ PECVD) ; purge à l’azote pendant l’assemblage pour réduire la contamination par l’humidité. Un conditionnement thermique sous vide avant livraison est utilisé pour les composants optiques et les capteurs critiques .

Quels sont les tests complémentaires au test E595 ?

Pour une caractérisation complète : (1) GC-MS des pièges pour identifier les espèces moléculaires dans le CVCM ; (2) VCM (matériau condensable volatil) ECSS-Q-ST-70-29 avec cuisson prolongée ; (3) RGA (analyse des gaz résiduels) pendant le traitement thermique sous vide pour un suivi en temps réel ; (4) ASTM E1559 pour le taux de contamination du collecteur avec QCM (microbalance à cristal de quartz). FDM conçoit des chambres thermiques sous vide aux tests de dégazage et de cyclage thermique.