Tests d'intégrité des tuyaux de climatisation automobile selon la norme SAE J2064

Les technologies qui nous entourent au quotidien sont si complexes que nous nous arrêtons rarement pour réfléchir au soin et à la réflexion apportés à chaque composant individuel.

Pour les tests de batteries et de stockage, découvrez la chambre de test de batteries FDM, conçue pour les tests en conditions contrôlées.

De plus, ces composants normes de test dédiées

C’est le cas, par exemple, du test d’intégrité des tuyaux flexibles de climatisation dans les voitures.

Que sont les tuyaux de climatisation ?

Quand on pense aux tuyaux flexibles d'un climatiseur, ce sont immédiatement ceux qui transportent l'eau et l'air dans les climatiseurs domestiques courants qui nous viennent à l'esprit.

Cependant, on trouve également des tuyaux flexibles dans les climatiseurs automobiles, où ils fonctionnent d'une manière complètement différente.

Les tuyaux constituent un élément fondamental du circuit qui transforme l'air chaud de l'habitacle en air froid, lequel est ensuite expulsé par les bouches d'aération. On pourrait même dire qu'ils forment le circuit lui-même, reliant tous les composants du système de réfrigération.

Sans entrer dans les détails, ces canalisations transportent l'un des deux types de gaz suivants : le R1234YF ou le R134A (aujourd'hui quasiment obsolète pour des raisons environnementales). Ces fluides sont chauffés et refroidis à plusieurs reprises au cours du processus, atteignant des températures extrêmes, avant de retrouver leur état gazeux agréable, celui de l'air frais que nous respirons dans nos voitures.

C’est pourquoi les canalisations qui les transportent doivent posséder des caractéristiques spécifiques qui leur permettent d’accomplir cette tâche.

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Tests d'intégrité selon la norme SAE J2064

La norme internationale SAE J2064 est la norme qui réglemente les tests d'intégrité à effectuer sur les flexibles de climatisation pour véhicules automobiles.

Les essais climatiques jouent un rôle clé dans la norme.

En effet, les tuyaux flexibles doivent répondre à deux conditions principales : d'une part, ils doivent minimiser la perméabilité du réfrigérant et éviter la contamination du système ; d'autre part, ils doivent fonctionner dans une plage de température de -30 à 125 °C.

Les chambres environnementales sont les seuls outils capables de garantir les plages de températures nécessaires pour tester les tuyaux dans une simulation climatique reproduisant les conditions réelles.

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La chambre environnementale FDM pour les tests d'intégrité des tuyaux flexibles

La chambre environnementale FDM est l'instrument idéal pour réaliser des tests de température extrêmes tels que ceux requis par la norme SAE J2064 pour les tests d'intégrité des tuyaux de climatisation automobile.

Les chambres environnementales FDM ont une plage de température de -70°C à +180°C et sont capables de programmer des changements de température soudains tels que ceux rencontrés par les tuyaux flexibles à l'intérieur du circuit de climatisation de nos voitures.

La certification les fabricants de composants automobiles souhaitant se conformer aux normes internationales.

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

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Normes de référence

• SAE J2064:2020 — Tuyau de climatisation automobile pour réfrigérant R-134a, norme principale pour les tuyaux de climatisation automobile (également adapté au R1234yf).
• SAE J2844 — Réfrigérant R-1234yf Spécification de qualité du réfrigérant, exigences de pureté.
• SAE J2843 — Équipement de récupération/recyclage pour R-1234yf, pour équipement d'atelier.
• ISO 13043:2011 — Véhicules routiers — Systèmes frigorifiques — Exigences de sécurité, référence complémentaire européenne.
• SAE J2842 — Durabilité des composants du système MAC (climatisation mobile) R-1234yf, tests de durabilité des composants.
• SAE J51 — Tuyau de climatisation automobile pour R-134a (ancien modèle).
• ISO 8031:2020 — Tuyaux et ensembles de tuyaux en caoutchouc et en plastique — Détermination de la résistance électrique.

Sources faisant autorité

• SAE International, organisme mondial de normalisation pour les industries automobile et aérospatiale, gère la série J20xx sur les MAC.
• ISO/TC 22 – Véhicules routiers. Comité technique de l'ISO dédié aux normes d'essai pour les véhicules routiers.
• Commission européenne – DG Action pour le climat. Organe de réglementation de l'UE pour les fluides fluorés et la directive MAC 2006/40/CE.
• CEE-ONU – Commission économique des Nations Unies pour l'Europe. Gère la réglementation CEE relative à l'homologation technique des véhicules.

Foire aux questions sur les tests SAE J2064

Quels sont les tests climatiques spécifiques prescrits par la norme SAE J2064 ?

La norme SAE J2064 exige une série de tests de durabilité combinant contraintes mécaniques, thermiques et chimiques. Les principaux tests climatiques sont les suivants : cycles thermiques de -30 °C à +125 °C pendant 144 heures à raison de 6 cycles par jour ; vibrations à chaud à 125 °C avec une accélération de 1,5 G RMS pendant 48 heures ; perméation de fluide frigorigène à 80 °C pendant 240 heures avec une fuite maximale de 1,5 g/m²/an pour le R1234yf et de 14 g/m²/an pour le R134a ; vieillissement à l’air à 150 °C test de fuite de fréon est réalisé à l’aide d’un tube pressurisé à 35 bars dans une chambre étanche, les fuites étant mesurées par un analyseur de gaz sélectif (détecteur infrarouge ou spectromètre de masse). Les chambres environnementales doivent garantir une plage de -40/+155 °C avec une marge sur les points de consigne, une uniformité de ± 2 °C et une compatibilité des matériaux avec toute trace de réfrigérant vaporisé.

Pourquoi la perméation est-elle un facteur critique pour le R1234yf par rapport au R134a ?

Le R1234yf possède une molécule plus petite que le R134a (masse molaire de 114 g/mol contre 102 g/mol, mais géométrie plus linéaire) et, de ce fait, une plus grande tendance à diffuser à travers les élastomères. La directive MAC 2006/40/CE exige un PRG inférieur à 150 (R1234yf = 4, R134a = 1430), ce qui oriente progressivement l'industrie vers le R1234yf. Cependant, ses fuites doivent être inférieures à 1,5 g/m²/an pour maintenir les avantages environnementaux tout au long de la durée de vie du véhicule. Les flexibles adoptent une construction multicouche avec une couche barrière interne en EVOH, PA6 ou nylon 12 (perméabilité de 0,1 à 0,5 g/m²/an), des composés IIR (butyle) ou ECO (épichlorhydrine) comme couches élastiques, un renfort en tissu polyester et un revêtement extérieur en CSM (hypalon). La qualification exige des essais conformes à la norme SAE J2064, section 7.7, à 80 °C pendant 240 heures, avec pesée gravimétrique avant et après essai. La capacité du tube à maintenir ses performances à -30 °C/+125 °C pendant 10 ans sur le véhicule est le paramètre critique.

Comment est structuré le test de pression d'éclatement des tubes MAC ?

La norme SAE J2064 prescrit une pression d'éclatement de 60 bar (870 psi) pour le circuit haute pression et de 35 bar (500 psi) pour le circuit basse pression. L'essai est réalisé à trois températures représentatives : -40 °C (vérification de la fragilité de l'élastomère), +25 °C (référence) et +125 °C (vérification de la dégradation thermique). Le flexible est monté sur un banc d'essai avec ses raccords d'origine, rempli d'huile hydraulique et mis sous pression à un rythme constant (généralement 10 bar/s) jusqu'à rupture. La pression d'éclatement doit être au moins quatre fois supérieure à la pression de service maximale. L'essai est précédé d'un vieillissement en chambre climatique (par exemple, 168 h à 125 °C) afin d'évaluer la pression d'éclatement résiduelle après vieillissement. Les de pression cyclique (impulsionnelle) consistent en 300 000 cycles à la pression de service pour simuler la durée de vie du véhicule. Les échantillons testés à -40°C doivent être stabilisés thermiquement dans une chambre climatique pendant au moins 4 heures avant l'essai de pression.

Quelle chambre environnementale est nécessaire pour une qualification complète selon la norme SAE J2064 ?

La qualification SAE J2064 exige une enceinte climatique avec une plage de températures de -45 à +155 °C (marge de -45 à +155 °C par rapport aux points de consigne de -40 à +150 °C), une humidité RH pour les essais d'accessoires, des rampes de température ≥ 3 °C/min et un volume minimal de 400 litres pour accueillir des échantillons de tuyauterie de 1 à 2 m avec raccords. Pour les essais de vibration combinés, l'intégration d'un agitateur électrodynamique de 500 à 2 000 Hz et de 20 kN, avec une table compatible avec l'enceinte, est requise. L'enceinte doit comporter des passages traversants pour le câblage de pressurisation du fluide frigorigène, avec des joints résistants jusqu'à 200 °C. L'instrumentation comprend des pressostats étalonnés (incertitude ≤ 0,5 % de la pleine échelle), des débitmètres numériques et des capteurs de type K ou Pt100 T certifiés ACCREDIA. Pour les tests de perméation, une cellule de mesure étanche et ventilée, équipée d'un spectromètre de masse quadripolaire (taux de détection de 0,01 g/m²/jour), est ajoutée. Les chambres FDM de grand volume intègrent tous ces accessoires dans une configuration monobloc.