Qu'est-ce qu'une chambre d'essai et comment fonctionne-t-elle ?
Informations de base sur le but et les principes de fonctionnement des chambres d'essais environnementaux.
L'importance et les principes de fonctionnement d'un test.
Vous est-il déjà arrivé d'acheter un produit qui s'est avéré défectueux après seulement quelques semaines, voire la première fois que vous l'avez utilisé ?
Cela peut être dû au fait que certains produits ont été soumis à des facteurs externes tels que la température, l'humidité et les vibrations qui n'étaient pas prévus ou autrement pris en compte lors de leur conception ; de plus, on entend souvent parler de « qualité » et de « fiabilité » comme des facteurs à prendre en considération afin de différencier ses produits des autres.
Dans le marché mondial d'aujourd'hui où chaque produit peut être vendu dans les coins les plus reculés de notre planète, il est essentiel que la phase de développement et de conception tienne compte des différentes conditions environnementales auxquelles le produit sera soumis, des climats plus chauds aux plus froids, l'effet de la corrosion saline et de nombreux autres facteurs.
En plus des conditions d'utilisation, il est bon de prendre en compte les différentes contraintes auxquelles le produit peut être soumis lors des opérations d'emballage, de transport et de stockage, qui pourraient causer des dommages ou raccourcir la durée de vie du produit.
Votre produit peut-il résister à toutes les conditions climatiques ?
Il est fort probable que dès les premiers jours de sa « vie » votre produit soit soumis à des facteurs de stress, parfois combinés, par exemple :
- Changements climatiques
- Vibrations
- Radiation solaire
- Taux d'humidité élevé
Alors, que faut-il faire pour éviter ce genre d'inconvénients potentiels et assurer une plus grande fiabilité du produit ? Et quelles garanties peuvent être données au client ?
La réponse apparemment simple serait de tester le produit dans toutes ses conditions d'utilisation... mais comment faire ?
En effet, lors de la phase de Recherche & Développement de nombreuses entreprises réalisent des tests sur des prototypes pour en vérifier la fiabilité, tester les caractéristiques, la résistance aux contraintes ou simplement le comportement en contexte d'utilisation. Si ces tests ne sont pas passés de manière satisfaisante, on recherche la cause, ou le composant défectueux, afin de corriger le problème.
Pour clarifier les principales caractéristiques d'une enceinte climatique, ACS a rédigé un article pour accompagner le client dans le choix du produit. Vous trouverez toutes les informations en lisant l'article : Guide pratique du choix d'une chambre climatique.
L'utilisation d'une chambre d'essai environnemental aide les fabricants à découvrir les défauts potentiels à corriger avant l'étape de production, garantissant :
- Coûts d'entretien réduits
- Clients satisfaits
Il existe différents types de tests qui peuvent être effectués, avec une première catégorisation les divisant en :
- Tests qui soumettent les échantillons à des contraintes environnementales, telles que la température et l'humidité
- Essais qui soumettent les échantillons à des contraintes mécaniques, telles que des vibrations et des accélérations
Dans une chambre d'essai, des conditions spéciales peuvent être recréées à l'intérieur du compartiment d'essai dans lequel est positionné le prototype à tester.
Afin de réaliser les essais qui appartiennent à la première catégorie, une Chambre d'Essai Climatique est nécessaire pour les essais de Simulation Environnementale.
Comment fonctionne une chambre climatique ?
Le principe de fonctionnement d'une chambre d'essai s'explique par les deux paramètres physiques que la chambre peut contrôler : la température et l'humidité.
CONTRÔLE DE LA TEMPÉRATURE
Afin de contrôler la température, la chambre doit pouvoir remplir deux fonctions : le chauffage et le refroidissement. Il doit également être en mesure de répartir uniformément la température à l'intérieur du compartiment d'essai.
Des considérations techniques spécifiques sur la répartition de l'air dans le compartiment d'essai permettent d'obtenir une grande uniformité des valeurs de température dans le temps et dans tout l'espace de la chambre, garantissant que toutes les parties et surfaces du DUT sont soumises à la même température.
Le système de refroidissement mécanique d'une chambre climatique consiste en un système en circuit fermé, avec les principaux composants suivants :
- Compresseur
- Condenseur
- Soupape de détente
- Évaporateur
Au moyen de la compression et de l'expansion ultérieure d'un gaz réfrigérant, le processus refroidira uniformément le compartiment d'essai.
Le système de chauffage mécanique est constitué d'éléments chauffants électriques placés à proximité du système de ventilation : l'air chauffé est acheminé par ventilation à l'intérieur du compartiment d'essai.
L'action des deux fonctions de refroidissement et de chauffage est contrôlée par l'automate en fonction des paramètres de cycle définis par l'opérateur pour assurer les performances requises.
CONTRÔLE DE L'HUMIDITÉ
Afin de contrôler l'humidité, la chambre doit pouvoir remplir deux fonctions : l'humidification et la déshumidification. Il doit également être capable de répartir uniformément l'humidité dans le compartiment d'essai.
L'humidification directe est réalisée au moyen d'un humidificateur électrique, qui injecte de la vapeur à travers un trou dans le flux d'air après le ventilateur de recirculation d'air. Cela garantit une humidification sans aérosol. L'humidificateur est contrôlé par un algorithme dédié pour une meilleure fiabilité.
La chambre est déshumidifiée par un système mécanique basé sur le principe dit du doigt froid, utilisant le même système mécanique utilisé pour le refroidissement. Selon ce principe, lorsqu'un objet à température plus basse est exposé à une température ambiante plus élevée, l'humidité de l'air se condense à la surface de l'objet plus froid. L'évaporateur est l'élément dont la température est la plus basse à l'intérieur de l'enceinte climatique, et une section dédiée de celui-ci est donc utilisée pour abaisser le taux d'humidité dans le compartiment d'essai lorsque cela est nécessaire.
AUTRES CHAMBRE POUR ESSAIS ENVIRONNEMENTAUX
Il faut dire qu'il n'existe pas de chambre universelle capable de simuler n'importe quel type de conditions, mais il existe de nombreux types de chambres plus ou moins polyvalentes conçues pour effectuer des types de tests spécifiques.
Le test particulier à effectuer dépend, en premier lieu, du produit, des normes auxquelles il doit se conformer et des conditions dans lesquelles il fonctionnera.