Dans l’industrie électronique moderne, qu’il s’agisse des secteurs industriels exigeants comme l’automobile, l’aéronautique, le médical ou l’électronique de pointe, les objets connectés industriels (IIoT), la protection des composants sensibles contre les agressions environnementales, de plus en plus hostiles, est un défi critique. L’humidité, les vibrations, les chocs thermiques et les agents chimiques peuvent gravement compromettre la fiabilité des systèmes.

Cette protection a l’avantage d’amener d’autres fonctions possibles comme la résistance mécanique, la résistance à la corrosion, la confidentialité des technologies encapsulées – difficilement copiables.

Pour répondre à ces enjeux et garantir la longévité des produits, Clix Industries déploie son expertise à travers deux technologies clés du collage industriel et de l’encapsulation industrielle : le Potting (encapsulage) et le Surmoulage (overmolding). La maitrise du collage est primordiale pour ces 2 procédés afin d’assurer certaines fonctions et la durabilité des produits.

 Bien que ces deux méthodes visent à protéger et isoler, elles reposent sur des procédés et matériaux distincts.

1. DÉFINITIONS ET PRINCIPES FONDAMENTAUX ?

Souvent confondus, le Potting et le Surmoulage répondent pourtant à des logiques de conception et de mise en œuvre différentes. Leur objectif final reste cependant similaire : protéger.

Le Potting (Encapsulage en boîtier)

Le Potting consiste à placer le composant électronique (souvent une carte PCBA) à l’intérieur d’un boîtier ou d’une coque « perdue », puis à y couler une résine liquide mono ou bi-composants. La résine durcit pour englober totalement le composant et combler les moindres interstices. Le boîtier d’origine fait partie intégrante du produit final.

Le Surmoulage (Overmolding) par Collage

Le Surmoulage consiste à placer le composant (par exemple, la jonction entre un câble et un connecteur) dans un moule d’injection amovible. Une résine ou un polymère thermoplastique/thermodurcissable est injecté ou coulé sous basse ou haute pression directement sur la pièce. Après durcissement, le moule est retiré. On parle de surmoulage par collage lorsque la chimie du matériau injecté est spécifiquement formulée pour adhérer chimiquement aux substrats (gaine du câble, plastique du connecteur) afin de garantir une étanchéité parfaite.

Ainsi, la qualité de l’adhésion entre le matériau injecté (résine, élastomère ou adhésif) et le support est un facteur déterminant de la fiabilité de l’ensemble. Elle crée une interface continue, sans vide ni chemin de migration, qui protège le composant contre les infiltrations et la corrosion. Une adhésion maîtrisée est donc un élément clé de la fiabilité des pièces utilisées dans des environnements exigeants, où l’humidité, les contraintes mécaniques et les variations de température peuvent compromettre la durabilité de l’assemblage.

2. LES FONCTIONS CLÉS DE LA PROTECTION

Ces procédés n’agissent pas comme une simple barrière physique ; ils apportent une multitude de propriétés techniques à l’assemblage :

• Étanchéité (IP67 / IP68) : Protection barrière contre l’eau, l’humidité, les brouillards salins et l’immersion.
• Résistance contre la corrosion : Pas de micro cavités et de condensation d’eau au niveau du PCB ou des composants
• Isolation électrique : Rigidité diélectrique élevée pour éviter les arcs électriques et les courts-circuits, notamment dans l’électronique de puissance.
• Gestion thermique : Dissipation de la chaleur générée par les composants actifs vers l’extérieur grâce à des résines chargées thermiquement.
• Résistance mécanique et antivibratoire : Absorption des chocs thermomécaniques et amortissement des vibrations (essentiel dans l’automobile et le ferroviaire).
• Protection chimique : Résistance aux hydrocarbures, aux solvants, aux acides et aux agents de nettoyage industriels.
• Confidentialité (Inviolabilité) : Masquage du design de la carte électronique pour empêcher la rétro-ingénierie et le piquage de composants.

Le surmoulage amène en plus :

• Intégration de fonctions : Zones de préhension, passages de câbles, dispositifs anti-arrachement.
• Réduction du nombre de pièces : Une seule opération peut remplacer plusieurs composants assemblés séparément
• Productivité élevée : Une fois l’outillage ou le moule industrialisé, le procédé est particulièrement adapté aux grandes séries.

3. QUELS ADHÉSIFS UTILISÉS

En potting et surmoulage, le choix de l’adhésif ou de la résine est le facteur le plus critique pour la réussite du procédé. Ce choix dépend principalement des contraintes de service : protection environnementale, dissipation thermique, résistance aux vibrations, tenue chimique, transparence, etc.

On ne parle pas ici de simples « colles », mais de résines techniques mono ou bi-composants, à polymérisation spécifique.

Quatre grandes familles dominent le marché industriel pour ces types de procédés :

Les résines Polyuréthanes (PU)

C’est le choix de prédilection pour protéger les composants électroniques sensibles aux variations de température.

• Avantages : Excellente flexibilité (absorbe les chocs et les vibrations), bonne adhérence sur les plastiques, faible exothermie (chauffe peu en durcissant, ce qui protège les composants).
• Inconvénients : Moins résistants aux très hautes températures et à l’humidité stricte avant durcissement.
• Idéal pour : Le potting de capteurs, de cartes électroniques automobiles, et le surmoulage de connecteurs souples.

Les résines Époxy

C’est le choix de prédilection pour une protection « blindée ».

• Avantages : Excellente résistance mécanique (dur et rigide), très haute résistance chimique et thermique, excellente isolation électrique.
• Inconvénients : Très rigide (peut stresser les composants fragiles lors des cycles thermiques), rétraction possible au durcissement.
• Idéal pour : Le potting de transformateurs, de moteurs électriques, ou le surmoulage de pièces soumises à de dures contraintes environnementales.

Les Silicones

Le silicone est incomparable lorsque les températures s’affolent.

• Avantages : Reste ultra-souple de -50°C à +200°C (voire plus), excellente résistance aux UV et aux intempéries, étanchéité parfaite.
• Inconvénients : Coût plus élevé, adhérence parfois difficile sur certains plastiques sans primaire, faible résistance aux déchirures.
• Idéal pour : L’encapsulage d’éclairages LED, de modules de puissance, ou l’électronique embarquée aérospatiale.

Les Hot Melt (Polyamides / Polyoléfines)

Ces adhésifs thermofusibles sont très utilisés spécifiquement pour le surmoulage basse pression (Low Pressure Molding).

• Avantages : Solidification quasi instantanée par refroidissement (cycles de production très courts), pas de mélange requis, respectueux de l’environnement (sans solvant).
• Inconvénients : Moins performants en cas de contact prolongé avec des solvants chimiques agressifs ou à très haute température stable.
• Idéal pour : Le surmoulage rapide de faisceaux de câbles, de connecteurs étanches et de clés USB.

D’autres critères sont essentiels pour affiner le choix du type de résine à utiliser en fonction du process à appliquer :

• La viscosité et tenue (thixotropie)

C’est la différence majeure entre le potting et le surmoulage. Il est primordial en fonction du process de sélectionner la bonne formulation.

Pour le Potting, on recherche une viscosité très faible (liquide). Le produit doit couler comme de l’eau pour s’infiltrer dans les moindres interstices d’un boîtier, envelopper les composants complexes et laisser les bulles d’air s’échapper facilement.

Pour le Surmoulage, on recherche une viscosité élevée ou une thixotropie (le produit ne coule pas tout seul). S’il s’agit de résine liquide (comme un PU ou un époxy de surmoulage), elle doit durcir très vite dès qu’elle touche le moule. S’il s’agit de Hot Melt, le produit arrive sous forme de polymère solide, est fondu, puis injecté sous pression dans un moule fermé où il fige instantanément.

• Le besoin (ou non) d’un boitier rigide

Pour le Potting, en général, l’adhésif n’a pas besoin d’avoir une excellente tenue mécanique « esthétique » externe, car il reste définitivement dans son boîtier (qui sert de moule perdu). La résine peut donc être très molle ou collante (comme certains gels de silicone).

En Surmoulage, l’adhésif devient la coque externe du produit une fois le moule retiré. Il doit donc avoir une excellente tenue aux impacts, aux rayures, et un aspect visuel propre (pas de collant au toucher « tack »). On cherche alors à utiliser des duretés Shore plus élevées.

• Le besoin de radio-transparence de la résine

Pour les objets connectés avec antennes émettrices et/ou réceptrices, les composants électroniques sont fréquemment protégés par un Potting ou un Surmoulage afin d’améliorer leur résistance aux chocs, à l’humidité, aux vibrations et aux environnements agressifs.

Cependant, cette protection ne doit pas perturber la communication sans fil.

Une résine radio-transparente laisse traverser les ondes électromagnétiques avec un minimum d’atténuation. Elle permet ainsi aux antennes embarquées de conserver leurs performances en termes de portée, de débit et de fiabilité

Mais rien de tout cela n’est gravé dans le marbre et est à nuancer et adapter à chaque cahier des charges. En effet, chaque cas, chaque problématique est différent, entrainant un process et un choix de colles, de fonctions à corréler aux spécifications de chaque cahier des charges. 

4. UN PROCESS À BIEN MAITRISER : QUELLES CONTRAINTES DE PRODUCTION ?

En collage industriel, La mise en œuvre du Potting ou du Surmoulage fait face à plusieurs défis physiques qu’il faut anticiper dès la phase de conception et contrer ces modes de défaillances dans la mise en œuvre du process pour garantir la fiabilité du procédé.

On peut mentionner ici :

• Le stress thermique (CTE) : Les composants électroniques, le cuivre, le plastique du boîtier et la résine ont tous des coefficients de dilatation thermique différents. Lors des cycles thermiques, des fissures ou des arrachements de composants peuvent survenir.
  La solution, choisir une résine avec un CTE le plus proche de celui du PCB afin de minimiser les différentiels de dilatation.

• La viscosité et la coulabilité : Une résine trop visqueuse ne pénètrera pas sous les puces électroniques (composants BGA par exemple).
  La solution, préchauffer la résine pour abaisser sa viscosité avant la dépose. 

• Le retrait de polymérisation (shrinkage) : On parle ici d’une réduction de volume qui se produit lorsqu’une résine passe de l’état liquide à l’état solide. En potting et en surmoulage, si ce retrait n’est pas maîtrisé, il peut causer : rupture de composants électroniques fragiles, décollement des parois (perte d’étanchéité), fissures dans la résine, ou déformation de la pièce surmoulée.
  La solution, un contrôle de l’exothermie en privilégiant une polymérisation par paliers pour ralentir la réaction chimique et avoir une meilleure stabilité de durcissement ou un potting en plusieurs couches en cas de gros volume afin de limiter l’exothermie. 

• La présence de bulles d’air : ces poches d’air créent des zones de faiblesse mécanique, des risques de claquage diélectrique (arcs électriques) et des défauts d’étanchéité. Une seule bulle d’air piégée contre un composant chaud crée un « point chaud » car la chaleur ne peut plus s’échapper à cet endroit.
  La solution, utiliser un système de dosage/mélange sous vide, ou dégazer et préchauffer les composants et la résine pour éliminer toute trace d’humidité, ou utiliser une table vibrante juste après la coulée pour aider à décoller les bulles piégées sous les composants. 

• La dissipation thermique : L’objectif du potting thermique est de remplacer l’air autour des composants par une résine ayant la conductivité la plus élevée possible pour acheminer les calories vers l’extérieur (le boîtier ou un radiateur).
  La solution, en plus du bon choix de résine, créer un pont thermique vers un dissipateur actif, réduire l’épaisseur de la résine, éliminer les bulles d’air. 

• L’effet de mèche (Wicking effect) : Dans le surmoulage de câbles, l’eau peut s’infiltrer à l’intérieur du câble, entre les torons de cuivre.
  La solution, utiliser des barrières d’arrêt de capillarité ou des colles d’étanchéité thermofusibles (Hot Melt) spécifiques avant le surmoulage.

5. POTTING OU SURMOULAGE – COMMENT CHOISIR ?

Le choix entre le Potting et le Surmoulage est une décision cruciale en conception électronique et industrielle. Ces deux process visent à protéger des composants contre les agressions extérieures (humidité, chocs, vibrations), mais leurs procédés et leurs résultats sont très différents comme nous venons de le voir.

Le choix entre ces deux procédés dépend de trois facteurs directeurs :

• Le volume de production : pour des séries de 500 pièces par an, le Potting est économiquement imbattable. Si l’objectif est de 100 000 pièces, les gains de productivité (temps de cycle) du Surmoulage amortiront très vite le coût du moule. 

• L’environnement thermique : pour de l’électronique de puissance qui chauffe fortement, les silicones de Potting offrent une dissipation thermique et une tenue en température que les thermoplastiques de surmoulage ne peuvent pas atteindre. 

• L’espace disponible : pour un capteur embarqué ou un connecteur étanche devant se glisser dans un espace réduit, le Surmoulage est la solution reine grâce à sa précision géométrique.

Quand choisir le Potting ?

Le Potting est la solution par excellence pour :

• Composants fragiles ou sensibles : Les bobinages, les capteurs délicats ou les connecteurs fins ne supporteraient pas la pression d’une presse à injecter. La résine de Potting s’écoule naturellement sans forcer.
• Petites séries ou prototypes : Comme il n’y a pas besoin de concevoir un moule en acier coûteux, il est possible de démarrer la production immédiatement à moindre coût.
• Besoin d’une isolation diélectrique maximale : Les résines de Potting (surtout les époxys) offrent une excellente barrière contre la haute tension et éliminent l’air ambiant, évitant les arcs électriques.

Quand choisir le Surmoulage ?

Le surmoulage s’impose dès que les contraintes d’espace et de volume de production prennent le dessus :

• Production de masse (Millions de pièces) : Une fois le moule rentabilisé, le coût unitaire du surmoulage est dérisoire et la cadence est extrêmement rapide.
• Électronique embarquée : Pour fabriquez un objet connecté, une clé USB, ou un connecteur de câble automobile, il est nécessaire de viser un produit le plus fin et léger possible. Le Surmoulage supprime l’épaisseur superflue du boîtier de Potting.
• Exigences esthétiques et ergonomiques : Le surmoulage permet d’intégrer des textures « soft touch » (toucher doux), des logos directement gravés dans la matière, ou des formes complexes qui facilitent la prise en main.

6. CONCLUSION

 Le Potting et le Surmoulage constituent aujourd’hui des solutions incontournables pour améliorer la fiabilité des systèmes électroniques exposés à des environnements sévères.

Le Potting se distingue par sa flexibilité de mise en œuvre et son excellente protection des composants, tandis que le Surmoulage permet d’intégrer simultanément des fonctions mécaniques, d’étanchéité et de protection dans une solution compacte et industrialisée.

Ces 2 procédés utilisent des technologies adhésives. Ils s’appuient sur les mêmes familles de résines que le collage industriel (époxy, polyuréthane, silicone) et exploitent leurs propriétés d’adhésion pour assurer, selon les besoins, la protection, l’étanchéité, l’isolation ou l’intégration de fonctions

Le choix de la technologie doit être réalisé dès les premières phases de conception afin d’optimiser les performances, les coûts de fabrication et la durée de vie du produit final.

Chez Clix Industries, nous ne nous contentons pas d’appliquer de la colle ou de la résine. Nous co-développons votre solution :

1. Analyse du besoin : Étude des contraintes thermiques, chimiques et mécaniques de votre application.
2. Sélection des interfaces : Traitement de surface (Plasma/Corona) si nécessaire pour garantir une adhérence parfaite de la résine sur vos substrats.
3. Industrialisation : Conception des outillages de surmoulage ou programmation des lignes de dépose de potting robotisées (axes XYZ).
4. Production : Réalisation de la production en série (de quelques dizaines à plusieurs milliers de pièces) en garantissant une répétabilité parfaite et une conformité aux exigences dans un environnement de travail maitrisé et contrôlé (température, humidité, salle blanche, étuve à vide, cellules robotisées…).

Chez CLIX Industries, expert en collage industriel,  nous avons développé plusieurs procédés de collages optiques. Pour chacun, un soin particulier a été porté à la maîtrise d’un résultat impeccable, c’est-à-dire sans bulle et sans impureté. CLIX est équipé de salles blanches, d’enceintes à vide ou de pompes de dégazage qui permettent de garantir à nos clients un niveau de prestation en collage optique de premier ordre.

 En effet, dans un monde où les interfaces homme-machine (IHM) migrent vers des environnements de plus en plus exigeants, la lisibilité et la robustesse des interfaces d’affichage haute performance sont devenues critiques et essentiels.

 Le collage optique (ou optical bonding) s’impose aujourd’hui comme la technologie de référence pour répondre à ces défis dans la majorité des secteurs d’activités : aéronautique, défense, automobile, médical, ou encore équipements outdoor.

 Nos collages optiques visent la réalisation : d’instrumentation technique et scientifique, de vitrage à haute clarté, ou d’écran (display) à haute transmission lumineuse avec des produits à « Haze » nuls et parfois des propriétés feux/fumée compatibles avec les normes FAR25 ou EN45545.

Notre connaissance et notre retour d’expérience de différents matériaux tels que le saphir, verres, polycarbonates, acrylique, polyester, etc.), en plus de notre expertise process, sont garants de collage optique de qualité.

1. QU’EST-CE QUE LE COLLAGE OPTIQUE ?

 Le collage optique de display est un processus qui consiste à supprimer l’espace d’air situé entre un écran et sa vitre de protection en injectant un adhésif transparent optique (OCA ou LOCA). Au-delà des écrans de petites tailles, CLIX Industries a développé un savoir-faire spécifique pour la réalisation d’écrans de grandes taille 55’’ à 155’’.
Le collage optique améliore la durabilité et la visibilité de l’écran tout en réduisant les reflets et annihilant la condensation, en particulier dans les environnements extérieurs où l’humidité, le vent, la lumière du soleil et d’autres facteurs peuvent affecter les performances de l’écran.

Le principe repose sur l’égalisation des indices de réfraction entre les différentes couches optiques (vitre de protection / adhésif optique / dalle LCD ou OLED).
En supprimant l’air au profit d’un adhésif dont l’indice de réfraction est proche du verre, on réduit drastiquement les réflexions internes.
Grâce à cette continuité optique, les performances visuelles de l’écran sont fortement améliorées.

2. LES PRINCIPALES TECHNOLOGIES DE COLLAGE OPTIQUE

Le collage optique peut être divisé en 2 technologies en fonction des cahiers des charges et matériaux à assembler :

• le collage OCA
• le collage LOCA (OCR)

Le collage OCA (Optically Clear Adhesive)

L’OCA, dont le nom complet est Optically Clear Adhesive, repose sur un adhésif préformé, solide optiquement transparent.

 Il existe 2 variantes principales :

• Collage à sec traditionnel : cette méthode utilise la chaleur et la pression pour activer l’adhésif, ce qui est généralement plus rapide et plus rentable que le collage LOCA, mais peut poser des problèmes sur les surfaces irrégulières.
• Collage à sec par polymérisation UV : cette méthode consiste à utiliser une feuille d’adhésif prédécoupée appelée adhésif auto-transparent (SCA) ou UV-OCA, qui durcit lorsqu’elle est exposée à la lumière ultraviolette (UV).

Cette technologie est appréciée pour :

• sa propreté de mise en œuvre (semi-solide, incolore, transparente)
• sa grande stabilité dimensionnelle (durcissement à température ambiante ou à température moyenne avec faible retrait de durcissement)
• sa bonne force d’adhérence
• son excellente qualité optique (transmission lumineuse ≥90%)

Elle est particulièrement utilisée dans :

• les écrans industriels standards (écrans tactile LCD de petite ou moyenne taille)
• les applications automobiles
• les dispositifs médicaux
• les applications sans cadre métallique ou plastique

Le collage LOCA (Liquid Optically Clear Adhesive)

Le LOCA, dont le nom complet est Liquid Optically Clear Adhesive, également connu sous le nom d’OCR (Optical Clear Resin), repose sur un adhésif liquide.

Par rapport au collage OCA solide traditionnel, le LOCA liquide s’adapte plus facilement aux scénarios de collage et présente des avantages particuliers dans certains domaines d’application, ce qui permet de résoudre les problèmes rencontrés par la bande OCA.
Par exemple, s’il y a un cadre en fer ou en plastique autour de la zone visible de l’écran LCD, la colle solide ne peut pas s’adapter à cette surface non plane, et la colle liquide LOCA est le choix le plus approprié.

Cependant, les inconvénients sont également évidents. Le coût et le taux de défectuosité du processus de collage seront plus élevés que ceux de l’OCA.

Cette technologie est appréciée pour :

• son excellente adaptation aux surfaces irrégulières (liquide, incolore, transparente)
• sa meilleure absorption des contraintes mécaniques
• sa compatibilité avec des géométries complexes

Elle est particulièrement utilisée pour :

• les grands écrans
• les écrans tactiles incurvés
• les applications militaires et aéronautiques
• les applications avec cadre métallique ou plastique

En résumé, le collage OCA convient aux écrans plus fins sans cadre métallique ou plastique sur la partie visible de la face avant, tandis que le collage LOCA (OCR) convient aux écrans plus épais avec des cadres métalliques ou plastiques sur la face avant.

3. QUELS ADHÉSIFS UTILISÉS POUR LE COLLAGE OPTIQUE

 En collage optique, le choix de l’adhésif est crucial. Il doit non seulement coller, mais aussi présenter des propriétés optiques strictes : transparence totale, indice de réfraction adapté, faible retrait au durcissement et absence de jaunissement.

 Les 3 grandes familles d’adhésifs les plus utilisées pour le collage optique sont les suivantes :

Les Acrylates et Époxies photo-polymérisables (Colles UV)

C’est la catégorie reine de l’optique de précision et de l’électronique grand public grâce à sa vitesse de mise en œuvre.

• Elles durcissent instantanément (en quelques secondes) dès qu’elles sont exposées à un rayonnement ultraviolet (UV) ou à une lumière visible spécifique.
• Les Acrylates UV sont très souples, parfaits pour compenser les différences de dilatation thermique entre le verre et le plastique. Ils ont une excellente clarté optique.
• Les Epoxies UV, plus rigides, offrent une résistance mécanique et thermique supérieure, ainsi qu’un retrait plus faible que les acrylates, ce qui évite les distorsions optiques sur les lentilles de haute précision.
• Les systèmes « Dual-Cure » combinent souvent un durcissement UV (pour fixer instantanément la pièce) et un durcissement thermique ou par humidité (pour polymériser les zones d’ombre où les UV ne passent pas).

Les Silicones Optiques (LOCA – Liquid Optically Clear Adhesives)

Le silicone est le matériau de référence pour le collage des écrans (smartphones, dalles automobiles, écrans militaires/aéronautiques) sur leur vitre de protection.

• Ultra-souplesse : Ils absorbent à merveille les chocs, les vibrations et les fortes variations de température sans induire de stress mécanique sur les composants.
• Réparabilité : Contrairement aux époxies, si une poussière s’est glissée pendant le collage de l’écran ou si la vitre se brise plus tard, on peut « peler » le silicone pour nettoyer et recoller la pièce.
• Stabilité : Excellente résistance aux UV (ne jaunit pas dans le temps) et à l’humidité.
• Inconvénient : Moins rigide, il peut parfois pelucher ou s’effriter sur les bords si la découpe ou le design du cadre n’est pas optimal

Les Résines Époxies bi-composants (Thermiques)

Ces colles ne dépendent pas de la lumière pour durcir, mais d’un mélange chimique (résine + durcisseur) qui polymérise à température ambiante ou à chaud.

• Applications : Très utilisées dans l’assemblage de fibres optiques, le scellage de capteurs optoélectroniques et le domaine aérospatial/militaire.
• Dégazage ultra-faible (Low Outgassing) : Essentiel pour les applications sous vide ou spatiales, car la colle ne rejette pas de micro-vapeurs qui viendraient contaminer et opacifier les lentilles voisines.
• Résistance extrême : Excellente tenue aux produits chimiques et aux températures très élevées. 

4. AVANTAGES DU COLLAGE OPTIQUE

Plus qu’une simple technique d’assemblage, le collage optique est la technologie qui transforme un écran standard en une interface ultra-résistante et haute définition.

Ce procédé de fabrication apporte 5 avantages majeurs :

• Visibilité améliorée et moins de reflets : dans une installation standard, la lumière ambiante se réfléchit sur chaque interface air-verre, créant un éblouissement. Le taux de transmission lumineuse totale oscille généralement entre 75% et 85%. Une grande partie de la lumière du rétroéclairage est perdue ou diffusée à cause des changements de milieux (verre → air → verre).
  Le collage optique élimine l’espace d’air, ce qui réduit la réflexion et la réfraction de la lumière. Le taux de transmission grimpe alors à 90% ou 95%. Cela entraîne une diminution significative des reflets et améliore la lisibilité de l’écran dans diverses conditions d’éclairage en maintenant un contraste élevé sans augmenter la luminosité du rétroéclairage (préservant ainsi la durée de vie des LED).

• Résistance accrue et résistance aux chocs : la couche collée renforce la structure de l’écran, ce qui le rend plus résistant aux chocs, aux vibrations, à l’humidité et à la poussière. La résine agit comme un amortisseur, répartissant l’énergie d’un impact sur toute la surface. Cela signifie que l’écran peut résister à des environnements difficiles sans être endommagé.

• Sensibilité tactile améliorée/moins de contamination : pour les écrans tactiles capacitifs, le collage optique améliore la sensibilité et la précision de l’interface tactile, en réduisant la distance physique entre le doigt de l’utilisateur et les capteurs de la dalle. Ceci entrainant une expérience utilisateur plus fluide.

• Réduction de la condensation, de la buée et du jaunissement : dans les environnements où la température varie, le collage optique empêche la condensation et la buée à l’intérieur de l’écran grâce à la suppression de la lame d’air.
  L’intrusion de poussières ou de polluants chimiques sont également supprimés grâce à cet espace comblé.
  Avec un choix adhésif/process bien défini et validé, le risque de jaunissement présent sans collage optique (les rubans adhésifs sur les bords peuvent se dégrader avec la chaleur) est supprimé grâce au collage optique.

• Un écran plus fin et plus léger : grâce au support structurel offert par la résine durcie, les fabricants peuvent utiliser une vitre de protection externe beaucoup plus fine sans pour autant sacrifier la solidité globale de l’appareil. Cela permet de concevoir des appareils plus légers et plus compacts.

5. DES AVANTAGES MAIS UN PROCESS A BIEN MAITRISER : QUELLES CONTRAINTES DE PRODUCTION ?

Bien que performant, le collage optique est un processus irréversible et complexe. Plusieurs contraintes de production peuvent subvenir, c’est pourquoi l’expertise de CLIX Industries garantie la prise en compte de ces contraintes.

• Maîtrise des particules

Le collage optique nécessite des environnements de production contrôlés de type salle blanche pour garantir une pureté visuelle totale. La moindre poussière peut provoquer :

• des défauts visuels
• des bulles
• des pertes de rendement

• Gestion des contraintes thermiques

Les différences de dilatation entre le verre, les polymères (les colles) et les dalles imposent une sélection rigoureuse des matériaux.
Il est donc important de bien définir et contrôler :

• les coefficients de dilatation (CTE) qui doivent être compatibles
• la stabilité UV
• le vieillissement thermique
• le jaunissement des colles

• Processus de polymérisation

Dans le cas du LOCA, la polymérisation UV doit être parfaitement homogène afin d’éviter :

• les tensions internes
• les défauts optiques
• les délaminations prématurées

• Réparabilité

Un écran collé est difficilement démontable, ce qui impose un contrôle qualité strict et un process maitrisé. 

6. EXEMPLES D’APPLICATIONS DU COLLAGE OPTIQUE

 Comme expliqué, le collage optique améliore les performances, la visibilité et la durabilité des écrans dans les environnements difficiles et à des températures extrêmes. Il est présent dans tous les secteurs d’activité, automobile, défense, médical, aéronautique, industrie… Parmi les applications les plus courantes du collage optique, on peut citer :

• Électronique grand public : le collage optique est largement utilisé dans les appareils portables tels que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables afin d’améliorer la lisibilité et la durabilité des écrans.
• Écrans automobiles : le collage optique est essentiel pour les tableaux de bord, les groupes d’instruments et les systèmes d’info-divertissement des voitures, car il peut résister à des températures extrêmes.
• Dispositifs médicaux : le collage optique est utilisé dans les écrans médicaux destinés aux équipements de diagnostic, aux moniteurs chirurgicaux et aux systèmes de surveillance des patients afin d’améliorer la visibilité et de réduire le risque de contamination.
• Écrans industriels : le collage optique est utilisé dans les équipements d’automatisation industrielle, les interfaces homme-machine (IHM) et d’autres applications robustes.
• Écrans extérieurs : cette méthode de collage est idéale pour les panneaux numériques, les bornes interactives et autres écrans extérieurs. Elle offre une meilleure lisibilité en plein soleil et une durabilité accrue, même dans des conditions météorologiques difficiles.
• Écrans militaires et aérospatiaux : le collage optique est utilisé dans les écrans militaires (systèmes tactiques, viseurs) et aérospatiaux afin d’améliorer leur durabilité et leur fiabilité dans des conditions difficiles.

Conclusion

Le collage optique ne se résume plus à une simple amélioration esthétique, mais s’impose aujourd’hui comme une technologie industrielle incontournable pour les affichages de haute performance. En éliminant la lame d’air, cette technologie répond simultanément aux exigences de lisibilité en plein soleil, de robustesse mécanique, de dissipation thermique et de fiabilité environnementale.

Le collage optique permet une véritable fonctionnalisation complémentaire des écrans en y intégrant directement des propriétés avancées, telles que des filtres antireflets, des couches de protection thermique ou des technologies tactiles optimisées.

Dans un contexte de forte expansion du marché des batteries lithium-ion, porté par la croissance de la e-mobility, du stockage d’énergie renouvelable et de l’électronique portable, le collage industriel d’éléments de batterie lithium-ion joue un rôle stratégique dans la fiabilité, la sécurité et la performance des systèmes embarqués.

Face aux exigences techniques élevées et multifonctionnelles, les solutions adhésives se positionnent comme des alternatives incontournables.

Lors de la fabrication de batteries, il est important de s’assurer par exemple que le bloc-batterie sera correctement intégré au châssis du véhicule. Cependant, à mesure que les processus évoluent pour améliorer l’installation, optimiser l’espace et réduire la complexité tout en augmentant la cadence des lignes de production, les colles deviennent une solution sans concurrence pour atteindre ces objectifs. 

C’est tout naturellement que CLIX Industries s’est positionné sur ce secteur d’activité en proposant son expertise à l’un de ses clients, équipementier automobile de rang 1 de stature internationale.

Les principales étapes furent :

• Une analyse des risques Process comme expliqué dans un précédent article. Nous ne reviendrons pas dessus dans le présent document.
• Une analyse des risques Produit (en tenant compte notamment du risque spécifique électrique lors de la manipulation de batteries)
• Un déploiement de procédures concernant le risque électrique pour le personnel et les infrastructures CLIX ainsi que pour tous les autres produits environnants
• Une formation ADR pour la manipulation et le transport de batteries
• Une étude d’identification/validation/qualification de solutions de collage
• Une réalisation de prototypes
• Une production Pré-Série de Pack batteries à plusieurs centaines d’exemplaires
• Un lancement de production Série de plusieurs milliers d’exemplaires

Enjeux du collage dans les packs de batteries

Les assemblages de batteries requièrent une précision et une résistance accrues pour répondre aux normes de sécurité et aux contraintes mécaniques.

L’assemblage par collage permet ainsi :

• D’assurer l’intégrité structurelle : maintien des cellules, des modules ou des éléments dans des environnements soumis à des vibrations, chocs ou variations thermiques
• D’assurer la dissipation thermique : grâce notamment aux adhésifs thermo-conducteurs
• De réduire le poids, en éliminant des éléments mécaniques lourds
• De combler de petits espaces pour améliorer les performances et la résistance globale
• D’isoler électriquement en évitant les courts-circuits entre les composants sensibles
• De garantir rapidité et fiabilité du process

Applications du collage dans les batteries électriques lithium-ion

Le collage peut être utilisé dans plusieurs applications liées aux batteries électriques comme par exemple :

• Assemblage de cellules et de modules de batteries : les cellules individuelles sont collées pour former des modules ou des packs de batteries.
• Fixation de composants internes : Les composants tels que les séparateurs, les collecteurs de courant et les électrodes sont fixés à l’aide de colles adaptées.
• Étanchéité de boîtiers : Les boîtiers des batteries sont scellés pour éviter les fuites et protéger les composants internes.

Types de colles utilisées

 Différentes chimies de colles peuvent être utilisées en fonction des applications et des fonctionnalités recherchées. On peut mentionner par exemple :

• Colles époxy : elles offrent une excellente résistance mécanique, ce qui les rend idéales pour les applications nécessitant une forte adhérence et une durabilité à long terme.
• Colles polyuréthanes : flexibles et résistantes à l’humidité, elles sont souvent utilisées pour des applications où des mouvements et des vibrations peuvent se produire.
• Colles silicones : utilisées pour leur capacité à résister à des températures extrêmes et leur haute flexibilité, elles sont souvent employées dans les joints d’étanchéité.

Exigences normatives et sécurité

Un des aspects importants de ce type de collage est la nécessité de répondre aux normes industrielles et automobiles du marché, afin de garantir la résistance au feu, la propagation thermique et la durabilité en conditions extrêmes. De plus, la sécurité passive doit être garantie par des adhésifs à faible dégagement gazeux et non conducteurs.

Nous pouvons citer par exemple les contraintes prévues dans les normes:

• ISO 26262, norme sur la sécurité fonctionnelle pour l’industrie automobile
• UL 94, norme de référence pour la classification de la résistance à la flamme
• EN45545, norme ferroviaire européenne
• IEC 62133, norme sur les exigences de sécurité pour les batteries secondaires scellées portables batteries à lithium

En plus de ces normes « produits », la sécurité des personnes étant une priorité, tout entreprise ou autre organisation étant liée au transport de matières dangereuses est concernée par la règlementation ADR (Accord for Dangerous goods by Road). Plus précisément, la formation au chapitre ADR 1.3 est obligatoire pour toutes les personnes situées dans la chaîne de transport des marchandises dangereuses. Cela comprend notamment les missions de manutention (réception, emballage, expédition, chargement…).

Conclusion

 Le collage industriel de batteries lithium-ion est aujourd’hui un levier clé de performance et d’innovation dans la conception de systèmes énergétiques. C’est un procédé spécial complexe qui nécessite une attention particulière vis-à-vis des matériaux et des process utilisés.

En sélectionnant les bonnes colles et en imaginant des process rigoureux et sécurisés, il est possible de garantir la performance, la sécurité et la durabilité des batteries.

 CLIX Industries étant expert dans les solutions de collage pour les batteries électriques, n’hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions.

ISO9001 vs. EN9100

La norme ISO 9001 est un standard et il est difficile aujourd’hui de ne pas se conformer à ce qui est devenu un minimum requis en termes d’assurance qualité à travers toute l’industrie. CLIX est bien sûr depuis longtemps certifié selon ce référentiel.

Nous avons choisi début 2021 de passer la certification EN9100. Basée sur la norme ISO9001, elle est plus pointue sur la traçabilité et l’analyse des risques notamment. Elle a été développée pour répondre aux exigences plus sévères des secteurs du Spatial, de l’Aéronautique et de la Défense. Du fait de ce lien de parenté, une certification EN9100 induit automatiquement une certification ISO9001. Cela ne double pas le travail de certification.
L’EN9100 est moins connue que l’ISO9001, mais bénéficie d’une certaine notoriété dans les régions où les industries du Spatial, de l’Aéronautique et de la Défense sont fortement implantées. C’est le cas de l’Occitanie où CLIX est née et se développe.

Pourquoi CLIX a franchi le pas de l’EN9100 ? Un outil, pas une contrainte !

Comme évoqué dans notre précédent article Assemblage par collage : pourquoi l’analyse des risques est un pilier de la réussite ? , l’analyse de risques et la traçabilité sont essentielles à notre métier. C’est le propre de tous les procédés spéciaux et par conséquent de l’assemblage par collage. C’est inscrit dans notre ADN. Avant même d’être certifié ISO9001, on s’assurait déjà chez CLIX que les risques soient maîtrisés et que toutes les opérations de fabrication ainsi que le suivi des produits utilisés soient tracés.

CLIX compte de nombreux clients dans le Spatial, l’Aéronautique et la Défense. Au début de notre réflexion sur une éventuelle certification EN9100, il nous est apparu que cela allait de soi, pour continuer notre développement sur ces marchés. Au fur et à mesure de la mise en place de la norme et de la préparation à la première certification, nous nous sommes rendus compte que l’EN9100 nous apportait plus. Elle nous stimule dans la remise en cause de nos process, structure l’amélioration continue et nous aide à définir les bons indicateurs de gestion et qualité. C’est toute une démarche qui fait vivre notre organisation et nous aide à réfléchir et à agir.

Nous avons travaillé pour ne pas tomber dans le piège d’un système qualité chronophage et bureaucratique. Dès le début la règle de base fut de formaliser des process qui répondaient à la fois à la norme et à nos besoins métier. Le système est là pour nous servir et non l’inverse. C’est cette même logique que nous avions déjà appliquée quand nous avions choisi un ERP. C’est le gage de la pérennité de ces outils.

EN9100 : un outil de croissance !

Après maintenant plus de 4 ans de certification EN9100, le bilan est très positif et nous ne regrettons aucunement notre décision. Nous pouvons mesurer l’apport de l’EN9100 au quotidien et également son intérêt quand on regarde l’évolution de CLIX ces dernières années : nous n’aurions pas pu intégrer aussi sereinement autant de nouveaux marchés et de nouveaux clients sans cette organisation structurée. Les nouveaux employés n’auraient pas pu prendre leur poste aussi facilement sans des process clairs et cohérents.
Nos revues qualité sont devenues un lieu de communication, d’analyse et de planification, où l’équipe peut bénéficier d’une vision à 360° de la vie de l’entreprise. Tout y converge : la stratégie de l’entreprise, la satisfaction des employés, la vision de nos partenaires, clients ou fournisseurs.
Sans l’EN9100 il aurait été plus difficile de mettre tout cela en place.

Dans un précédent article, nous évoquions la complexité et les exigences techniques de l’assemblage par collage, en partant d’une actualité relatant un problème de collage de cadres de vélos. Sujet complété aujourd’hui par l’Analyse de Risques rigoureuse, nécessaire à la réussite d’un projet de collage.

L’AMDEC (Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité, ou FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) ) : un outil incontournable au service du collage industriel

Dans le domaine du collage, chaque application peut soulever des problématiques différentes : nature des matériaux, contraintes mécaniques, environnement thermique ou chimique, durée de vie attendue… Tous ces éléments rendent les projets uniques. L’analyse de risques est au cœur du processus de conception et d’industrialisation.

Elle repose principalement sur deux approches :

• l’AMDEC Produit, durant la phase d’étude,
• l’AMDEC Process, lors de l’industrialisation.

Les phases études et industrialisations étant très imbriquées, nous considèrerons ici l’une ou l’autre sans distinction.
L’AMDEC est un outil permettant de pondérer la criticité des risques et ainsi de sélectionner ceux qui vont faire l’objet d’une attention particulière.

Une criticité parfois difficile à quantifier

Cette pondération se fait en considérant :

• La Gravité du risque,
• Sa Fréquence d’apparition (ou occurrence),
• Sa Détectabilité (la probabilité de pouvoir détecter un mode de défaillance).

Cependant, dans le collage, ces critères sont parfois difficiles à quantifier. Mesurer précisément la fréquence d’un défaut ou sa probabilité de détection peut nécessiter d’importantes campagnes d’essais avec un grand nombre d’éprouvettes à fabriquer et à tester. Cette phase peut vite se montrer trop coûteuse et lourde techniquement.

C’est pourquoi chez CLIX, nous adoptons souvent une approche pragmatique : considérer chaque risque comme potentiellement critique, et y répondre systématiquement, tant que les contre-mesures restent raisonnables en termes de coûts.

La complexité de l’AMDEC en collage, relève principalement de la grande diversité des adhésifs (plus de 30 000 références) et de la diversité des matériaux en présence.

Comment identifier ces risques ?

L’identification des risques est le point de départ de toute analyse AMDEC et c’est là que l’expertise et l’expérience entrent en jeu.

Les essais préliminaires — souvent indispensables — permettent de détecter certains comportements indésirables des pièces ou de la colle, comme par exemple:

• Pièces mal centrées lors de l’affichage,
• Type de mélangeur statique incompatible avec un bi-composant,
• Variation de température ou de viscosité…

Ces essais sont riches d’enseignement pour l’étude de chaque nouveau collage mais ils sont loin de livrer l’ensemble des modes de défaillances qu’il faut identifier pour assurer le succès d’un collage comme par exemple : le vieillissement, l’environnement réel d’utilisation, la variabilité des lots de matériaux, les conditions de stockage, etc.

Depuis sa création en 2003, CLIX Industries s’appuie sur l’expérience de ses équipes pour anticiper les modes de défaillance. Chaque nouveau projet enrichit notre savoir-faire, renforçant notre capacité à identifier les points critiques et à les adresser de façon compétitive.
Par la réalisation d’innombrables analyses de risques et la mise œuvre des procédé de collage, CLIX a construit depuis plus de 20 ans sa culture, son savoir-faire et sa méthodologie de l’approche des assemblages collés.
Bien qu’il ne faille jamais négliger l’analyse de risques, l’accumulation de données sur tous les systèmes adhésifs étudiés et utilisés, nous amène à appréhender rapidement la faisabilité et les risques associés à un projet de collage.

Une exigence qualité au cœur de notre démarche

L’analyse de risques n’est pas qu’un outil d’ingénierie : elle est aussi au cœur des exigences des normes qualité ISO 9001 et EN 9100.

Chez CLIX, elle est intégrée dès le démarrage de chaque projet et guide nos choix tout au long du déroulement d’un processus. C’est un référentiel qui vise à assurer la pérennité des performances du collage et la satisfaction de nos clients, les deux objectifs principaux de notre politique qualité.

Conclusion : Anticiper pour coller durablement

Chez CLIX Industries, nous sommes convaincus que la réussite d’un collage industriel fiable et pérenne repose autant sur la maîtrise des matériaux et des procédés que sur la capacité à anticiper les défaillances. L’analyse de risques, bien menée et enrichie par l’expérience, nous permet d’assurer des assemblages sécurisés, performants et conformes aux exigences de leur secteur. En intégrant cette démarche dès les premières phases du projet, nous transformons les contraintes en leviers d’innovation. Et c’est cette exigence que nous appliquons chaque jour.

Dans un autre article, nous revenons plus en détail sur l’impact de la norme EN 9100 dans nos activités de collage, et sur la façon dont elle nous a aidé à structurer encore davantage notre démarche qualité.

Actualité

ANGELL est une société de Marc SIMONCINI qui a lancé en 2018 un vélo électrique des plus moderne, au design très épuré et utilisant des solutions de connectivité inédites dans le monde du cycle. Le tout conçu et fabriqué en France.
Fin 2024, la société ANGELL a fait savoir à ses clients de la première génération de cycles qu’un risque avait été identifié sur le collage des cadres, leur demandant de ne plus utiliser ces vélos. A priori la société a aujourd’hui cessé son activité. C’est naturellement très regrettable, pour les clients, les employés et tous ceux qui ont cru en ce projet remarquable.
Il ne s’agit pas ici de commenter le cas précis du vélo ANGELL, l’expertise en cours donnera sûrement des éléments de réponse que nous ne connaissons pas à l’heure où nous rédigeons ces lignes.
Toutefois s’agissant d’un évènement en rapport avec la technologie du collage, nous souhaitions rappeler certains éléments essentiels sur le collage industriel.

Le Collage Industriel : Un Procédé Spécial

Cette actualité est l’occasion de rappeler que le collage industriel est un Procédé Spécial. Ce terme de qualiticien, contrairement à ce que l’on pourrait penser, ne désigne pas uniquement la phase de fabrication. Pour qu’un Procédé Spécial puisse être mis en place, il faut que sa définition et sa mise en œuvre aient été validées de façon concomitante. Dans le cas du collage par exemple, la solution choisie est validée en testant un adhésif ET un process selon des normes. Les éprouvettes ou les pièces testées, sont donc collées avec l’adhésif et la méthode de collage retenus.

La définition reprend les éléments d’un cahier des charges spécifique au collage : nature des matériaux, dimensionnements géométriques et des efforts, environnement de la pièce collée sur toutes ses phases de vie. Sur la base de ces éléments spécifiés, on peut orienter le choix d’un adhésif, calculer l’épaisseur et la surface de recouvrement nécessaires, éventuellement prévoir une préparation de surface spécifique comme une primairisation ou un traitement plasma. Cette liste n’est pas exhaustive.

Le process doit, lui, répondre à des contraintes telles que :

• Comment peut-on garantir la présence de la colle sur toute la surface définie comme zone de collage lors de l’étude ?
• Comment garantir l’épaisseur du joint de colle ?
• Comment maintenir les pièces pendant la polymérisation (processus de réticulation ou de durcissement des adhésifs) ?
• Comment gérer le débord de colle ? Est-il souhaitable ou à éviter ?
• Etc. il existe un grand nombre de points supplémentaires qu’il serait trop long d’énumérer ici.

La clé du Procédé Spécial réside enfin dans la validation d’une définition et d’un process. Cette validation s’appuie sur le cahier des charges dont devrait découler les conditions exactes dans lesquelles la liaison collée doit être éprouvée. Sollicitations mécaniques continues ou discontinues, cyclages thermiques, environnement humide, salin et/ou acide, vieillissement…
Une fois que la validation d’une définition et d’un process est faite, c’est-à-dire que tous les tests montrent des résultats satisfaisants, «ON NE CHANGE PLUS RIEN» !

Ce qui nous amène à la fabrication. Dans cette phase, il s’agit de reproduire dans l’atelier tout ce qui a été prévu lors de la phase d’étude et l’industrialisation. Tout écart à la définition initiale induit le risque d’introduire un mode de défaillance du collage.
Si par exemple une étape est oubliée lors de la fabrication, ou que la nature d’un des matériaux est changée, même si ce n’est qu’une nuance d’alu ou le fournisseur d’un polymère, il faut dans ce cas refaire une validation de la solution de collage en tenant compte du nouveau paramètre.
Bon nombre de précautions sont à prendre, quand on souhaite profiter des avantages qu’offre le collage dans la conception de son produit.

Certains aspects n’ont pas été abordés dans cet article, comme l’Analyse de Risques, que ce soit l’AMDEC Produit ou l’AMDEC Process. Nous les traiterons dans un prochain article.

Coller des cadres de vélo, c’est possible !

Pour terminer sur le sujet de l’assemblage de cadres de vélos par collage, CLIX Industries a déjà travaillé sur le collage de cadres et les designs proposés laissaient la place à une marge de sécurité largement suffisante.
D’autres marques de cycles ont su mettre à profit cette technologie sans rencontrer de problème. La société ANGELL n’oublie pas de signaler d’ailleurs que les générations de vélos qui ont suivi la première ne sont pas affectées par un risque de décollement.

Collage industriel, Ayez le bon réflex.

Nous croisons de temps en temps à CLIX Industries des personnes qui, sur la base d’une mauvaise expérience dans le développement d’un collage, rejettent catégoriquement cette technologie d’assemblage par collage. Ils nous relatent le plus souvent des tentatives faites chez eux en interne, basées uniquement sur la recommandation des fiches produit des colles. Ces indications données par l’industriel chimiste ne peuvent ni tenir compte de la spécificité de chaque application, ni prévoir tous les modes de défaillances possibles dans le cadre de leur projet.

Notre quotidien est la réalisation de l’étude et de la fabrication d’assemblages par collage, de l’élaboration du cahier des charges avec le client à la production des collages qu’il nous confie. Nous trouvons regrettable que des échecs, souvent prévisibles, entachent la crédibilité de notre métier et de cette technologie mâture.

Cet article est l’occasion de rappeler que l’assemblage par collage requiert une expertise, que nous développons à CLIX Industries, depuis plus de vingt ans.