Les différents types de joints d’étanchéité

Que cela soit dans la mécanique, le bâtiment, la plomberie… le joint d’étanchéité est une pièce indispensable dont on ne peut souvent pas s’en passer. Intercalé entre deux surfaces fixes ou en mouvement relatif, le joint d’étanchéité est en effet utilisé du moment que l’on veut prévenir les fuites de fluide (eau, huile…) ou de gaz de l’intérieur d’un système vers l’extérieur.

Plus généralement, le joint d’étanchéité est utilisé en mécanique pour éviter l’écoulement d’huiles, il existe en ce sens différent type de joint mécanique. Tandis qu’en plomberie il permet l’étanchéité de la tuyauterie, notamment dans les raccords, et prévient les fuites d’eau (en remplaçant ou combiné avec un raccord Gripp par exemple) . Sans le joint, le moindre mouvement ou la moindre vibration de l’installation du système pourrait facilement causer des fuites. Un défaut d'étanchéité peut rapidement engendrer des dégâts. Par exemple, un joint non étanche provoque une lente fuite d'huile qui, à long terme, peut provoquer des dégâts sur les organes internes d’un moteur. En caoutchouc, en néoprène, en cuir, en fibrine, en feutre, mais aussi en métal tendre (laiton)… le type de joint d’étanchéité et son diamètre se choisit en fonction de ses différentes applications possibles.

D’une manière générale, les différents types de joints d’étanchéité sont répartis en deux grandes familles : on distingue les joints statiques et les joints dynamiques. Les premiers se présentent en forme d’anneaux, mais ils peuvent aussi être plats ou toriques. Ils servent à rendre hermétique l’espace séparant deux corps immobiles serrés l’un contre l’autre. C’est le cas, par exemple, entre deux tuyaux dans les adductions d’eau. Quant aux joints dynamiques, ils protègent deux corps en mouvement de toute fuite. On les trouve entre des pièces coulissantes ou rotatives. Cependant, il faut noter que certains types de joints peuvent se trouver dans les deux catégories à la fois, en même temps statique et dynamique.

Joints statiques d’étanchéité

Une étanchéité est dite statique lorsque les pièces en contact sont immobiles l’une par rapport à l’autre. Les joints statiques sont des pièces de faible épaisseur interposées entre deux surfaces immobiles. Ce type de joint se serre une pièce contre l'autre pour assurer l'étanchéité. L’étanchéité se fait alors soit par compression d'un joint plat, soit par déformation d'un joint torique qui remplit l'intégralité du volume disponible dans le logement. Ainsi, les joints statiques sont conçus pour recevoir une forte pression et être compressés. Un exemple de joint statique est le joint rondelle, que l’on va intercaler une la tête de la vis et la pièce à serrer.

Joints dynamiques d’étanchéité

Comme précédemment décrits, les joints dynamiques se destinent à des systèmes en mouvements. On les trouve entre des pièces coulissantes ou rotatives, ils sont alors souvent conçus pour résister à des conditions extrêmes et pour subir des mouvements à répétition. Parmi les joints dynamiques, on trouve également des joints d'étanchéité sans contact (joints labyrinthes, joints à brosse ou joints à revêtement abradable…), adaptés aux roulements.

On distingue plusieurs modèles de joints d’étanchéité selon les besoins de montage. Voici donc une liste non exhaustive des différents types de joints d’étanchéité les plus couramment utilisés.

Le joint SPI

Le joint SPI, que l’on appelle également « joint à lèvres », est conçu spécifiquement pour subir une rotation et permet l’étanchéité des objets tels que des arbres à cames, des roues ou des vilebrequins. Pour remplir cette tâche, il est constitué d’une armure métallique et d’un élastomère.

Le joint torique

Largement utilisé, ce type de joint convient particulièrement aux applications statiques et à certaines applications dynamiques (vitesse réduite et pression modérée). Il est économique, léger, peu encombrant, facile à monter, fiable en service et nécessite peu d'entretien. Il est disponible dans des milliers de dimensions et dans de nombreuses nuances d'élastomères (nitrile, viton...).

Le joint V-Ring

Le joint V-Ring fait partie des différents types de joint mécanique que l’on rencontre dans l’industrie. Ce joint d’étanchéité est souvent entièrement en élastomère (nitrile, viton...), à frottement axial, pour étanchéité dynamique. Sa lèvre, de forme conique, s'appuie sur une surface perpendiculaire à l'arbre et agit comme un déflecteur centrifuge qui éjecte boues, poussières, huiles, eau... Il est disponible même en grand diamètre, il supporte de grandes vitesses de rotation.

Ce ne sont que quelques exemples de type de joint les plus couramment rencontrés, comme il a été dit, la liste est non exhaustive.

Quels que soient les différents types de joints d’étanchéité, sa forme ou sa nature, le joint d’étanchéité est compressé entre les deux pièces pour les rendre étanches. Mais pour bien remplir la fonction à laquelle ils sont destinés, ils doivent être capables de s’adapter aux conditions de l’environnement immédiat dans lequel ils sont placés. Il s’agit notamment de la nature du fluide, de la pression, de la température, de la vitesse, etc. Pour cela, le joint d’étanchéité est fabriqué à partir de différents matériaux. Les principales sources de fuite sont souvent les défauts de formes, les états (rugosités) des surfaces à étancher, les dilatations, la porosité des matériaux et leur non-compatibilité avec le milieu environnant.

De nombreux matériaux sont possibles alors possibles, allant du papier aux matériaux composites, en passant par la fibre de verre, le métal, le plastique, le caoutchouc… néanmoins, c’est le caoutchouc et ses dérivés qui occupent une place de choix. La température et la compatibilité chimique avec le milieu sont les principaux paramètres pour les choisir. Le nitrile, pour usages courants, et les élastomères fluorés, pour milieux plus agressifs et températures plus élevées (exemple : FPM, EPDM), sont de loin les caoutchoucs les plus utilisés. Ils sont compatibles avec la plupart des huiles.

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