Indices IP : ce qu'ils mesurent et quand
IP66 décrit la protection contre la poussière et les jets d'eau puissants dans des conditions de test définies dans la norme CEI 60529. Il ne s'agit pas d'une garantie d'une durée de vie particulière ni d'une preuve d'étanchéité à la vapeur. Les preuves doivent identifier les exigences en matière d'échantillon, d'assemblage, de conditionnement et de luminaire applicables en vertu de la CEI 60598-1. (CEI 60529) (CEI 60598-1)
L'étanchéité à long terme dépend également des matériaux, de l'assemblage, de l'entretien et de l'exposition. Demandez des preuves couvrant les conditions et la configuration prévues.
Vieillissement du matériau du joint
Les composés EPDM et silicone peuvent avoir une bonne résistance aux intempéries et à l'ozone. L'étanchéité dépend toujours de la qualité, de la température, de la géométrie, de l'assemblage et de la compression. La déformation rémanente à la compression est la déformation résiduelle après une compression, une durée et une température définies, suivie d'une libération et d'une récupération ; ce n'est pas la même chose que le nombre de cycles thermiques. (Parker)
La déformation rémanente à la compression est la déformation résiduelle après une compression, une durée et une température définies, suivies d’un relâchement et d’une récupération. Elle ne se réduit pas au nombre de cycles thermiques. Une perte de force d’étanchéité peut aussi résulter d’une relaxation des contraintes, de mouvements de l’assemblage, de l’installation ou de dommages aux matériaux ; le joint effectivement utilisé doit être évalué. (Parker)
L'effet respiratoire
Un luminaire en service n'est pas en équilibre thermique. L'apport solaire pendant la journée chauffe le corps ; la charge LED ajoute de la chaleur supplémentaire pendant le fonctionnement ; les températures nocturnes provoquent alors un refroidissement du boîtier. À mesure que l’air intérieur se contracte pendant le refroidissement, la pression interne chute en dessous de la pression ambiante. Si le joint présente une imperfection microscopique, cette différence de pression aspire l'air extérieur dans le boîtier, tout comme une seringue aspire du liquide lorsque le piston est retiré.
Le problème n'est pas l'air lui-même. Le problème est la vapeur d’eau qu’il transporte. L'humidité relative décrit la quantité de vapeur d'eau que l'air contient par rapport à sa capacité maximale à une température donnée - et ce maximum diminue fortement à mesure que la température baisse. La température à laquelle l’air devient complètement saturé et la vapeur d’eau commence à se condenser en liquide est appelée point de rosée. Lorsqu'un luminaire refroidit suffisamment pendant la nuit, l'air intérieur passe souvent par son point de rosée et l'eau se condense sur les surfaces internes les plus froides : généralement la face intérieure du verre, les éléments optiques ou le PCB.
L'humidité peut pénétrer par fuite, changement de pression ou diffusion, ou rester après la fabrication et l'entretien. La condensation se forme lorsqu’une surface interne tombe en dessous du point de rosée de l’air. Un joint vieilli est une cause possible, mais chaque défaut nécessite une enquête dans le contexte de la conception et de l'exposition.
En pratique
- Les matériaux de joints courants dans les luminaires extérieurs sont le caoutchouc EPDM et le silicone. Ils vieillissent sous l’effet des UV, de l’ozone, de la chaleur et des compressions répétées — évaluées par la déformation rémanente à la compression selon ASTM D395 — ce qui réduit la force de contact d’étanchéité au fil du temps, quelle que soit l’étanchéité initiale du luminaire.
- IP66 décrit la protection contre la poussière et les jets d'eau puissants dans des conditions de test définies dans la norme CEI 60529. Il ne s'agit pas d'une garantie d'une durée de vie particulière ni d'une preuve d'étanchéité à la vapeur. Les preuves doivent identifier les exigences en matière d'échantillon, d'assemblage, de conditionnement et de luminaire applicables en vertu de la CEI 60598-1. (CEI 60529)
- Plus l'écart de température entre le jour et la nuit ou entre les saisons est important, plus le luminaire subit de cycles de respiration, ce qui rend les climats à fortes variations saisonnières, comme la Scandinavie, particulièrement pertinents pour ce mode de défaillance.
Comment la condensation provoque des pannes
La buée, les gouttelettes, les dépôts et les défauts intermittents peuvent indiquer de l'humidité. L'eau contaminée peut provoquer des courants de fuite ou des courts-circuits. Un défaut qui disparaît au fur et à mesure que le luminaire chauffe n'est pas concluant : les défauts de composants et de connexions peuvent aussi dépendre de la température. Vérifiez les causes alternatives avant de confirmer le diagnostic.
La contamination de la surface optique est une deuxième conséquence. La condensation sur la face intérieure d'une lentille en polycarbonate ou d'un couvercle en verre trempé réduit la transmission de la lumière. Les dépôts minéraux laissés par l’évaporation des condensats s’accumulent au fil des saisons et réduisent encore davantage le flux lumineux.
La corrosion des composants du driver est une troisième voie. Les condensateurs électrolytiques et autres composants du driver ne sont pas conçus pour être exposés à l'eau liquide. La corrosion de leurs bornes accélère le processus de vieillissement décrit dans l'article complémentaire sur les condensateurs des drivers et leur durée de vie.
Verre trempé ou protection en polycarbonate
Les performances du polycarbonate dépendent de sa qualité, de sa stabilisation UV, des revêtements et de l’exposition. Le jaunissement affecte les performances optiques ; l’effet des fissures sur l’étanchéité dépend de leur profondeur et de leur emplacement. Le nom du matériau ne permet pas de conclure à une perte de protection IP au bout de dix ans ; inspectez la protection, les assemblages et les joints.
Le verre trempé est généralement plus stable aux UV que les revêtements en polymère et ne partage pas le mécanisme de dégradation UV du polycarbonate. Son état optique et de surface à long terme dépend toujours de la qualité du verre, des revêtements, de la contamination, du nettoyage et de l'exposition mécanique. Pour les installations où l'étanchéité à long terme est importante (routes côtières, environnements marins et sites industriels avec atmosphères chimiques), le matériau de couverture est un élément pertinent des spécifications de gestion de l'humidité, et pas seulement un choix esthétique.
Accès pour la maintenance et remplacement des joints
Un boîtier accessible peut permettre le remplacement du joint lorsque la conception et les instructions du fabricant le prévoient. Utilisez les pièces et la procédure d'assemblage spécifiées et vérifiez que la protection contre la pénétration requise est maintenue après l'entretien.
Pour un assemblage scellé de manière permanente, les options de réparation dépendent de la conception et des instructions d'entretien du fabricant. Si l'étanchéité spécifiée ne peut pas être restaurée par une réparation approuvée, le remplacement de l'assemblage concerné peut être nécessaire. Incluez la politique d’accès, de pièces de rechange et de réparation dans l’analyse du cycle de vie.
Implications pratiques
Un indice IP est un point de départ significatif. IP66 confirme qu'un nouveau luminaire, correctement assemblé, offre une base de protection appropriée. Mais ce n'est pas une garantie de 20 ans. L'étanchéité réelle à long terme d'un luminaire dépend du matériau et de la géométrie du joint, du matériau de la lentille, de la qualité de l'équilibrage de pression, de la question de savoir si le vernis de tropicalisation fournit une protection secondaire pour l'électronique et si le boîtier peut être refermé sur site. (Parker)
Lors de l'évaluation des luminaires pour des applications à longue durée de vie, les questions ci-dessous donnent des informations plus utiles que la seule classe IP :
- Quel matériau de joint est utilisé et quelle est sa durée de vie ou sa température nominale indiquée ?
- Existe-t-il une membrane d'équilibrage de pression ou le boîtier dépend-il uniquement des joints eux-mêmes ?
- Le PCB est-il recouvert d'un vernis de tropicalisation comme barrière secondaire contre l'humidité, ou le joint est-il la seule ligne de défense ?
- Comment les performances d'étanchéité sont-elles vérifiées après vieillissement – et pas seulement la classe IP d'un nouveau luminaire ?
Niveau suivant de compréhension
L'humidité qui atteint l'électronique s'arrête rarement lors d'un court-circuit sur un connecteur - elle frappe généralement en premier le composant le plus sensible à la tension.
La condensation et la contamination peuvent provoquer la corrosion des drivers et des connexions, des courants de fuite et des dommages aux composants électroniques. Le vieillissement thermique des condensateurs des drivers est un mécanisme distinct qui doit également être pris en compte.
Durée de vie et fiabilité
Comment les condensateurs des drivers influencent la durée de vie.
Le vieillissement thermique des condensateurs électrolytiques est l'un des mécanismes qui expliquent pourquoi la durée de vie réelle d'un luminaire peut être inférieure à celle indiquée sur la fiche technique.
Résumé
Un matériau de boîtier résistant à la corrosion résout un problème – celui de savoir si le boîtier lui-même se dégrade – mais ne résout pas ce mécanisme. L'électronique à l'intérieur est métallique, quel que soit le matériau du boîtier, et est également affectée par la condensation une fois que l'humidité a trouvé un chemin à travers les entrées de câbles et les joints.
IP66 décrit la protection contre la poussière et les jets d'eau puissants dans des conditions de test définies dans la norme CEI 60529. Il ne s'agit pas d'une garantie d'une durée de vie particulière ni d'une preuve d'étanchéité à la vapeur. Les preuves doivent identifier les exigences en matière d'échantillon, d'assemblage, de conditionnement et de luminaire applicables en vertu de la CEI 60598-1. (CEI 60529)