SMC, aluminium et fonte — matériaux du boîtier

En bref

Le composite SMC renforcé de fibres de verre, électriquement isolant, évite la corrosion métallique et peut permettre l'intégration d'une radio, mais les performances de la radio dépendent de la formulation et de la construction. L'aluminium offre une conductivité thermique plus élevée et des voies de refusion établies. La haute densité de la fonte doit être mise en balance avec les exigences de forme et de structure. Sélectionnez les matériaux pour le produit, l'environnement et le fonctionnement réels.

Tableau de synthèse

Le tableau suivant résume ces cinq aspects au niveau des principes des matériaux. Les valeurs exactes d’un produit doivent toujours être vérifiées dans la fiche technique du fabricant.

Tableau de synthèse
Propriété	Composite SMC	Aluminium	Fonte
Conductivité électrique	Isolation électrique	Électriquement conducteur	Électriquement conducteur
Corrosion métallique	Aucune dans la matrice	Corrode ; risque galvanique	Rouille
Transparence RF	Possible ; à vérifier sur l’ensemble assemblé	Non (effet de blindage)	Non (effet de blindage)
Conductivité thermique	Faible ; dépendant de la formulation	Élevé ; dépendant de l'alliage	Dépend de la qualité de la fonte
Poids (relatif)	Faible-moyen	Moyen	Élevé
Recyclabilité	Thermodurcissable ; a besoin de voies de récupération disponibles	Bonne	Bonne
Utilisation typique	Corps de luminaire	Boîtier, dissipateur thermique	Mâts, éclairage patrimonial

1. Isolation électrique — Classe I vs Classe II

La norme CEI 60598 divise les luminaires en classes de protection basées sur la construction complète du luminaire. La classe I utilise une mise à la terre de protection comme mesure de protection. La classe II repose plutôt sur une isolation double ou renforcée et ne nécessite pas de conducteur de terre de protection vers le luminaire. La classe de protection n'est pas uniquement déterminée par le matériau du boîtier ; elle doit être justifiée par le marquage et la documentation du luminaire. (CEI 60598-1)

L'aluminium et la fonte sont électriquement conducteurs, tandis que le SMC est électriquement isolant. Un corps métallique ne constitue pas automatiquement un luminaire de classe I ; un luminaire comportant des parties métalliques peut également être de classe II si la construction complète répond aux exigences. Le corps SMC contribue à la construction isolante du VALDUR, mais le matériau à lui seul ne détermine pas la classe de protection et ne remplace pas les exigences d'une isolation double ou renforcée dans l'ensemble du luminaire.

VALDUR est un luminaire de classe II. Selon les instructions d'installation, il est connecté sans conducteur de terre de protection et il n'y a pas de conducteur de terre dans son câble de connexion. La conception de classe II du luminaire doit être vérifiée par rapport à son marquage et à sa documentation.

Remarque

La classe II s'applique au luminaire, et non à l'ensemble de l'installation électrique. Le reste de l’installation électrique doit encore être conçu et installé conformément aux règles applicables. L'installation et les adaptations éventuelles doivent être effectuées par un entrepreneur électricien qualifié. Suivez toujours les instructions de marquage et d'installation du VALDUR.

2. Corrosion — risque matriciel, superficiel et galvanique

Le composite SMC (Sheet Moulding Compound) est un matériau thermodurci de résine polyester durcie renforcée de fibres de verre. La matrice n'est pas métallique et ne peut donc pas subir de corrosion métallique. C'est la différence avec l'aluminium – non pas que le SMC soit « résistant à la corrosion » à tous égards : le SMC peut vieillir sous l'effet de l'exposition aux UV, de la chaleur, de l'humidité et des attaques chimiques – mais la façon dont il se dégrade diffère fondamentalement de la façon dont les métaux se corrodent. (European Alliance for SMC BMC)

L'aluminium est peu sensible à la corrosion en milieu neutre, grâce à sa couche d'oxyde. Mais dans les environnements côtiers contenant des chlorures et une humidité élevée, la corrosion s’accélère. De plus, la corrosion galvanique se produit lorsque l'aluminium est en contact électrique avec un métal plus noble (par exemple des fixations et des vis en acier inoxydable) en présence d'électrolyte (eau de pluie salée). L'aluminium est le métal le moins noble du couple et se corrode préférentiellement. (TWI)

La fonte peut rouiller lorsqu'elle est exposée à l'humidité. Des revêtements et un entretien adaptés peuvent la protéger. Les applications incluent les colonnes et les éléments décoratifs ; sa forte densité est une contrainte importante là où le faible poids est une priorité.

Voir aussi modes d'humidité, de condensation et de défaillance dans les luminaires publics pour un examen des mécanismes de corrosion les plus courants dans le domaine.

3. Transparence RF : ce que cela signifie pour les commandes sans fil

Le composite SMC renforcé de fibres de verre, électriquement isolant, peut permettre de placer une antenne dans le corps. L’atténuation du signal dépend de la formulation, des charges, de l’épaisseur des parois, de la fréquence et de l’emplacement de l’antenne. Le métal peut faire écran aux signaux radio ; les performances doivent donc être vérifiées sur le luminaire complet.

Un corps métallique peut utiliser une antenne externe ou une fenêtre radio réalisée dans un matériau approprié. Un corps SMC peut réduire le besoin de pièces externes, mais la construction complète doit toujours répondre à ses exigences IP déclarées.

Dans VALDUR, le corps SMC permet l’intégration du module AirGlow ; la transparence RF est une condition nécessaire à son fonctionnement.

4. Conductivité thermique — Limite du SMC et solution

Le SMC renforcé de fibres de verre conduit généralement la chaleur beaucoup moins facilement que l'aluminium. La conductivité dépend de la formulation ou de l'alliage spécifique, donc une valeur universelle SMC est trompeuse. La chaleur provenant du module LED nécessite un chemin thermique conçu et validé dans le luminaire complet.

Un dissipateur thermique interne en aluminium peut fournir un chemin thermique séparé pour le module LED. Un corps SMC ne supprime pas le besoin de dissipation thermique. L'emplacement du driver et son propre chemin thermique doivent être établis à partir de la conception du produit et de la vérification thermique ; le matériau du corps ne montre pas que le driver est monté contre le dissipateur thermique LED.

La construction combinée est techniquement plus complexe qu'un boîtier en aluminium pur, mais permet des fonctions qu'un boîtier entièrement métallique ne peut pas fournir. Il s’agit d’un choix de conception et non d’un défaut matériel.

5. Recyclabilité – un compromis honnête

L'aluminium est l'un des matériaux les plus recyclables en usage technique. L'aluminium recyclé ne nécessite qu'environ 5 % de l'énergie nécessaire à la production primaire. Il s’agit d’un réel avantage environnemental en fin de vie du produit. (IAI)

Le thermodurcissable SMC ne peut pas être refondu. Les filières pour les composites à base de fibre de verre comprennent le broyage mécanique et le co-traitement dans la production de ciment. La collecte, la composition des matériaux et la capacité locale de traitement déterminent quelle voie est réellement disponible ; le traitement en fin de vie doit donc être convenu avec le transformateur des déchets. (EuCIA)

Le compromis rarement mentionné

Une comparaison environnementale équitable nécessite des données de cycle de vie spécifiques au produit pour la même fonction d'éclairage, la même période d'évaluation et les mêmes limites du système. L'énergie de fonctionnement, la maintenance, les remplacements réels et le traitement de fin de vie doivent être inclus. Le nom du matériau à lui seul ne permet pas d’établir quelle option a l’impact environnemental total le plus faible.

L'aluminium recyclé, cependant, est simple sur le plan environnemental. La différence entre l’origine primaire et secondaire de l’aluminium sur une déclaration de produit est donc pertinente pour une analyse correcte du cycle de vie.

Le recyclage SMC est plus complexe que le recyclage de l'aluminium. L’option ayant l’impact environnemental total le plus faible ne peut pas être déterminée uniquement à partir du type de matériau ; cela nécessite des données comparables sur le cycle de vie spécifique au produit utilisant la même unité fonctionnelle, les mêmes conditions de service et les mêmes limites du système. Aucun scénario de durée de vie ne doit être traité comme une comparaison de produits sans données d'entrée documentées.

Fonte — colonnes et patrimoine

La fonte est une option pour les colonnes et l'éclairage décoratif où la forme et l'apparence sont des priorités. Comparez la masse réelle du produit, la protection contre la corrosion, la maintenance et les exigences structurelles.

VALDUR et choix du matériau

VALDUR utilise le composite thermodurci SMC comme corps du luminaire. Le corps électriquement isolant contribue à la construction de classe II du luminaire et permet d'intégrer un module AirGlow sans nœud externe, tandis que le corps n'est pas sujet à la corrosion métallique. La construction complète du luminaire détermine la classe de protection, qui doit être justifiée par un marquage et une documentation ; le matériau SMC seul ne le fait pas. Le dissipateur thermique interne est en aluminium — le SMC remplace le corps, pas le dissipateur thermique. La documentation complète sur le matériel est disponible dans le guide technique : matériaux.

Niveau suivant de compréhension

L'absence de corrosion dans le boîtier est une chose. L'humidité à l'intérieur du luminaire en est une autre.

Le corps SMC ne subit pas de corrosion métallique. De la condensation peut encore se former à l'intérieur d'un luminaire lorsque l'air humide refroidit en dessous de son point de rosée, quel que soit le matériau du corps.

Durée de vie et fiabilité

Humidité, condensation et modes de défaillance dans les luminaires publics

Comment l'humidité pénètre, ce qu'elle y fait et ce que garantit réellement l'indice IP.

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Questions fréquemment posées

Un luminaire de classe II doit-il être mis à la terre ?

Non. VALDUR est un luminaire de classe II dont la protection repose sur la construction à isolation double ou renforcée du luminaire complet. Selon les instructions d'installation, le VALDUR est connecté sans conducteur de terre de protection et son câble de connexion n'a pas de conducteur de terre. Ne réalisez pas de connexions à la terre improvisées avec le luminaire. Vérifiez toujours le marquage Classe II du luminaire et suivez les instructions d'installation. Le reste de l’installation électrique doit être installé conformément aux règles applicables par un entrepreneur électricien qualifié.

Le SMC vieillit-il plus vite que l'aluminium à l'extérieur ?

Le SMC et l'aluminium ont des mécanismes de dégradation différents. Les UV, la chaleur, l'humidité et les produits chimiques peuvent affecter une formulation SMC ; l’alliage, la protection de surface et l'exposition affectent l'aluminium. La durabilité en extérieur nécessite des preuves de la qualité et des conditions réelles du matériau. Le nom du matériau ou l’ajout de stabilisants UV ne déterminent pas à eux seuls la durée de vie du produit.

Quel matériau choisir pour les environnements côtiers à forte teneur en sel ?

En cas d'exposition élevée au chlorure, l'absence de corrosion métallique dans le boîtier est la propriété la plus importante. Le composite SMC n'a pas de matrice métallique et n'est pas sujet aux piqûres et à la corrosion induite par les chlorures qui peuvent rapidement endommager les boîtiers en aluminium à proximité de l'eau salée. Les fixations métalliques, les vis et les entrées de câbles doivent toujours être sélectionnées en tenant compte de la compatibilité galvanique. Pour les environnements chimiquement agressifs tels que les stations d’épuration et l’industrie chimique, des exigences spécifiques en matière de résistance chimique doivent être vérifiées par agent chimique.

Résumé

Le matériau du corps du luminaire influence l’installation, le fonctionnement et la durée de vie de cinq manières concrètes : propriétés électriques, comportement à la corrosion, transparence RF, conductivité thermique et recyclabilité. Aucun matériau n’est supérieur sur tous les points.

VALDUR combine un corps SMC électriquement isolant avec un dissipateur thermique interne en aluminium. Le corps évite la corrosion métallique ; les performances radio et la gestion thermique doivent encore être validées dans l’ensemble de la construction. SMC contribue à la conception de classe II, mais la classe de protection appartient au luminaire complet et est étayée par son marquage et sa documentation.

La fonte est utilisée pour des applications telles que les colonnes et l'éclairage décoratif. La sélection des matériaux doit tenir compte de la masse du produit, de l'environnement d'installation, des commandes sans fil, de la classe de protection, de la période de service prévue et de la maintenance. Aucun matériau n’est universellement le meilleur pour chaque conception.

SMC, aluminium et fonte — matériaux du corps du luminaire