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Un boîtier protège les composants électroniques de l’humidité et des salissures. Ces boîtiers renferment généralement de l’air et donc sont exposés aux phénomènes de surpression ou de dépression en présence de fluctuations de température. Les charges continues ou variables exercées par la pression endommagent les pièces et les composants de l’appareil. Des charges de pression de 50 mbar peuvent déjà endommager le boîtier et entraîner des déformations ainsi qu’une mauvaise étanchéité au niveau des raccords, des points de collage, des joints ou des connecteurs. Dans le pire des cas, de l’eau peut pénétrer et engendrer un dysfonctionnement total de la pièce. Pour éviter ce scénario, il est possible d’utiliser des éléments de compensation de pression qui assurent la ventilation tout en évitant l’infiltration d’eau et de poussière. Ces éléments sont cruciaux dans les applications en électronique automobile.

Les éléments de compensation de pression sont utilisés lorsque les boîtiers sont exposés aux fluctuations de température et qu’une ventilation s’avère nécessaire. Il existe différents moyens pour assurer cette compensation de pression, depuis les simples trous non recouverts réalisés dans les composants jusqu’aux éléments en plastique injecté à systèmes de ventilation intégrés, en passant par les solutions de membranes assemblées au boîtier.

Parmi les quatre procédés d’application des éléments de compensation de pression - systèmes de ventilation clipsés ou vissés dans les composants, soudées ou collées directement sur le boîtier - celui à base de films autoadhésifs équipés d’une membrane perméable à l’air mais toutefois étanche à l’eau et à la poussière est particulièrement bien adaptés pour des applications en électronique automobile comme par exemple pour des sondes lamda, des commandes de boîtes de vitesses, des générateurs de son, des carte-clé pour véhicule ou encore des systèmes de contrôle de la pression des pneus.

Fonctionnement et avantages

Le principe de fonctionnement de l’élément de compensation de pression à base de films autoadhésifs équipés d’une membrane perméable à l’air est semblable à celui d’un filtre : les particules de poussière et les liquides, y compris les huiles et les combustibles, sont retenus par la membrane à l’extérieur du boîtier, mais les molécules de gaz peuvent toujours traverser le filtre-membrane dans les deux sens. Il est donc possible de compenser les surpressions ou les dépressions dans le boîtier, et donc de protéger les composants électroniques internes en toute fiabilité.

Ces éléments de compensation de pression à base de films autoadhésifs présentent certains avantages :
 Par rapport aux simples trous non recouverts réalisés dans les composants, ils assurent une protection fiable contre la poussière, les salissures, les fluides et l’eau. Selon le modèle, ils peuvent même être résistants aux jets de vapeur.
 La faible hauteur de montage par rapport aux solutions conventionnelles, comme Caps, par exemple, offre un gain de place évident.
 Contrairement aux éléments en plastique injecté et de fabrication complexe, la variante autoadhésive requiert peu de matériau. Les éléments de compensation de pression à base de films autoadhésifs peuvent ainsi être une alternative économique par rapport aux solutions Caps.
 L’intégration des éléments de compensation de pression à base de films autoadhésifs dans le boîtier ne nécessitant ni filetage, ni dôme ; ceux-ci peuvent être appliqués souvent sans avoir à adapter le boîtier ou, si une adaptation s’avère nécessaire, en ne le modifiant que légèrement, ce qui réduit nettement les coûts de développement pour le client.
 Les éléments de compensation de pression à base de films autoadhésifs sont très simples à appliquer : grâce à leur principe autoadhésif, ils adhèrent sur les surfaces les plus diverses telles que la tôle acier, l’aluminium coulé sous pression ou encore le plastique. Si des conditions ambiantes particulièrement difficiles requièrent une plus haute résistance chimique et thermique, les éléments de compensation de pression à base de films autoadhésifs peuvent être également soudés par ultrasons. En outre, la livraison en bobine offre au client la possibilité d’un traitement entièrement automatisé.

Optimisation des processus

Les variantes spéciales des éléments de compensation de pression à base de films autoadhésifs offrent des solutions spéciales permettant d’optimiser les processus du client tout en réduisant les coûts.
 Plusieurs fonctions peuvent être intégrées dans un produit afin d’améliorer le processus d’application du client. Les éléments de compensation de pression intégrées dans les plaques signalétiques combinent marquage et ventilation, et peuvent être appliqués en une seule et même opération – soit une économie en termes de processus et une réduction des coûts pouvant aller jusqu’à 40 pour cent.
 Les boîtiers résistants aux jets de vapeur de la classe de protection IP69K peuvent également être équipés de systèmes de ventilation à base de films autoadhésifs. Ces systèmes sont une alternative aux solutions conventionnelles constituées d’éléments moulés par injection avec membranes intégrées. Pour cette solution, l’élément de compensation de pression se structure en trois couches fonctionnelles : l’élément clé est la membrane intégrée ; au dessus se trouve un système de canaux de ventilation, et la couche supérieure forme un film spécial offrant une protection fiable contre les contraintes mécaniques. Ici aussi, les avantages sont le gain de place, les modifications minimes du boîtier ainsi que les optimisations des processus et des coûts, rendues possibles par une application entièrement automatisée.

Des solutions clients personnalisées

Les exigences en termes de résistance mécanique et chimique de la membrane dépendent du cahier des charges de chaque appareil. Parmi celles-ci figurent la température de fonctionnement, l’impact climatique avec les fluctuations de température, l’humidité ou le brouillard salin, l’incidence des fluides tels que carburants, huiles, acides ou agents conservateurs, la classe de protection IP ainsi que les contraintes mécaniques dues aux phénomènes de vibration ou de choc thermique en cas d’immersion en eau glacée.

Les caractéristiques de base du matériau sont adaptées au domaine d’application du client. Il convient de tenir compte des aspects suivants :
 Flux d’air : Quelle est la perméabilité aux gaz requise pour la membrane dans l’application en question ? La perméabilité aux gaz varie selon le type et la taille des pores de la membrane.
 Pression d’entrée de l’eau : Quelle protection contre l’eau la membrane doit-elle assurer dans l’application en question ? L’étanchéité à l’eau dépend également du matériau et de la taille de pores.
 Propriété oléophobe : Dans le domaine technique, il est souvent important que la membrane fasse perler les huiles et les combustibles. Quelle propriété la membrane doit-elle présenter pour l’application en question en termes de mouillabilité avec les liquides apolaires ?

Les modèles de calcul représentent l’évolution de la pression dans le boîtier et permettent ainsi de déterminer la bonne configuration. Les informations nécessaires sont la vitesse de montée en température, la température de démarrage, la température maximum ainsi que le volume du boîtier. À partir de là, la membrane peut être configurée de façon à ne pas dépasser une pression interne maximum admissible.

Pour un usinage professionnel des éléments de compensation de pression et une intégration dans les processus de fabrication existants, différents systèmes d’application peuvent être utilisés, par exemple des solutions spéciales pour le traitement manuel de petites quantités, pour les solutions autonomes en fonctionnement semi-automatisé ou encore pour l’intégration dans des lignes de fabrication entièrement automatisées pour la production de grandes quantités.

Domaine d’application

Les éléments de compensation de pression interviennent à de multiples niveaux dans les techniques industrielles et l’industrie automobile. Outre pour les sondes lamda, des commandes de boîtes de vitesses, des générateurs de son, des carte-clé pour véhicule ou encore des systèmes de contrôle de la pression des pneus, les éléments de compensation de pression sont également utilisés dans d’autres applications telles que les moteurs électriques (par exemple pour les lève-vitres), les commandes ABS, les airbags pour conducteurs et passagers, ainsi que les barres de commande électroniques. Mais l’industrie automobile n’est pas la seule à recourir aux éléments de compensation de pression : ceux-ci sont notamment utilisés dans l’industrie de l’électronique ainsi que dans le secteur des techniques alimentaires et médicales (par exemple poches médicales).

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