Joint torique : tout ce que vous devez savoir sur les gorges, les dimensions et les applications

Les joints toriques sont des joints d'étanchéité bidirectionnels. Ils sont circulaires, tant en section transversale qu'en forme. Les joints toriques sont généralement fabriqués en élastomère. Mais il est aussi possible de rencontrer des joints toriques en PTFE ou en métal.

Le joint torique va assurer l'étanchéité par déformation du matériau qui le compose dans le cadre du montage, et par la pression exercée sur le joint torique par le système dans lequel il est monté. Cette pression permet au joint torique de boucher complètement l'ouverture à étancher, c'est-à-dire l'espace entre les différents éléments du système.

Les deux points les plus importants lors du choix d'un joint torique sont les suivants :

1. Calcul des dimensions de la gorge et taille du joint torique
2. Choix du matériau approprié

Il est important de connaître la profondeur et la largeur de la gorge dans laquelle le joint torique sera inséré. Sans cela, la taille d'un joint torique ne peut pas être déterminée correctement. Dans la plupart des cas, le calcul de la gorge a déjà été réalisé avant de choisir un joint torique.

Points importants lors du calcul de la taille du joint torique et de la gorge :

• Veillez à ce que la largeur de la gorge soit supérieure à sa profondeur, afin que la gorge soit rectangulaire et non carrée. N'étant pas compressible mais déformable, le joint torique doit être capable de libérer son volume. Il est donc essentiel qu'il reste de la place dans la gorge. Si la gorge n'est pas suffisamment large, le joint torique ne pourra pas jouer son rôle d'étanchéité.
• Le volume de la gorge doit être au minimum 15 % supérieur à celui du joint torique.  Si cette marge est inférieure, le risque d'endommager le joint torique augmente. 
• Vous calculez la profondeur de la gorge du joint torique ? Cette profondeur détermine la compression de votre joint torique. Tenez toujours compte de l'espace de dégagement (ou jeu) dans vos calculs.

Vous souhaitez calculer vous-même la taille du joint torique et de la gorge ? Le calculateur de joint torique vous aide à déterminer ces dimensions.

Les joints toriques conviennent aux applications statiques et dynamiques. Les termes statique et dynamique font ici référence au mouvement des éléments à étancher entre eux. Dans une application statique, les éléments ne bougent pas, alors que dans une application dynamique les éléments à étancher sont mobiles entre eux, généralement en translation.  

Un élément important à prendre en compte pour sélectionner le bon joint torique est la compression. Un taux de compression trop élevé peut entraîner une détérioration du joint, tandis qu'un taux de compression trop faible peut entrainer des fuites.

Le taux de compression ne doit pas être confondu avec le concept de DRC (« déformation rémanente à la compression »). Le taux de compression indique la déformation du joint torique, tandis que la DRC est un indicateur de la « mémoire élastique du matériau ».

Compression recommandée :

• Une compression de 15 à 27 % est généralement suffisante pour les applications statiques. La compression peut être augmentée dans le cas des applications sous vide. Une compression de plus de 30 % peut créer des tensions internes trop importantes dans le joint torique, et entraîner des dommages prématurés.
• Une compression de 8 à 16 % est généralement suffisante pour les applications dynamiques. On peut aller jusqu'à 20 % pour les petits diamètres de tore.

Il existe 3 types d'applications statiques expliquées ci-après (les joints toriques sont représentés par des cercles noirs sur les schémas ci-dessous).

Il existe 3 types d'applications dynamiques :

Le matériau du joint torique doit être adapté à son usage. Un joint torique est généralement fabriqué en élastomère. Cet élastomère est un mélange d'ingrédients spécifiques. Ce mélange confère au joint torique les propriétés nécessaires pour l'application à laquelle il est destiné. Il peut par exemple s'agir de résistance chimique, de résistance à certaines températures, de dureté, etc.

Lors du choix du matériau, tenez notamment compte du milieu, de la pression, de la température et de la durée de vie auxquels le joint torique devra faire face. 

Pour en savoir plus, lisez cet article sur les 4 facteurs clés pour choisir le bon élastomère.

Notre synthèse sur les matériaux et mélanges élastomères peut également vous être utile.

Résistance chimique de l’élastomère
Vous souhaitez en savoir plus sur la facilité d'utilisation et la résistance chimique des différents types d'élastomères ? Consultez notre Guide de résistance chimique. Cet outil vous permet de sélectionner le fluide qui entre en contact avec votre joint torique et obtenir un aperçu instantané de la résistance chimique des différents types d'élastomères.

Un montage correct permet d'éviter d'endommager le joint torique. Veillez donc toujours à respecter les aspects suivants lors du montage :

• Lubrification (huile ou graisse)
• Étirement et compression
• Utilisation du bon kit de montage

La graisse (de montage) facilite généralement l'installation du joint torique. Elle réduit la friction entre le joint torique et les éléments entre lesquels il se trouve. Cela facilite son installation dans la gorge.

La lubrification prolonge également la durée de vie du joint torique en formant une couche protectrice. La plupart du temps, une fine couche d'huile minérale, de graisse, de lubrifiant silicone ou d'un autre lubrifiant spécialement dédié à l'application suffit. Assurez-vous cependant que le type d'élastomère soit bien compatible avec le type de graisse utilisé. Un élastomère VMQ (silicone) n'est par exemple pas compatible avec du lubrifiant silicone. L'élastomère et la graisse ayant la même structure, le lubrifiant peut être absorbé par le joint torique et provoquer un gonflement et des dommages.

Dans tous les cas, ne collez jamais un joint torique dans la gorge. Un joint torique doit pouvoir se placer librement dans la gorge.

Le diamètre intérieur d'un joint torique est parfois plus petit ou plus grand que la gorge dans laquelle il est placé. Un élastomère étant, par définition, élastique, ce n'est pas vraiment un problème. Il peut même s'agir d'un choix délibéré en fonction de la gorge ou de la disponibilité du joint torique. Un léger étirement ou une légère compression du diamètre intérieur (ID) est parfaitement autorisé. Cependant, l'étirement de l'ID ne doit jamais dépasser les 5 % et la compression ne doit pas dépasser les 3 %.  

Il peut être nécessaire d'étirer un joint torique pour le montage. Il est recommandé de ne pas étirer le joint torique de plus de 50 % et de procéder précautionneusement. Laissez ensuite au joint torique le temps de reprendre sa forme initiale avant de mettre l'application en marche. Cela dépend de plusieurs facteurs, dont le matériau, l'application et les influences environnementales (telles que la température). Certains matériaux sont en outre plus élastiques que d'autres, comme le VMQ par exemple.

L'utilisation d'outils inappropriés engendre des dommages lors du montage. Évitez les éléments pointus ou tranchants susceptibles d'endommager le joint torique. Utilisez un kit de montage de joints toriques pour monter ou démonter des joints toriques. Celui-ci facilite l'installation et le retrait des joints toriques sans les endommager. Veillez également à ne pas vriller le joint torique pendant le montage.

Un stockage approprié prévient les risques d'endommagement de votre joint torique. Prêtez donc attention aux points suivants lors du stockage :

Un joint torique a une durée de stockage limitée. Il s'agit d'une durée de stockage maximale avant que le joint torique ne devienne inutilisable.  

La durée de conservation est dépassée ? Les propriétés d'un élastomère peuvent alors changer. Durcissement, fissuration et déchirure font partie des problèmes potentiels. Les directives de stockage spécifiées par ERIKS sont conformes à la norme ISO 2230.

La durée de conservation maximale varie selon le type d'élastomère. La norme ISO 2230 divise les durées de conservation en 3 groupes (voir les exemples ci-dessous) :

FVMQ, Teflex® et Aflas® ne sont pas mentionnés dans la norme ISO 2230, mais ERIKS recommande d'assimiler ces matériaux au groupe C. La durée de conservation du PTFE n'est pas non plus spécifiée ici, mais cette période est en principe illimitée.

Attention : les joints toriques peuvent être confrontés à des conditions difficiles telles que le contact avec certains produits chimiques, une forte pression ou d'autres applications par exemple. Cela exige des propriétés optimales de la part du matériau. Il est donc recommandé de limiter au maximum la durée de stockage du joint torique avant son utilisation.

Vous souhaitez naturellement qu'un joint torique fonctionne aussi longtemps et de manière aussi efficace que possible. Il est donc important de reconnaître, réparer et empêcher la dégradation des joints toriques.

Différentes normes nationales et internationales régissent les joints toriques. Elles normalisent notamment leur dimensionnement : diamètre intérieur et épaisseur. La norme AS568 s'applique à la plupart des joints toriques d'ERIKS. AS signifie « Aerospace Standard » (norme aérospatiale).

La norme ISO 3601-1 définit les exigences de qualité, telles que la tolérance du matériau d'un joint torique. La production et le contrôle des dimensions et des tolérances se font également selon la norme ISO 3601-1.