Colles, mastics, enduits et solvants

Le collage

Le collage est une technique d'assemblage au même titre que le vissage, clouage, rivetage, boulonnage, etc. . .
Les avantages du collages par rapport aux autres techniques :
les matériaux collés ne sont pas endommagés et la liaison peut être effective sur toute la surface.
De plus, les matériaux assemblés pourront être de natures et d'épaisseurs différentes.

Voici les deux éléments qui caractérisent un collage :
Force d'adhésion - introduction d'un adhésif liquide qui va "mouiller" les deux surfaces à assembler
Force de cohésion - la solidification de l'adhésif ou solidification du joint.

Avec l'usage des colles ou adhésifs modernes, le collage sera dit structural,
c'est à dire que le collage est au moins aussi solide que les matériaux qu'il assemble.

La colle

Les colles sont constituées généralement des trois éléments suivants :

Le liant : il est le composant principal de la colle, celui qui sera responsable de l'adhésion et de la cohésion.
Il sera souvent synthétique mais certains produits naturels sont aussi utilisés (amidon, caoutchouc).

Le solvant : étant donné que le liant est souvent à l'état solide, un liquide lui est ajouté pour le dissoudre.
Il disparaîtra lors du collage par évaporation ou par absorption dans le support.

Les additifs : agent conservateur, agent épaississant, agent de remplissage.

Caractéristiques d'une colle

Temps ouvert - Période comprise entre l'ouverture du pot et le début de la prise de la colle.

Temps de gommage - Période pendant laquelle la colle étalée s'épaissit et augmente son pouvoir d'adhérence.
Les pièces à coller ne doivent pas être mises en contact (ex : colle de contact).

Temps de travail - Période idéale pour effectuer l'assemblage. Passé ce laps de temps, le collage risque d'être défectueux.

Tack (appelé aussi pégosité) - Pouvoir d'adhérence immédiat de la colle à l'instant où les 2 pièces entrent en contact.

Comment réussir le collage ?

Pour réussir un collage de bonne qualité, il est important de se poser quelques questions :

Quels matériaux veut-on coller ?
Quelle est la surface à coller ?
Quel est l'état des surfaces à coller : lisses, rugueuses, poreuses . . . ?
Quel pré-traitement est nécessaire : dégraissage, séchage, ponçage, dépoussiérage . . . ?
La colle doit-elle avoir un effet de remplissage ?
Quel est le temps de séchage / polymérisation souhaité ?
Dans quelles situations devra résister le collage : humidité, température, élasticité . . . ?
Quelle sera la contrainte imposée au collage : pression, traction, clivage, cisaillement, pelage . . . ?

Après quoi, une lecture de la notice explicative de la colle vous éclairera sur la pertinence de votre choix !

Choisir et utiliser les colles

En règle générale, pour qu'un collage soit réussi, les surfaces à coller devront être sèches, dépoussiérées et surtout dégraissées.

La quantité de colle appliquée doit être aussi faible que possible, toujours enlever l'excès de colle.
Un débordement n'augmentera certainement jamais ni la qualité ni la solidité du collage.

Toutes les colles ont une durée de vie limitée et des conditions de stockage, respectez-les et évitez de stocker des grandes quantités.
Il y va de la qualité de vos collages !

Un collage souple sera préférable à un collage dur si les matériaux collés comportent des élasticités ou dilatations différentes.
Par exemple : le collage du MDF sur du bois s'effectuera de préférence avec une colle de contact qu'avec une colle vinylique.

Vous trouverez en fin de cette page un lexique des principales matières plastiques et leurs colles, une définition des contraintes,
une définition du mouillage ainsi que les pictogrammes d'identification des dangers inhérents aux produits chimiques.

Voici quelques folders qui vous aideront à choisir parmi l'offre industrielle : Loctite - Pattex - Rectavit - Rubson
Attention ces fichiers Pdf sont assez gros (de 2 à 5 Mo)

Voici un petit échantillon des colles, mastics et enduits disponibles actuellement sur le marché du bricolage ou du bâtiment.

Citons :

La colle vinylique
La colle de contact
La colle polyuréthane
La colle cellulosique
La colle cyanoacrylate
La colle acrylique anaérobie
La colle solvant (PS, PVC)
La colle époxyde
La colle thermofusible
Le ciment-colle
Le mastic acrylique, silicone, caoutchouc . . .
La pâte à bois
Les bandes adhésives double face
Les enduits
etc . . . !

La colle vinylique

Liant : Acétate de polyvinyle (PVAc).

Solvant : Eau.

Collage de : bois, carton, liège, polystyrène extrudé
Elle se dilue facilement à l'eau pour le collage du ballast, des flocages, etc. . .

Séchage : 30 min à plusieurs heures selon modèle.

Avantages : très facile d'usage et non toxique.

Inconvénients : ne résiste pas à l'humidité, aucune souplesse après durcissement.

Nettoyage : chiffon humide pour la colle liquide et action mécanique (découpe) après solidification.
Un collage vinylique peut aussi être assoupli et décollé par injection de vinaigre.

Probablement la plus utilisée, elle est plus connue sous l'appellation de colle blanche ou colle à bois.

Exemple d'utilisation de la colle vinylique lors de l'assemblage des lattes de contreplaqué qui formeront les cadres.

Dans ce cas, le collage sera complété d'un vissage pour assurer une plus grande solidité.

En effet, la surface collée étant très petite par rapport à la taille des pièces assemblées, un collage seul serait un peu "léger".

Autre exemple d'utilisation de la colle vinylique lors de l'assemblage différentes pièces de polystyrène extrudé qui représenteront le relief, les tas de charbon, etc . . .

Dans ce cas, c'est le côté "non agressif" de cette colle qui est intéressant.

En effet, toutes les colles qui contiennent un solvant auraient dissout le polystyrène plutôt que de le coller.

Il est plein d'autres exemples d'utilisation de cette colle dans notre hobby :

- collage du ballast des voies
- collage des flocages et revêtements de sol
- collage du carton constituant les maquettes

La colle de contact

Liant : caoutchouc ou néoprène.

Solvant : solvant organique (alcools, cétone).

Collage de : bois, carton, liège, PVC rigide, métaux.

Ne colle pas : PP, PS, PE, ABS, PVC souple.

Séchage : Il est nécessaire d'encoller les 2 surfaces de contact, laisser sécher durant 10 min (voir notice) jusqu'à ce que les surfaces encollées ne soient plus poisseuses, presser fortement les 2 surfaces durant 10 à 15 sec.
Attention : pas de repositionnement possible.

Avantages : Collage de nombreux matériaux, très bonne résistance dans le temps, collage souple.

Inconvénients : faible résistance à la traction, ne s'adapte pas aux petites surfaces, solvant toxique.
A utiliser dans un endroit bien ventilé.

Nettoyage : solvant organique (white spirit, acétone).

Exemple d'utilisation de la colle de contact pour l'assemblage de deux matériaux de natures
différentes :

- Contreplaqué des cadres.
- MDF du bandeau décor.

Ce collage permet ainsi d'éviter des contraintes dues aux différents coefficients de dilatation des matériaux en présence.

Notez le nombre de serre-joints permettant une pression uniforme des surfaces encollées.

La colle polyuréthane

Liant : Polyuréthane mono composant avec polymérisation au contact de l'humidité de l'air.

Collage de : bois, liège, plâtre, métal, polystyrène expansé ou extrudé.

Ne colle pas : PE, PP, PVC.

Séchage : 10 min (voir notice).

Avantages : Très résistante en traction, cisaillement et pelage, résiste très bien à l'humidité, garde une grande souplesse après séchage.

Inconvénients : polluante et irritante pour les yeux.
A utiliser dans un endroit bien ventilé.

Nettoyage : eau chaude pour la colle liquide et action mécanique (découpe) après solidification.

Une excellente alternative à la colle vinylique lorsque le collage est soumis à l'humidité.
Humidifier les supports à encoller augmente la rapidité de polymérisation.

Exemple d'utilisation de la colle PU lors du collage des bandes de liège qui figureront le ballast :

- plus facile d'emploi que la colle de contact qui doit être déposée sur les deux surfaces à assembler
- plus souple que la colle vinylique.

la colle PU exprime ici toutes ses qualités :

- joint souple qui assurera une isolation phonique
- facilité d'emploi
- rapidité de mise en oeuvre
- très bon remplissage
- excellente adhérence sur les matériaux poreux

La colle cellulosique

Liant : Cellulose méthylique ou acétate de cellulose.

Solvant : acétate d'amyle ou d'éthyle.

Collage de : bois, carton, papier.

Très utilisée en aéromodélisme et navimodélisme pour le collage des pièces en balsa et autres bois.

Ne colle pas : PP, PS, PE, ABS, PVC.

Séchage : 5 à 15 min suivant support.

Avantages : collage rapide du bois et dérivés, collage résistant à l'humidité.

Inconvénients : le collage devient très dur, la colle dissout le PS (polystyrène).
A utiliser dans un endroit bien ventilé.

Nettoyage : isopropanol (alcool isopropylique) pour la colle liquide et action mécanique (découpe) après solidification.

La colle cyanoacrylate

Liant : Cyanoacrylate d'éthyle ou de méthyle avec polymérisation par l'humidité ambiante.

Collage de : presque tout en petites surfaces.

Ne colle pas : PP, PE. sauf en utilisant un primaire plastique (Loctite 770 ou 7239).

Séchage : 5 à 15 sec suivant support.

Avantages : collage extrêmement rapide et résistant.

Inconvénients : pas de pouvoir de remplissage, les surfaces à coller doivent être parfaitement jointes,
ne peut coller que de petites surfaces.
Attention : elle colle fortement à la peau !

Nettoyage : eau chaude + savon pour la colle liquide et acétone pour la colle polymérisée.

Mieux connue sous l'appellation de "super-glue", la cyanoacrylate se présente sous forme liquide ou gel.
A utiliser impérativement avec parcimonie !

Voici un exemple d'usage de la cyanoacrylate :
Le collage de rails métalliques sur un support en polystyrène (plasticarte).

Il est très important de dégraisser parfaitement les rails à l'isopropanol afin d'enlever les résidus huileux inhérents à leur fabrication.

La colle solvant pour plastiques (PS, PVC)

Liant : Cyclohexanon.

Solvant : Methyl Ethyl Cetone (MEC) ou autre cétone

Collage de : PS (polystyrène), PVC rigide.

Ne colle pas : Les autres matériaux.

Séchage : 10 sec à quelques minutes selon l'épaisseur du joint.

Avantages : collage très rapide et très solide.

Inconvénients : solvant toxique et inflammable.
A utiliser dans un endroit bien ventilé.

Nettoyage : acétone ou action mécanique (découpe) après solidification.

C'est la colle "maquette" par excellence.
Elle opère par dissolution du polystyrène et son assemblage s'apparente plus à une soudure qu'à un collage.

Exemple d'utilisation de la colle solvant lors de l'assemblage de "plasticarte" et de plaques Slater's, toutes deux en polystyrène.

Remarquez le collage par petits plots, cela évite qu'une grande quantité de colle ne soit piégée entre les deux surfaces à assembler.
Evitez d'utiliser une trop grande quantité de colle solvant car, dans ce cas, le solvant piégé entre les surfaces ne pourra s'évaporer et continuera de dissoudre le polystyrène.
Cela provoquerait des déformations des pièces assemblées.

Comme pour l'usage de la cyanoacrylate, cette colle doit être utilisée avec parcimonie.

La colle époxyde

Liant : résine époxyde + durcisseur avec polymérisation par réaction chimique.

Collage de : métaux, plastiques durs, bois, porcelaine, verre.

Ne colle pas : PE, PP, PVC.

Séchage : de 30 min à plusieurs heures selon modèle et température.

Avantages : extrêmement solide après complète polymérisation, elle peut être usinée, très grande résistance à la traction, au cisaillement et au clivage.

Inconvénients : mauvaise tenue au pelage, très irritante pour les yeux et la peau.
A utiliser dans un endroit bien ventilé.

Nettoyage : acétone pour la colle encore pâteuse, action mécanique (découpe) après solidification.

Exemple d'utilisation de la colle époxyde, dans ce cas, l'assemblage est composé de métal (aiguille) et de polystyrène (palonnier).

Il est impératif que les pièces à coller soient parfaitement dégraissées (isopropanol) et immobilisées durant la durée de polymérisation.

Astuce : notez le cure-dents et le bout de papier qui serviront au mélange des deux composants.

Cela, pour éviter le fastidieux nettoyage des outils.

La colle thermofusible

Liant : différents liants existent en fonction des matériaux à assembler :

Polyoléfines : bois, PE, PP, ABS, verre.
Acryliques : PE, PP, ABS, PVC.
Ethylène - Acétate de Vinyle : bois, carton.
Polyamides : bois, carton.

Séchage : temps de refroidissement : 10 à 20 sec.

Avantages : Facilité d'utilisation, rapidité du collage, pas de solvant donc pas irritant.

Inconvénients : risque de brûlures, détérioration possible du support par la chaleur (180°C), peu de tenue à la chaleur.

Nettoyage : action mécanique (découpe) après solidification.

Les colles thermofusibles ou "hot melt" sont en fait des matières plastiques solides qui sont liquéfiées par fusion pour l'application et ensuite durcies par refroidissement.

La colle anaérobie

Liant : acrylique mono composant avec polymérisation anaérobie (absence d'air).

Collage de : Métaux en joint très fin (< 0.2 mm).

Ne colle pas : les autres matériaux

Séchage : dépend de la nature des métaux et surtout de l'épaisseur du joint.

Avantages : colle facile d'usage, collage très solide des plans de joint ou des filetages métalliques.

Inconvénients : Aucun pouvoir de remplissage, le joint doit impérativement être très fin.

Nettoyage : eau chaude pour la colle liquide.

Cette colle est mieux connue sous l'appellation
"frein filet" en raison de son usage principal.

Elle existe en différentes duretés appelées "démontable", "normal" et "indémontable".

Le ciment colle Flex

Liant : ciment + latex

Charge : sable de quartz.

Collage de : carrelages, polystyrène extrudé ou expansé sur eux-même ou sur bois.

Ne colle pas : métaux, matières plastiques.

Séchage : quelques heures suivant épaisseur du joint (voir notice).

Avantages : collage très résistant de matériaux rigides et poreux, très bonne résistance à l'humidité, légère flexibilité autorisant une différence de dilatation des matériaux assemblés.

Inconvénients : colle assez lourde, conservation limitée après ouverture du pot.

Nettoyage : eau chaude pour la colle pâteuse et action mécanique (découpe) après solidification.

La bande adhésive double face

Liant : acrylique sur support PE ou acrylique

Collage de : métal, matières synthétique y compris PP et PE

Ne colle pas : les matériaux poreux

Séchage : quelques secondes à quelques minutes.

Avantages : colle presque tous les matériaux très rapidement, facilité d'utilisation.

Inconvénients : Très peu résistant à la traction, au clivage et au pelage.

Nettoyage : action mécanique (découpe)

Dans ce cas, l'adhésif double face remplacera avantageusement la colle à solvant.

En effet, lors du collage de grandes surfaces de polystyrène (plasticarte), il est possible qu'une faible quantité de colle soit emprisonnée entre les deux surfaces à l'abri de l'air.
Dans ce cas, le solvant constituant la colle ne peut s'évaporer et continue à dissoudre le polystyrène provoquant ainsi, à postériori, des déformations de la pièce collée.

Les mastics

Les mastics sont des produits pâteux qui ont la propriété d'adhérer aux supports tout en gardant, en général, leur structure souple.
Cette souplesse permet au mastic d'absorber des mouvements dans toutes les directions.
Ils sont généralement constitués des éléments suivants :

Le liant : idem que la colle
Le plastifiant : diluant qui permet l'application du mastic
Les pigments : définissent la couleur
Les charges : servent principalement à renforcer les caractéristiques mécaniques du liant
Les additifs : conservation, anti-mousse, mouillant, etc. . .

Liant : différents liants existent en fonction des matériaux à assembler et des contraintes :

Acrylique : bois, PVC, métaux, matériaux poreux, peut être peint.

Silicone : céramiques, verre, surfaces dures et lisses.

Caoutchouc : métaux, PVC.

Séchage :
Acrylique : 15 min, durci en quelques jours
Silicone : 15 min, durci en 48 h
Caoutchouc : 15 à 30 min suivant humidité.

Avantages : très grand pouvoir de remplissage, reste flexible après polymérisation.
Le mastic silicone offre une excellente résistance aux acides, bases et solvants.

Inconvénients : ne convient pas ou peu aux matières plastiques, ne convient pas aux petites surfaces

Nettoyage : action mécanique (découpe)

La pâte à bois

Liant : vinylique ou acrylique.

Charges : poudre de bois.

Collage sur : bois et dérivés.

Ne colle pas : les autres matériaux.

Séchage : quelques heures suivant épaisseur.

Avantages : contrairement à la plupart des enduits, ce produit n'effectue pas de "retrait" après séchage. Après polymérisation du liant, la pâte à bois peut être travaillée comme le bois.

Inconvénients : ne convient que pour le bois et dérivés.

Nettoyage : action mécanique (découpe)

La pâte à bois est utilisée ici pour l'aménagement des berges de la rivière.

C'est le produit idéal pour ce genre de travail, très bonne adhésion au bois et pas de retrait au séchage.

Les solvants

Un solvant est un liquide qui a la propriété de diluer et de dissoudre d'autres substances
sans les modifier chimiquement et sans lui-même se modifier.

Voici une liste non exhaustive des solvants pouvant être utilisés dans notre hobby :

Eau :

dilue la colle vinylique non durcie, les enduits non durcis à base de plâtre ou ciment .

Isopropanol ou Alcool Isopropylique :

dilue la peinture acrylique non durcie, c'est un produit dégraissant et mouillant.

Acétone :

dilue presque toutes les colles et peintures, dissout le Polystyrène (PS).

Méthyl Ethyl Cétone (MEC) :

dilue presque toutes les colles et peintures, dissout le Polystyrène (PS).

Thinner cellulosique :

dilue les peintures cellulosiques durcies et les colles de contact.

Thinner synthétique :

dilue les peintures glycerophtaliques durcies (Humbrol, Revell . . . ).

White spirit :

dilue les peintures glycerophtaliques non durcies mais laisse un dépôt huileux.

Térébenthine :

dilue les peintures à l'huile.

Attention : tous ces solvants (sauf l'eau) sont des produits inflammables et pour la plupart nocifs ou irritants.
A utiliser avec parcimonie et dans des locaux bien ventilés (ou sous hotte).

Les matières plastiques courantes

Abréviation	définition	collage avec
ABS	Acrylonitryle Butadière Styrène	Cyanoacrylate, époxyde avec ponçage et primaire, certaines colles de contact
PA	Polyamide	Cyanoacrylate + primaire, kit pattex uni-rapide plastics.
PC	Polycarbonate	Cyanoacrylate + primaire, kit pattex uni-rapide plastics.
PE	Polyéthylène	Cyanoacrylate + primaire, kit pattex uni-rapide plastics.
PET - PETE	Polyéthylène Téréphtalate	Cyanoacrylate
PP	Polypropylène	Cyanoacrylate + primaire, kit pattex uni-rapide plastics.
PS	Polystyrène	Colle solvant, MEC, Acétone
PTFE	Téflon	Réputé incollable, toutefois Loctite propose une solution industrielle (4062 + primaire)
PU	Polyuréthane	Colle PU
PVC rigide	Polychlorure de Vinyle	Colle de contact, Colle solvant, MEC, Acétone, kit pattex uni-rapide plastics.
PVC souple	Polychlorure de Vinyle	Cyanoacrylate + primaire, kit pattex uni-rapide plastics.

Remarque : Les colles Cyanoacrylate testées sont Loctite 401 ou 406 avec éventuellement primaire Loctite 770 ou 7239
N'ayant pas effectué d'autres test, je ne peux garantir le résultat avec d'autres cyanoacrylate. . . . à tester !

Les contraintes mécaniques

Voici une brève description des contraintes mécaniques auxquelles nos collages peuvent être soumis.

En bleu : les matériaux à coller
En rouge : le joint de colle (agrandi)

Traction	Clivage
Pelage	Cisaillement

Le mouillage

Le mouillage d'un liquide (ou pâte) sur un solide est la forme que prend le liquide à la surface du solide.
à gauche un mauvais mouillage - pas d'étalement.
à droite un mouillage correct - étalement important.
Le mouillage est principalement défini par les caractéristiques physiques du liquide, on parlera de sa tension de surface ou tension superficielle, c'est à dire la force de cohésion de ce liquide (la force qui tend à le maintenir en boule).

Par exemple la tension de surface de l'eau :
eau pure à 20 °C = 73 milli N/m (milli Newton par mètre)
eau savonneuse 20°C = 25 milli N/m
C'est à dire que l'eau savonneuse est 3 fois moins cohésive que l'eau pure et donc, s'étalera 3 fois plus facilement.
Idem pour l'isopropanol (21,7 milli N/m)

Nous voyons ici l'intérêt d'ajouter un peu de savon au mélange
colle blanche - eau, pour les opérations de ballastage.

Marquage des produits dangereux

Depuis janvier 2009, la législation en matière d'étiquetage des produits dangereux impose une nouvelle représentation des dangers.
Vous trouverez ci-dessous les différents pictogrammes utilisés :
Carré orange - ancien marquage toujours en application.
Carré blanc sur pointe avec bord rouge - nouveau marquage international.
Les deux marquages cohabiteront encore quelques années.

			Inflammable
			Comburant ou Oxydant : contient ou produit de l'oxygène
			Corrosif : acide ou base
			Toxique : poison mortel par ingestion, inhalation ou contact
			Toxique : provoque des problèmes pulmonaires ou des maladies CMR (cancer, modif ADN, altération de la reproduction)
			Irritant ou Nocif
			Dangereux pour l'environnement
			Explosif
			Gaz sous pression