Solutions d'étanchéité pour les industries des procédés: : de petites pièces avec de grandes responsabilités
11/12/2025
Les joints destinés aux équipements de traitement et aux lignes de production des industries chimique, agroalimentaire, pharmaceutique et autres secteurs connexes sont généralement employés dans des environnements difficiles caractérisés par des fluides agressifs, des températures d'application élevées et/ou partiellement cycliques et/ou des pressions élevées. Aux similitudes générales des conditions de fonctionnement dans les industries des procédés s'oppose une grande variété d'exigences spécifiques auxquelles doivent répondre tous les composants, y compris les solutions d'étanchéité associées
En outre, de par la nature généralement critique des produits des industries des procédés (en particulier ceux destinés à la consommation humaine ou au contact avec des humains), les joints utilisés doivent répondre à des exigences particulières en matière de sécurité des produits. C'est notamment le cas au niveau des normes d'hygiène et d'innocuité des produits d'étanchéité utilisés (p. ex. : aucune migration de produits nocifs dans le procédé ou le produit, etc.).
Enfin, lorsque nous parlons du traitement ou de la production des produits chimiques, la « sûreté technique » constitue un autre critère clé pour éviter toute libération accidentelle de substances nocives dans l'environnement. En somme, cette brève introduction montre que les joints destinés aux industries des procédés doivent remplir un large éventail de conditions élémentaires préalables, comme nous le verrons dans cet article.
- Exigences légales et réglementaires
L'utilisation des élastomères dans l'industrie agroalimentaire doit être conforme à des exigences spécifiques. Outre le tri des matières premières fait à partir des listes blanches normatives émises par les autorités nationales, il convient de s'assurer qu'aucune substance ne peut être extraite du matériau. Dans le cas des joints utilisés dans les équipements de production de boissons, par exemple, il est primordial qu'aucun produit chimique ne soit introduit par le matériau du joint et, dans le pire des cas, ne contamine le produit.
- Pureté et stabilité du composé
Les industries agroalimentaire et chimique partagent de nombreuses substances synthétiques comme naturelles. Quels que soient le type et l'abondance de ces substances (qu'il s'agisse de fluides de traitement, de matières premières ou de produits finaux), les matériaux des joints et des composants utilisés dans les équipements de production en contact avec diverses substances chimiques doivent répondre à des exigences de pureté spécifiques. En outre, ils doivent être résistants aux produits chimiques dans des conditions de traitement particulières. La pureté et la stabilité sont donc des conditions préalables élémentaires pour que les matériaux soient approuvés (voir les détails ci-dessous) pour une utilisation dans les industries chimique et agroalimentaire.
- Santé et sécurité des consommateurs
Pour garantir au mieux la sûreté des produits destinés à la consommation humaine ou au contact avec des êtres humains, les processus et équipements de production (y compris les produits d'étanchéité utilisés) doivent être conformes à un large éventail de réglementations et de normes nationales, européennes et internationales. Ces dernières concernent les ingrédients et les additifs, les résidus, les contaminations et les niveaux de migration admissibles (migration et fuites) dans les denrées alimentaires, les produits pharmaceutiques et les produits chimiques. Vous trouverez ci-dessous une liste des principales exigences auxquelles les produits d'étanchéité utilisés dans les industries des procédés sont soumis, en particulier dans les industries agroalimentaire et pharmaceutique.
- Normes FDA
La conformité aux normes de la FDA est une exigence importante pour les matériaux utilisés dans les secteurs agroalimentaire et pharmaceutique. La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a publié une liste blanche de substances pour les élastomères au chapitre 21 de son code (CFR 177.2600 – Rubber Articles Intended for Repeated Use). Seuls les polymères, compléments, produits chimiques de réticulation et autres produits figurant sur cette liste peuvent être utilisés dans la formulation d'un composé. La FDA exige également un essai de séparation dans de l'eau et du n-hexane, au cours duquel la migration globale ne doit pas dépasser un niveau spécifié. Si les deux critères, à savoir les matières premières et la séparation conformes à la liste blanche, sont remplis, le matériau respecte les normes de la FDA. Il convient de noter que la FDA ne délivre aucune approbation pour les élastomères (comme c'est généralement le cas pour les plastiques). Ainsi, les élastomères peuvent uniquement être conformes, mais jamais directement approuvés par la FDA.
- Normes USP
Parmi les autres exigences à respecter, on trouve les normes de qualité de l'U.S Pharmacopeial Convention (USP) concernant l'utilisation de composants élastomères dans les équipements pharmaceutiques et biotechnologiques. De plus, la classification des composants élastomères pour tout type d'équipement de conception hygiénique selon la classe VI de l'USP est aussi très utile. Les élastomères appropriés sont homologués conformément à la norme USP Classe VI, chapitres 87 (in vitro) et 88 (in vivo), afin de garantir la sûreté de leur utilisation.
- Normes 3-A
3-A Sanitary Standards Inc., une organisation pour l'hygiène dans l'industrie agroalimentaire américaine, élabore des spécifications et des recommandations pour le développement, l'installation et l'utilisation d'équipements d'hygiène pour les produits laitiers. Elle prescrit des essais aux limites sur les changements de volume et de poids pour les joints en élastomère. Les essais comprennent un vieillissement à l'air et le stockage du joint dans diverses substances : de la graisse (huile de beurre ou matière grasse laitière), de l'eau distillée, une solution d'acide nitrique à 0,5 %, d'hydroxyde de sodium à 1 % et une solution d'hypochlorite. En raison de leur sensibilité aux graisses, les composés EPDM sont considérés de classe II.
- Réglementations nationales et européennes
Il existe, en outre, de nombreuses autres réglementations nationales et européennes. Par exemple, l'Institut fédéral allemand pour l'évaluation des risques (BfR), tout comme la FDA américaine, a émis des recommandations concernant les élastomères (XXI. Commodities Based on Natural and Synthetic Rubber). Il convient cependant de noter que les deux listes ne concordent pas, de sorte que la formulation d'un composé prenant en compte les deux représente un défi de taille.
- Absence d'hydrocarbures aromatiques polycycliques
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des produits chimiques comportant de nombreux risques. Beaucoup de HAP ont été classés par l'Union européenne comme cancérogènes, mutagènes ou toxiques pour la reproduction. Le benzo[a]pyrène est un exemple bien connu. Cette substance est en grande partie responsable des effets cancérigènes de la fumée de cigarette. De plus, les HAP peuvent être toxiques pour les humains ou d'autres organismes. Si les HAP sont rejetés dans la nature, ils s'accumulent dans les plantes, le sol et l'air pendant une durée indéterminée, puisqu'ils résistent à la dégradation. En raison de leur toxicité et de leur persistance, les HAP sont des substances nocives pour l'environnement. Il est par conséquent très important de limiter les émissions de HAP et de minimiser l'utilisation de produits chimiques qui en contiennent. L'utilisation de matériaux d'étanchéité à faible teneur en HAP, en particulier dans l'industrie agroalimentaire, constitue un grand pas dans la bonne direction.
La teneur en HAP des joints peut être déterminée au moyen de la chimie analytique. En raison du grand nombre de HAP et de leur diversité, la concentration de 18 composés chimiques est considérée comme un échantillon représentatif. La méthode de mesure privilégiée est la GC-MS, et la procédure d'essai doit être conforme à la norme AfPS GS 2014:01 PAK / QMA 1284. Lorsque la somme des 18 HAP est inférieure à 0,2 ppm (c'est-à-dire inférieure à 0,2 mg/kg), les joints sont considérés comme exempts de HAP. Les concentrations inférieures à 10 ppm (10 mg/kg) sont considérées comme faibles en HAP. En outre, le règlement de l'UE nº 1272/2013, en vigueur depuis décembre 2015, prévoit une limite de 1 mg/kg pour 8 HAP définis. Jusqu'à présent, les restrictions du règlement ne s'appliquent qu'aux articles qui entrent en contact direct et prolongé ou en contact direct, bref et répété avec la peau humaine ou la cavité buccale, dans des conditions normales ou raisonnablement prévisibles d'utilisation. À l'avenir, nous pouvons nous attendre à ce que d'autres lois et réglementations au niveau des pays et de l'UE réglementent la commercialisation des produits contenant des HAP. L'objectif est donc de proposer des composés sans HAP aux industries des procédés pour des solutions d'étanchéité et d'anticiper l'entrée en vigueur de nouvelles restrictions.
- Large gamme de matières et de conceptions d'étanchéité spécialisées
La grande variété des exigences rencontrées dans les industries des procédés ne peut être couverte que par une gamme tout aussi large de composés spécialement développés ou modifiés pour répondre aux exigences applicables, y compris les approbations et conformités requises mentionnées plus haut. Les principales familles de matériaux polymères utilisées dans l'industrie des procédés sont l'EPDM (caoutchouc éthylène-propylène-diène monomère), le NBR (caoutchouc nitrile-butadiène), le FKM (caoutchouc fluorocarbone, le FFKM (perfluoroélastomère), le PUR (polyuréthane) et le PTFE (polytétrafluoroéthylène). Les joints métalliques constituent une alternative viable pour les conditions d'application particulièrement difficiles, au-delà de la plage d'application des matériaux polymères.
Les éléments fonctionnels utilisés dans l'industrie agroalimentaire (tels que les joints, les racleurs et les pièces moulées) doivent non seulement être résistants au passage des aliments dans une ligne de remplissage, mais également présenter une résistance extrême à l'usure. En effet, dans la plupart des cas, ils sont employés sans lubrification supplémentaire. Les joints et pièces moulées en PTFE sont particulièrement adaptés à ces besoins, car ils présentent des conceptions et des matériaux spécialement modifiés pour un emploi sans lubrification dans l'industrie agroalimentaire. Ils garantissent ainsi une faible usure et une faible friction, ainsi qu'une longue durée de vie, même dans les conditions difficiles que l'on retrouve par exemple lors de la congélation par choc ou dans les lignes de production des produits de boulangerie-pâtisserie.
En ce qui concerne les différents joints destinés à être utilisés dans les équipements de l'industrie des procédés, ils vont des joints toriques classiques et simples à des solutions d'étanchéité plus complexes et sophistiquées. Les plus intéressants sont les joints d'étanchéité spécialement conçus pour répondre aux exigences d'hygiène strictes de la production et de l'emballage des aliments et des boissons. En raison des propriétés de leur matériau, les joints en PTFE spécial sans contre-dépouilles sont non seulement résistants à tous les procédés de nettoyage couramment utilisés, tels que le NEP (Nettoyage en Place) ou la SEP (Stérilisation en Place), ainsi qu'aux agents de nettoyage non standard comme les solutions acides et alcalines concentrées. En plus de cela, grâce à sa conception spéciale, ce matériau facilite le nettoyage au niveau du joint ou du racleur, sans risque de contamination des produits alimentaires passant ensuite par la ligne de remplissage.
Conclusion
Les exigences strictes auxquelles sont soumis les joints et les composants techniques dans les industries des procédés présentent des similitudes et des différences. Néanmoins, qu'il s'agisse de produits chimiques, agroalimentaires ou pharmaceutiques, la pureté et la stabilité des composés d'étanchéité utilisés dans les équipements de procédés sont d'une importance capitale pour garantir la santé et la sécurité des consommateurs. La collaboration avec un fabricant de joints expérimenté, qui s'appuie sur une connaissance approfondie des exigences critiques dans les diverses industries des procédés, ainsi que le développement en interne de composés spécialement adaptés à ces exigences, offre les meilleures conditions préalables aux entreprises de ce secteur pour garantir la conformité légale et réglementaire et, par conséquent, la sécurité de leurs produits.
