La perméabilité au gaz (GTR) désigne le volume de gaz qui passe par mètre carré de échantillon, chaque jour, sous des conditions de température et de dénivelé de pression définis. Cette valeur est exprimée en cm³/m²·24h·0.1MPa. Plus cette valeur est faible, plus le matériau possède une bonne capacité de barrière contre les gaz.
Analogie : Après avoir gonflé un ballon, celui-ci se dégonfle progressivement au fil des jours – les molécules de gaz “s’échappent” à travers les parois du ballon. Ce que GTR mesure, c’est la vitesse à laquelle ces molécules s’échappent. Plus le matériau est dense, plus le dégonflement se fait lentement.
Définitions dans les normes
L'ASTM D1434 (Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting), paragraphe 3.1.1, définit le taux de transmission de gaz (GTR) comme « la quantité d'un gaz donné qui traverse, par unité de temps, une unité des faces parallèles d'un film plastique, dans les conditions d'essai » — unité SI mol/(m²·s), l'unité courante étant mL(STP)/(m²·d) pour une différence de pression d'une atmosphère. La norme méthodologique internationale correspondante est l'ISO 2556 (méthode manométrique).
Conditions de différence de pression entre les unités
Il convient de noter que la méthode de détermination par la différence de pression GTR utilise une unité qui inclut également l’élément de pression (0,1 MPa). Cette unité est différente de celle utilisée dans la méthode OTR, qui est exprimée en cm³/(m²·24h). Les mécanismes d’essai des deux méthodes sont différents, donc les résultats ne peuvent pas être comparés ou convertis directement. De plus, les valeurs GTR pour le même matériau varient en fonction du type de gaz utilisé et de la température. Il est donc nécessaire d’indiquer ces conditions dans les rapports de résultats.
Méthode de mesure : méthode de détermination de la différence de pression
Le échantillon est divisé en deux compartiments : un compartiment à haute pression et un compartiment à basse pression. Le compartiment à basse pression est d’abord vidé de son air, puis le compartiment à haute pression est rempli avec le gaz d’essai. Le gaz s’infiltre dans le compartiment à basse pression, ce qui entraîne une augmentation progressive de la pression. La résistance du gaz est calculée à partir de la courbe de pression en fonction du temps. Les normes correspondantes sont : 1038.1-2022 (Chine), ASTM D1434 (États-Unis), ISO 2556 (Internationale). L’avantage principal de la méthode par différence de pression est que l’on peut utiliser un seul appareil pour mesurer divers gaz tels que l’oxygène, le dioxyde de carbone, l’azote, l’hydrogène, l’hélium et l’air.
Les différences et la collaboration avec OTR
La méthode de détermination par la différence de pression GTR est une méthode de mesure applicable à tous les gaz. La méthode de détermination par l’énergie coulombienne OTR est spécifiquement destinée à la mesure de l’oxygène, et offre une sensibilité plus élevée. Selon les normes produits, on choisit la méthode appropriée : pour les tests de perméabilité générale, on utilise la méthode de détermination par la différence de pression; pour les tests de perméabilité minimale des matériaux à forte barrière, on utilise la méthode de détermination par l’énergie coulombienne. Ces deux méthodes se complètent mutuellement, répondant aux besoins de différents niveaux de précision et de types de gaz.
Source d’ citation
- ASTM D1434, Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting (ASTM International);
- ISO 2556, Plastiques — Détermination du taux de transmission de gaz des films et des feuilles minces sous pression atmosphérique (Organisation internationale de normalisation).
- Ce sont les sources de référence principales pour les définitions et les méthodes d'essai du présent article.
