La défaillance de pièces de plomberie en polymère, telles que les ensembles de tuyauterie en PVC, en CPVC ou en PEX, les filtres à eau, les valves et les conduites flexibles avec écrou en polymère, engendre plusieurs dommages matériels causés par l’eau quand un bris survient. En général, les polymères sont utilisés comme résine dans la formulation des plastiques pour la fabrication de pièces de plomberie en raison de leur facilité de production et de leur poids relativement léger, ce qui se traduit par d’importantes économies de coût pour le fabricant. De plus, ces pièces en polymère montrent une meilleure résistance à la corrosion en comparaison à celles en métal. Malgré leur bonne durabilité, les pièces en polymère présentent plusieurs modes de défaillance propres à leurs propriétés physicochimique et mécanique. Plusieurs facteurs peuvent contribuer à la défaillance de pièces en polymère. Voici quelques exemples de causes de défaillance :
- Un choix inapproprié de matériau pour une application spécifique peut mener à un vieillissement prématuré de la pièce de plomberie ;
- Les défauts de fabrication et les imperfections générées lors de la fabrication de la pièce en polymère sont des sources potentielles pouvant causer une défaillance ;
- Une conception de pièce déficiente peut également contribuer au bris, affectant sa durabilité et sa résistance mécanique (ex. forme de la pièce et formulation du plastique) ;
- L’installation inadéquate de pièces en plastique, comme un serrage excessif, peut favoriser la fracture de la pièce de plomberie ;
- Un mauvais traitement par l’utilisateur peut accélérer le processus de défaillance des pièces en plastique ;
- L’exposition à des agents chimiques agressifs, à des contaminants ou à des rayons UV peut dégrader le polymère au fil du temps, menant à des ruptures structurelles dans le matériau polymérique.
Cela étant dit, la fissuration sous contraintes environnementales dans le contexte des plastiques se réfère à un phénomène de dégradation où des fissures se forment dans le matériau en raison de la combinaison entre des contraintes mécaniques, des facteurs environnementaux agressifs ou incompatibles, et un matériau successible à ce mode de défaillance. La fréquence de ce type de défaillance relativement élevée s’explique principalement par le manque de compréhension des incompatibilités chimiques entre les matériaux plastiques et les produits chimiques, en particulier les produits chimiques à base organique très répandus (ex. huile, solvant, peinture, adhésif et détergeant). Des incompatibilités chimiques peuvent diminuer les propriétés mécaniques, incluant la résistance au fluage et à la fatigue. Une dégradation du polymère par des produits chimiques agressifs permet des réactions chimiques indésirables, lesquelles peuvent également contribuer à l’affaiblissement du matériau. Afin d’éviter ces problèmes, il est essentiel de choisir des polymères compatibles chimiquement pour leur application, en tenant compte des contaminants potentiels. Des études approfondies de la compatibilité chimique lors de la conception des installations peuvent souvent être nécessaires pour garantir la durabilité des matériaux polymériques dans diverses applications.
Il faut également mentionner que la nature du polymère dans la formulation du plastique joue un rôle essentiel, chaque polymère réagissant différemment aux contraintes environnementales. De plus, l’efficacité des additifs de stabilisation et des antioxydants utilisés dans la formulation du plastique a aussi un impact sur la durabilité et sur la résistance à la fissuration sous contraintes environnementales. Des températures plus élevées favorisent aussi ce mode de défaillance en facilitant la fissuration. Des contraintes mécaniques, telles que la tension, la compression, la flexion et la force de serrage, peuvent accélérer la dégradation et la fissuration. Il faut aussi savoir que la géométrie de la pièce en plastique choisie lors de la conception de celle-ci par le fabricant influence la vulnérabilité à la fissuration. Les plastiques sont sensibles à l’effet d’entaille quand les pièces de plomberie ne sont pas arrondies, car il y a une concentration de contraintes locales aux arêtes. L’évaluation de ces divers facteurs est inévitable pour une investigation en recherche de cause liée à l’utilisation des matériaux polymériques en plomberie.
L’investigation forensique des défaillances de polymères demeure complexe. C’est pour cette raison qu’une analyse approfondie est essentielle pour identifier le polymère composant la pièce de plomberie, pour détecter la présence d’un contaminant incompatible avec ce polymère et pour évaluer tous les éléments contributifs afin d’établir la cause probable.
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