Le terme « fiabilité » est couramment employé au quotidien. Certaines voitures sont recherchées pour leur fiabilité élevée, tandis que d'autres sont évitées pour la raison inverse. La fiabilité est une qualité recherchée chez un ami, un patron, un salaire ; sa signification précise dépend cependant du contexte.
Lorsqu'il s'agit de raccordements électriques, sa définition est précise. En langage courant, la fiabilité est « la probabilité qu'un raccordement fonctionne comme prévu sur une période souhaitée, pendant laquelle il est soumis à un stress environnemental ou mécanique ».
Cette définition stipule qu'il existe un certain niveau de performances qui doit être conservé pendant une période définie de fonctionnement du raccordement, dans des conditions définies. Étant donné que tout ou partie de ces éléments peuvent changer selon l'application, la spécification de fiabilité d'un raccordement dépend des trois.
Les bases en matière de fabrication de raccordements
Qu'est-ce donc exactement qu'un raccordement ? Généralement, le raccordement est défini comme « fournissant une connexion séparable entre deux éléments d'un système électronique sans distorsion du signal ou perte de puissance inacceptables ».
Les deux termes clés de cette définition sont « séparables » et perte de performances « inacceptables », les deux dépendant de l'application du raccordement, ainsi que des exigences électriques et environnementales.
Le dessin ci-dessous représente un raccordement et montre ses principaux composants, ainsi qu'un gros plan sur la finition et l'interface de contact.
Figure 1 : composants électriques du raccordement. (Source : TE Connectivity)
La partie électrique de chaque connexion est constituée d'une broche de raccordement et d'un ressort de contact de connexion qui exerce une force mécanique sur la broche qui lui est associée, afin de maintenir la continuité électrique. Les broches et les ressorts se trouvent dans un châssis rigide ; les deux châssis se connectent entre eux, généralement grâce à un mécanisme de clé permettant de garantir la bonne orientation.
Modes et mécanismes de panne
Si aucune panne ne se produisait jamais, la fiabilité des raccordements ne serait pas un problème. En étudiant ce qui peut mal fonctionner dans un raccordement, il est cependant possible de distinguer les modes de panne et les mécanismes de panne. Le mode de panne fait référence à la manière dont le raccordement pourrait être défaillant du point de vue de son fonctionnement dans le cadre des exigences de l'application. Par exemple, une résistance de contact qui dépasse les spécifications ou une force d'insertion beaucoup trop élevée sont deux cas de modes de panne. Un mécanisme de panne est la cause d'un mode de panne. Par exemple, une vibration mécanique et un stress électrique trop élevé sont deux mécanismes pouvant entraîner une panne.
Voici quelques mécanismes de panne courants et leurs modes de panne typiques :
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Mécanisme de panne |
Mode de panne typique |
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Stress mécanique : vibration, choc, stress lié au pliage continu, connexion et déconnexion répétées |
Dégradation du châssis et de la clé du raccordement ; mauvaise connexion et dommages au circuit ; usure excessive entraînant des connexions intermittentes ou ouvertes |
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Températures excessivement élevées |
Rupture de l'isolation ; résistance de contact augmentée |
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Températures excessivement basses |
Dommages aux composants non métalliques |
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Humidité élevée |
Résistance de contact augmentée, corrosion |
Détermination de la fiabilité d'un raccordement
Comment sont développées les mesures de fiabilité des raccordements ? Dans la plupart des domaines, la fiabilité est déterminée à l'aide d'une des trois méthodes disponibles :
1) utilisation réelle : surveille la performance du produit en service.
2) prédictive : prédit la fiabilité en fonction d'un modèle développé à l'aide d'études empiriques ou de tests.
3) de la physique à la panne : identifie les mécanismes des pannes potentielles et développe un programme de test aux pannes accéléré pour provoquer des pannes et ainsi prédire la performance en situation réelle.
Ces techniques ne sont cependant pas adaptées aux raccordements pour un certain nombre de raisons. Il est difficile d'obtenir des mesures statistiques standard, comme MTTF et MTBF (temps moyen avant panne et temps moyen entre les pannes). Les fabricants de raccordements préfèrent fournir un ensemble de spécifications de fonctionnement électrique et mécanique garanties et un ensemble de tests de qualification auxquels des échantillons de produits ont réussi.