Brevet FR2714080A1 — publié le 19950623

i Dispositif pour le traitement électrochimique, notamment localisé, d'un substrat conducteur La présente invention a pour objet un dispositif pour le traitement électrochimique, notamment localisé, d'un substrat conducteur, qui comprend une enveloppe pourvue d'une ouverture et définissant un espace, une électrode disposée dans cet espace et destinée à être reliée à l'une des bornes d'une source de courant électrique, le substrat conducteur étant destiné à être relié à l'autre borne de cette source, une amenée d'électrolyte et une sortie d'électrolyte. Un tel dispositif permet notamment de réaliser des revêtements métalliques formés par voie électrochimique et d'effectuer des rechargements localisés ou des retouches sur des surfaces métalliques. Dans l'industrie automobile, aéronautique ou ferroviaire, il arrive fréquemment que des surfaces doivent être préparées avant assemblage ou avant un autre traitement de surface. Dans ces industries et dans de nombreuses autres, parmi lesquelles la plasturgie ou la mécanique, il arrive aussi que des pièces ou des surfaces métalliques subissent une usure, des rayures, des éraflures ou des atteintes de corrosion qui justifient de telles retouches métalliques localisées. On connaît déjà de tels dispositifs de traitement électrochimique tels que par exemple des dispositifs du type tampon, ainsi que des dispositifs faisant appel à des chambres ou des cellules à circulation d'électrolyte ou à des gels afin d'éviter des écoulements d'électrolyte. Ces dispositifs présentent cependant toujours des risques d'écoulement lors du traitement, liés à la qualité de l'étanchéité assurée par les joints ou lors du nettoyage après traitement (dans le cas des gels), et des risques liés à l'uniformité du traitement. Ainsi, les fuites d'électrolyte notamment lors du déplacement du dispositif sur le substrat présentent un réel danger pour les zones voisines ne devant pas être traitées et pour l'opérateur, en raison du caractère souvent corrosif des électrolytes utilisés. La présente invention a par conséquent pour objet de palier les inconvénients susmentionnés et, pour ce faire, elle propose un dispositif tel que défini au premier paragraphe de cette description et qui se caractérise en ce qu'il comprend en outre un corps en matière absorbante, souple, non conductrice de l'électricité et perméable aux gaz et aux liquides, ce corps étant en contact avec ladite électrode et obturant dans ladite ouverture en faisant saillie hors de cctte dernière, et des moyens pour créer une dépression dans ledit espace. On comprendra que grâce à cette disposition, l'électrolyte parvenant dans l'espace interne de l'outil est cn partie retenu par le corps en matière absorbante avec lequel il entre en contact, assurant ainsi une continuité électrique entre l'électrode et le substrat conducteur à traiter. Par ailleurs, en raison de la dépression régnant au sein de cet espace, il y a aspiration continue d'air extérieur au travers de toute la masse du corps en matière absorbante, ce qui empêche tout écoulement intempestif par ladite ouverture et ce, quelle que soit la position d'utilisation du dispositif. En outre, cette aspiration d'air assure le refroidissement de l'électrolyte s'échauffant sous l'application de courants d'intensité élevée. De plus, le dispositif selon l'invention permet de traiter non seulement des surfaces planes, concaves ou convexes, mais encore les éventuelles arêtes que pourrait présenter le substrat à traiter. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'amenée d'électrolyte comprend au moins un perçage pratiqué dans l'électrode et débouchant à la surface de cette électrode, au niveau de la zone de contact de cette dernière avec ledit corps en matière absorbante. De la sorte, l'électrolyte, dès sa sortie de l'amenée d'électrolyte, parvient directement sur le corps cn matière absorbante pour se répandre uniformément dans toute la masse de ce corps. Avantageusement, les moyens pour créer une dépression dans l'espace défini par l'enveloppe du dispositif selon l'invention, comprennent une première pompe montée sur la sortie d'électrolyte. Ainsi, en choisissant de manière appropriée le débit de cette première pompe, la dépression souhaitée dans ledit espace pourra aisément être établie. En outre, dans la mesure o ladite sortie d'électrolyte est située à la partie périphérique de l'enveloppe du dispositif, l'aspiration réalisée par ladite première pompe permet de répartir uniformément l'élcctrolyte sur toute la surface de traitement et de contribuer à l'uniformité du traitement. Selon un mode de réalisation préféré, l'amenée d'électrolyte comprend une deuxième pompe, les débits respectifs de la première et de la deuxième pompes étant choisis pour créer une dépression dans ledit espace. Ainsi, la deuxième pompe est choisie pour alimenter le dispositif en continu avec un débit d'électrolyte tel que le corps en matière absorbante soit suffisamment imbibé pour que le traitement électrochimique puisse se dérouler de manière satisfaisantc. Quant à la première pompe, elle est choisie avec un débit suffisant pour créer une dépression au sein du dispositif et ainsi aspirer en continu l'excédent d'électrolyte ct une ccrtaine quantité d'air au travers du corps en matière absorbante. L'électrolyte est ainsi renouvelé en continu, ce qui permet de contribuer à la dissipation dc la chaleur générée par le traitement électrochimique, cet effet de dissipation étant accentué par l'air aspiré. La matière absorbante constituant le corps mis en oeuvre dans le dispositif de l'invention pourra notamment être en un matériau présentant des propriétés de résistance chimique à l'égard de l'élcctrolyte et de résistance thermique dans la plage de température de travail (de 15 C à 60 C). Cette matière devra en outre être non conductrice de l'électricité ct perméablc aux gaz et aux liquides; enfin, elle devra être choisie pour ne pas rayer le substrat à traiter. Il pourra s'agir par exemple de ouate de polyester ou encore d'une matière textile, tissée ou non tissée, constituée de fibres ou de feutre de nylon. On ajoutera que la source de courant électrique pourra être une source de courant pulsé ou de courant continu. Le dispositif tel que défini ci-dessus permet la réalisation de tous types de traitements électrochimiques. Il pourra s'agir d'abord de la réalisation d'un dépôt électrolytique; dans ce cas, le substrat à traiter constituera la cathode et l'électrode du dispositif constituera l'anode, cette électrode étant en un matériau insoluble dans les conditions de traitement. Il peut s'agir également d'un traitement de démétallisation faisant appel à un électrolyte de démétallisation, le substrat à traiter étant choisi comme anode et l'électrode du dispositif comme cathode. Il peut s'agir enfin d'un traitement d'anodisation de tout substrat à traiter constitué d'un matériau oxydable tel que l'aluminium, le titane et leurs alliages; dans cette application, le substrat à traiter sera choisi comme anode et l'électrode du dispositif comme cathode. Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dont la figure unique est une vue en coupe schématique du dispositif de traitement associé à une installation électrique schématisée. Cette figure représente plus précisément un dispositif selon l'invention pour l'oxydation anodique permettant de préparer une surface S d'une pièce A en aluminium, avant collage. Le dispositif selon l'invention comprcnd une enveloppe 1 présentant une paroi latérale 2, une paroi arrière 3 et une ouverture frontale 4 opposée à la paroi arrière 3. Cette enveloppe, qui est en matière isolante, par exemple en polypropylène ou PVDF, définit un espace interne 5 dans lequel est logée une cathode 6 en regard de l'ouverture 4. Cette cathode présente une face arrière 6a et une face avant 6b. Cette même cathode peut, par exemple, présenter une section transversale circulaire, carrée ou rectangulaire, la surface cathodique utile pouvant varier de quelques mm2 à quelques cm2. La cathode 6 cst par ailleurs maintenue dans l'espace 5 par tous moyens et notamment par fixation, par sa face arrière 6a, à la paroi arrière de l'enveloppe 1. D'autre part, la cathode 6 présente des dimensions telles que d'une part, elle délimite avec la face intérieure de la paroi latérale 2 de l'enveloppe 1 une chambre périphérique continue et que, d'autre part, cette face avant 6b soit située à une certaine distance de l'ouverture 4. La cathode 6 est rcliée à la borne "moins" 7 d'un générateur G de courant, notamment de courant pulsé, dont la borne "plus" 8 est reliée à un point 9 de la pièce à traiter A. En outre, la cathode 6 cst pourvue d'un perçage 10 prenant naissance sur sa face arrière 6a et débouchant sur sa face avant 6b; bien qu'un seul perçage soit représenté sur la figure, il est avantageux de prévoir plusieurs perçages disposés dans la cathode de manière qu'ils débouchent de manière uniforme sur toute la face avant 6a. Ce ou ces perçages sont reliés, au niveau de la face arrière 6a de l'électrode, par un raccord 11, à un conduit 12 d'amenée d'électrolyte. La paroi 2 de l'enveloppe 1 est en outre pourvue d'un perçage 13 s'étendant de la face intérieure de cette paroi 2 jusqu'à la face extérieure de cette dernière o elle est reliée par un raccord 14 à un conduit 15 d'évacuation d'électrolyte aboutissant à une réserve R d'électrolyte. Conformément à l'invention, l'ouverture 4 est obturée par un tampon de matière absorbante 16 dont l'épaisseur cst choisie pour que d'une part, il soit en contact avec toute la face avant 6b de l'électrodc 6 et d'autre part, fasse légèrement saillie hors de ladite ouverture, étant précisé que le perçage 13 scra réalisé de manière telle qu'il débouche dans l'espace 5 en un point suffisamment éloigné de l'ouverture 4 pour que ce point ne soit pas recouvert par ledit tampon 16. A titre d'exemple, cette épaisseur pourra être de 5 mm. Par ailleurs, le conduit 15 est relié à l'aspiration d'un pompe 17 dont le refoulement est relié à un conduit 18 qui communique avec la réserve R d'électrolyte. Quant au conduit 12, il est relié au refoulement d'une pompe 19 dont l'aspiration est reliée à un conduit 20 dont l'extrémité libre plonge dans l'électrolyte de la réserve R. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est comme suit. Les pompes 17 et 19 sont choisies pour avoir des débits respectifs permettant de créer une dépression à l'intérieur de l'enveloppe 1, c'est-à-dire dans la chambre périphérique définie par la face intérieure de la paroi latérale 2 et la surface externe de l'électrode 6. Ces débits sont notamment fonction de la surface de l'ouverture 4, de la nature du tampon 16 et de l'épaisseur de ce dernier et il sera aisé pour l'homme de métier de définir ces débits par quelques essais préalables. A titre indicatif, on notera que le rapport du débit de la pompe 17 au débit de la pompe 19 peut par exemple être d'environ 6. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est comme suit. Après dégraissage éventuel de la surface à traiter, les pompes 17 et 19 sont amenées en action. De la sorte, l'électrolyte E de la réserve R est aspiré par la pompe 19 et amené de la réserve R via le conduit 20, la pompe 19, le conduit 12 et le perçage sur le tampon 16 qui se trouve ainsi imprégné par l'électrolyte. Le débit de la pompe 19 est choisi pour qu'une quantité suffisante d'électrolyte parvienne sur le tampon 16 afin de réaliser l'oxydation anodique dans de bonnes conditions. D'autre part, la pompe 17 est choisie pour avoir un débit permettant de créer, à l'intérieur de l'enveloppe 1, une dépression suffisante sans pour autant assécher le tampon 16. Sous l'effet de cette pompe 17, l'excédent d'électrolyte et une certaine quantité d'air aspiré au travers du tampon 16 sont évacués, via le perçage 13, le conduit 15, la pompe 17 et le conduit 18, vers la réserve E; ainsi, tout écoulement d'électrolyte sur d'autres zones que celle à traiter est évité. Ensuite, on réalise la connexion de l'électrode 6 et de la pièce A au générateur G de courant. Le dispositif est alors opérationnel pour réaliser l'oxydation anodique et il suffit de déplacer ce dispositif, manuellement ou mécaniquement, sur la surface S à traiter et orthogonalement par rapport à cette surface. L'épaisseur de la couche d'oxyde déprcndra notamment du nombre de passages du dispositif sur la zone à traiter et des paramètres électriques du générateur de courant G. Ces paramètres peuvent notamment être les suivants - courant: continu, - tension: 60 V, - intensité: de O à 15 A, - densité: de 250 à 350 A/dm2. Le dispositif selon l'invention est aptc à être mis en oeuvre sur des pièces de forme et volume les plus diverses, et ne se limite pas à des surfaces planes. Ainsi, il peut être utilisé sur des surfaces à traiter qui ont des dimensions de quelques centimètres carrés à quelques décimètres carrés; ou au niveau de joints de tôles, plats ou en "marche d'escalier"; ou encore sur des surfaces convexes ou des arêtes vives. Les surfaces à traiter peuvent en outre avoir toutes les inclinaisons; on peut en particulier procéder à des retouches cn plafond. On ajoutera que ccs retouches de traitement électrochimique peuvent, selon l'invention, être réalisées: - soit en poste fixe dans un laboratoire ou dans un atelier, - soit en poste mobile pour des interventions sur site. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le traitement électrochimique, notamment localisé, d'un substrat conducteur, qui comprend une enveloppe (1) pourvue d'une ouverture (4) et définissant un espace (5), une électrode (6) disposée dans cet espace et destinée à être reliée à l'une des bornes d'une source de courant électrique, le substrat conducteur étant destiné à être relié à l'autre borne de cette source, une amenée (10, 12) d'électrolyte et une sortie (13, ) d'électrolyte, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un corps (16) en matière absorbante, souple, non conductrice de l'électricité et perméable aux gaz et aux liquides, ce corps étant en contact avec ladite électrode (6) et obturant ladite ouverture (4) en faisant saillie hors de cctte dernière, et des moyens pour créer une dépression dans ledit espace. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amenée d'électrolyte comprend au moins un perçage (10) pratiqué dans l'électrode (6) et débouchant à la surface de l'électrode au niveau de la zone dc contact de cette dernière avec ledit corps en matière absorbante. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens pour créer une dépression comprennent une première pompe (17) montée sur ladite sortie d'électrolyte. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite amenée d'électrolyte comprend une deuxième pompe (19), les débits respectifs desdites première et deuxième pompes étant choisis pour créer une dépression dans ledit espace. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit corps est en un matériau textile, tissé ou non tissé, constitué de fibres ou de feutre de nylon. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de courant électrique est une source de courant pulsé.