Conception d'écrans tactiles étanches à usage industriel : indice de protection IP, étanchéité et fonctionnement au toucher humide

L'étanchéité ne dépend pas uniquement du capteur tactile. Elle résulte de l'interaction entre la vitre de protection, l'écran tactile, le joint d'étanchéité, le cadre de l'écran, le boîtier de l'équipement et les entrées de câbles. Un écran PCAP peut résister à la présence de gouttelettes à sa surface, alors que l'équipement fini présente tout de même des fuites au niveau des bords. Un écran avant conforme à la norme IP65 n'est pas non plus comparable à un appareil entièrement étanche.

Dans le cadre d'un projet OEM, la question pertinente n'est pas simplement : “ Cet écran tactile est-il étanche ? ”, mais plutôt :

Quelle partie de l'ensemble final est protégée, contre quel type d'exposition à l'eau, et dans quelles conditions d'installation ?

Que signifie réellement l'expression “ écran tactile étanche ” ?

Dans le domaine des équipements industriels, l'indice de protection IP s'applique généralement à un boîtier testé ou à une interface assemblée, et non à un écran LCD ou à un capteur tactile isolé.

La forme du produit détermine ce qu’il est raisonnable de préciser :

Forme du produit	Ce que cette protection implique habituellement
Uniquement écran tactile PCAP ou résistif	Le capteur peut être stratifié et scellé sur les bords, mais il ne dispose généralement pas d'un indice de protection IP propre à l'équipement.
Écran tactile collé sur un écran LCD	Le module collé supprime l'espace d'air entre l'écran tactile et l'écran LCD, mais il ne forme pas de joint d'étanchéité externe.
Écran à montage sur panneau avec joint d'étanchéité à l'avant	La face avant exposée peut respecter l'indice de protection IP spécifié après une installation correcte. L'arrière et les connecteurs ne bénéficient pas nécessairement du même indice de protection.
Écran tactile entièrement étanche	La partie avant, le boîtier arrière, les connecteurs et les entrées de câbles sont conçus et testés comme un ensemble protégé.

Si une fiche technique indique simplement “ écran tactile IP65 ”, demandez si cet indice s'applique à la surface avant ou à l'ensemble de l'écran, et s'il n'est valable qu'après l'installation du panneau.

Choisissez l'indice de protection IP en fonction de l'exposition réelle

Les indices de protection IP correspondent à différentes conditions d'essai. Il ne faut pas les considérer comme un simple classement où le chiffre le plus élevé correspond toujours au meilleur choix.

Evaluation	La protection contre les liquides dans la pratique	Utilisation courante dans l'industrie
IP65	Jets d'eau	Panneaux de machines installés, équipements extérieurs abrités et zones régulièrement exposées aux projections d'eau
IP66	Jets d'eau puissants	Équipements exposés à l'extérieur ou soumis à un lavage au jet d'eau plus intense
IP67	Immersion temporaire dans des conditions d'essai spécifiées	Équipement entièrement étanche pouvant être temporairement immergé
IP69 / IP69K	Jets d'eau à haute pression et à haute température conformes à la norme applicable	Industrie agroalimentaire et autres environnements nécessitant des nettoyages intensifs

Une machine nettoyée à l'aide d'un chiffon humide ne nécessite pas la même protection qu'un terminal destiné à la transformation alimentaire, nettoyé à l'eau chaude sous haute pression. De même, l'exposition à la pluie à l'extérieur n'implique pas automatiquement la nécessité d'une protection contre l'immersion. Définissez les conditions d'exposition avant de choisir l'indice IP :

• D'où peut provenir cette eau ?
• S'agit-il de pluie, d'éclaboussures, d'un arrosage au tuyau, d'un lavage à haute pression ou d'une immersion ?
• Combien de temps cela dure-t-il, et utilise-t-on des produits chimiques de nettoyage ?
• Quelles sont les surfaces, les câbles et les connecteurs exposés ?

La puissance nominale requise doit ensuite être vérifiée au regard de la norme d'essai applicable et de la méthode d'installation définitive.

La protection de l'IP avant dépend de l'installation finale

De nombreux écrans industriels utilisent une structure à montage sur panneau avec étanchéité à l'avant. L'écran est inséré dans une ouverture prévue à cet effet, et le cadre avant ou la vitre de protection recouvre le panneau de l'équipement. Un joint périphérique est comprimé entre l'écran et le boîtier afin d'empêcher l'eau de s'infiltrer.

Même lorsque les matériaux utilisés sont adaptés, le joint peut tout de même présenter des défaillances. Parmi les causes courantes, on peut citer :

• chevauchement insuffisant entre la vitre de protection et la lunette ;
• un panneau de commande irrégulier ;
• une compression insuffisante ou excessive du joint ;
• des espaces au niveau des angles ou des joints d'étanchéité ;
• couple de serrage irrégulier ;
• un adhésif ou un revêtement incompatible avec le joint ;
• l'eau s'infiltrant par les presse-câbles, les connecteurs ou les trappes de service.

C'est pourquoi l'indice de protection IP à l'avant doit être associé au schéma de montage et aux instructions d'installation. Toute modification de la découpe, du joint d'étanchéité ou de la pression de fixation peut altérer le résultat. Pour les équipements sur mesure, consultez le schéma du boîtier avant de procéder à l'échantillonnage. Consultez notre Guide d'utilisation d'un écran tactile à montage sur panneau pour les informations techniques habituellement requises.

L'étanchéité et le toucher humide sont deux exigences distinctes

L'étanchéité empêche l'eau d'atteindre les composants électroniques. La fonctionnalité « toucher humide » décrit le comportement du système tactile en présence d'eau sur la vitre. L'une ne garantit pas l'autre.

Un panneau avant peut respecter les exigences en matière d'étanchéité tout en présentant des faux contacts, des sauts de contact ou un manque de réactivité. L'eau altère le champ capacitif, en particulier lorsqu'elle forme un film continu ou s'accumule autour du cadre.

Pour les projets PCAP, la mention “ résiste au contact humide ” ne constitue pas une spécification exhaustive. Les conditions réelles doivent être testées séparément :

• gouttelettes isolées ;
• un mince film d'eau ;
• l'eau de pluie qui s'écoule ;
• fonctionnement « au doigt mouillé » ;
• des gants mouillés ;
• l'eau retenue autour de la frontière active.

Certains contrôleurs continuent de fonctionner même avec un doigt mouillé. D'autres repoussent les gouttelettes mais suspendent la fonction tactile jusqu'à ce que la surface soit sèche. Ces deux comportements peuvent être acceptables à condition qu'ils aient été convenus avant la production et validés avec le verre, le micrologiciel, le boîtier et la mise à la terre définitifs.

Pour plus de détails sur les fausses entrées et le diagnostic par contact humide, voir Problèmes courants liés aux écrans tactiles capacitifs.

Le collage optique ne garantit pas l'étanchéité

Liaison optique comble l'espace d'air entre l'écran tactile et l'écran LCD. Il réduit les reflets, améliore la stabilité structurelle et diminue le risque de condensation entre ces deux couches.

Cela ne garantit pas l'étanchéité entre l'écran et le boîtier. La protection contre les influences extérieures dépend toujours du chevauchement du verre, du joint périphérique, de la planéité du panneau, de la pression de montage et des entrées de câbles. Un boîtier étanche peut également présenter de la condensation lorsque de l'air humide reste emprisonné à l'intérieur lors de variations de température.

Le collage optique constitue donc un traitement utile pour les écrans, mais ne remplace pas l'étanchéité mécanique.

« Imperméable » ne signifie pas automatiquement « adapté à une utilisation en extérieur »

Un écran tactile d'extérieur ne se résume pas à son indice de protection IP. Sa conception peut également nécessiter :

• une luminosité suffisante pour la direction réelle de la lumière du soleil ;
• Traitement AG ou AR pour limiter la réflexion ;
• Matériaux résistants aux UV et impression adaptée à une utilisation en extérieur ;
• une plage de températures de fonctionnement appropriée ;
• gestion thermique pour le chauffage solaire ;
• un système de drainage qui empêche l'eau de s'accumuler autour du rebord tactile ;
• fonctionnement fiable même en cas de pluie, d'humidité ou avec des gants.

Un écran étanche mais à faible luminosité peut s'avérer illisible à l'extérieur, tandis qu'un écran à forte luminosité risque de surchauffer à l'intérieur d'une armoire hermétique. Passez en revue ces exigences ensemble.

Pour les installations en extérieur exposées aux intempéries, consultez notre solutions d'écrans tactiles d'extérieur.

Valider l'ensemble complet avant la production

Un essai au banc sur un écran tactile non fixé ne suffit pas. Les essais d'étanchéité doivent être réalisés sur un échantillon conforme à la production, doté des caractéristiques finales suivantes :

• verre de protection et traitement de surface ;
• joint et colle ;
• panneau de boîtier et découpe ;
• emplacement des vis et méthode de serrage ;
• contrôleur tactile et micrologiciel ;
• mise à la terre et alimentation électrique ;
• presse-étoupes et connecteurs externes.

Vérifiez l'échantillon avant et après son exposition à l'eau. Les essais peuvent inclure une inspection visant à détecter toute infiltration, un test de suivi tactile, une vérification de la réponse au niveau des bords, des contrôles d'isolation et des cycles thermiques. Si l'équipement doit faire l'objet d'une intervention technique, répétez la vérification après son démontage et son remontage.

Ce qu'il faut envoyer à votre fournisseur d'écrans tactiles

Des informations claires sur le projet permettent d'éviter toute ambiguïté concernant la spécification “ étanche ”. Avant d'établir un devis ou de fournir un échantillon, veuillez fournir :

1. Taille, résolution et luminosité de l'écran.
2. PCAP, résistif ou sans contact.
3. Structure à montage sur panneau, à châssis ouvert ou entièrement fermée.
4. Protection IP à l'avant ou sur l'ensemble du système obligatoire.
5. Exposition réelle à l'eau et méthode de nettoyage.
6. Exigences relatives aux doigts mouillés, aux gouttelettes d’eau ou aux gants.
7. Contours de la vitre de protection, découpe du panneau et plan du boîtier.
8. Température de fonctionnement et emplacement à l'intérieur ou à l'extérieur.
9. Interfaces vidéo, tactiles et d'alimentation.
10. Quantité d'échantillons et volume annuel prévu.

Eagle Touch fournit des solutions sur mesure écrans tactiles industriels, modules LCD tactiles et moniteurs tactiles industriels pour les équipements OEM. Nous examinons l'écran tactile, l'écran LCD, la vitre de protection, le contrôleur, l'interface d'étanchéité et la structure de fixation comme un ensemble unique, en particulier lorsque l'écran doit s'adapter à un boîtier existant et garantir une cohérence lors de la production en série.

Questions fréquemment posées

Un écran tactile peut-il, à lui seul, être classé IP65 ?

En règle générale, l'indice de protection IP s'applique au boîtier ou à l'ensemble final ayant fait l'objet des essais. Un écran tactile peut être composé de verre feuilleté, de joints d'étanchéité sur les bords et d'adhésif imperméable, mais ses performances dépendent néanmoins de la manière dont il est installé dans l'équipement.

Un écran tactile PCAP peut-il fonctionner lorsqu'il est mouillé ?

Il peut être conçu pour résister aux projections de gouttelettes ou pour fonctionner en mode « wet-finger », mais le résultat dépend du contrôleur, du micrologiciel, de la vitre de protection, de la mise à la terre, de la conception du cadre et du type d'exposition à l'eau. Il doit être testé lors de l'assemblage final.

Quel indice de protection IP est le plus adapté aux équipements destinés à une utilisation en extérieur ?

Il n'existe pas de classification unique valable pour toutes les applications en extérieur. Faites votre choix en fonction de la direction de la pluie, de la pression de l'eau, de la durée d'exposition, du type d'installation, des connecteurs exposés et du risque d'immersion. Tenez également compte de la lisibilité en plein soleil, de la résistance aux UV, de la température et de la gestion thermique.

Conclusion finale

Un écran tactile étanche adapté ne se résume pas simplement à celui qui présente l'indice IP le plus élevé. Son niveau de protection, sa structure d'étanchéité et son comportement au toucher en milieu humide doivent correspondre à l'équipement réel et être vérifiés dans les conditions réelles de montage. Envoyez-nous le plan du boîtier, les conditions d'exposition et les exigences en matière de tactile afin que nous puissions déterminer le point de départ approprié.