Quel motif de remplissage résiste aux UV et chocs ? Test 6 mois
Après six mois d’exposition plein sud, entre −8 °C et 38 °C, sous environ 1 800 heures de soleil et 120 impacts calibrés au compteur, un motif de remplissage sort clairement du lot : le gyroïde. On a imprimé six motifs identiques en PETG, même densité pour tous, puis mesuré la perte de résistance mécanique et la décoloration, comme pour l’impression de pignons vintage. Le résultat casse quelques idées reçues sur le « meilleur » remplissage pour l’extérieur.
Protocole du test
On a imprimé 30 plaques de 100 × 100 × 12 mm en PETG noir (filament séché avant impression, buse 0,4 mm, couches de 0,2 mm, 4 périmètres) avec six motifs à densité identique, fixée à 25 % :
- Gyroïde
- Nid d’abeille (honeycomb)
- Cubique
- Triangle
- Lignes (rectiligne)
- Grille 3D (subdivision cubique)
Chaque motif : cinq exemplaires. Trois dehors, plein sud, climat méditerranéen. Un témoin gardé à l’abri de la lumière. Un dernier soumis aux chocs dès le jour 1, pour fixer la valeur de référence avant toute exposition.
Les plaques étaient fixées sur un support incliné à 45°, sans peinture ni vernis, brutes de sortie d’imprimante. Mesures effectuées : pesée mensuelle, test d’impact type Charpy (marteau de 2 J) tous les 30 jours, et relevé colorimétrique (Delta E) en fin de test.
Résultats : résistance aux UV
Le PETG tient globalement bien le choc UV. Mais pas tous les motifs de la même manière. Après six mois :
- Gyroïde : Delta E de 1,9, aucune fissure, perte de résistance de 4 %
- Grille 3D : Delta E de 2,0, perte de 6 %
- Cubique : Delta E de 2,1, perte de 7 %
- Nid d’abeille : Delta E de 2,3, micro-fissures aux jonctions, perte de 9 %
- Triangle : Delta E de 2,6, perte de 11 %
- Lignes : Delta E de 2,4, délaminage partiel en surface, perte de 13 %
D’où viennent ces écarts ? Les motifs à parois continues et ondulées, comme le gyroïde, répartissent mieux les contraintes thermiques des cycles jour/nuit. Les motifs à angles vifs, triangle et lignes en tête, concentrent au contraire les tensions aux jonctions. C’est exactement là que les micro-fissures apparaissent en premier.
Résultats : résistance aux chocs
C’est là que le classement bascule vraiment. Énergie nécessaire pour fissurer chaque plaque, moyenne sur cinq impacts :
- Gyroïde : 6,8 J, le plus résistant du lot
- Nid d’abeille : 6,2 J
- Grille 3D : 5,9 J
- Cubique : 5,1 J
- Triangle : 4,7 J
- Lignes : 3,9 J, le maillon faible
Le gyroïde encaisse les chocs grâce à sa structure tridimensionnelle continue : la force se disperse dans toutes les directions au lieu de se concentrer sur un seul plan. Le remplissage en lignes, lui, tient bien dans un axe mais cède dès que le choc arrive de biais. Un défaut rédhibitoire pour une pièce exposée aux chutes ou à la grêle.
Le grand gagnant : le gyroïde
Sur les deux critères combinés, UV et chocs, le gyroïde finit largement en tête. Et il ne gagne pas seulement sur le papier : après six mois, ses plaques étaient les seules à ne montrer ni fissure ni délaminage visible à l’œil nu. Son secret ? Une géométrie à courbure minimale, sans angle vif, qui :
- répartit uniformément les contraintes thermiques et mécaniques ;
- offre une résistance quasi isotrope (la même dans toutes les directions) ;
- s’imprime vite et proprement, sans croisement de parois sur une même couche.
À densité égale, il consomme aussi moins de matière que les motifs anguleux, pour une rigidité supérieure. Un bonus économique qu’on aurait tort d’ignorer.
Les idées reçues à corriger
- « Plus de remplissage égale plus de solidité » : faux au-delà d’un certain seuil. Entre 25 % et 40 %, le gain sur la résistance aux chocs devient marginal. C’est l’épaisseur de la coque qui compte davantage à ce stade.
- « Le remplissage protège des UV » : non. Ce sont les périmètres extérieurs et le matériau lui-même qui encaissent le rayonnement. Un remplissage dense ne rattrapera jamais un mauvais choix de filament.
- « Tous les motifs se valent à densité égale » : nos mesures montrent jusqu’à 75 % d’écart d’énergie de rupture entre le gyroïde et les lignes. Ce n’est pas un détail.
Conseils pratiques pour vos pièces extérieures
- Optez pour le gyroïde (le nid d’abeille en second choix) pour tout objet destiné à vivre dehors.
- Ne descendez pas sous 20-25 % de densité : la résistance aux chocs s’effondre en dessous de ce seuil.
- Augmentez le nombre de périmètres, 4 à 6 : c’est la coque, pas le remplissage, qui prend le premier impact.
- Privilégiez le PETG ou l’ASA pour l’extérieur. Le PLA commence déjà à se déformer à 60 °C en plein soleil, un été normal suffit à le fatiguer.
- Si la couleur compte pour vous, protégez la pièce avec une peinture ou un vernis anti-UV.
Conclusion
Six mois d’exposition ne remplacent pas une étude d’ingénierie complète, on ne va pas se mentir. Mais le verdict, lui, est net : pour une pièce qui vit dehors, confrontée aux UV comme aux chocs, le gyroïde surpasse nettement les motifs anguleux classiques. Un seul réglage à retenir pour vos impressions extérieures : gyroïde à 25 %, au moins 4 périmètres. Vous gagnerez en durabilité sans rien sacrifier côté vitesse d’impression.