L'emblématique Golden Gate Bridge est un grand pont suspendu des États-Unis qui relie la pointe nord de la péninsule de San Francisco au comté de Marin. Avec une travée principale de 1 280 mètres, il traverse le détroit qui relie la baie de San Francisco à l'océan Pacifique.

Une telle structure doit résister à des conditions extrêmes. Le pont a été achevé en 1937, son histoire est un cas d’école pour illustrer l’impact du choix de la protection anti-corrosion pour la préservation d'une structure en acier.

À l'origine, la protection anticorrosion du Golden Gate Bridge était assurée par une couche d'apprêt à base d’oxyde de plomb et d’une couche de finition à base de plomb. À partir des années 60, la peinture d'origine a été retirée et remplacée par un apprêt au silicate de zinc et des couches de finition en vinyle offrant alors une meilleure protection. Depuis 1990, des couches de finition acryliques sont utilisées et une équipe de 38 peintres prévient désormais la corrosion en effectuant des retouches constantes.

Ce cycle sans fin d’entretien n'est assurément pas bon marché. L'association « American Galvanizers » estime que, si la structure avait été entièrement galvanisée à chaud dès le départ, le coût de construction n'aurait été supérieur que de 15 % - alors que plus d’un milliard de dollars de coûts d'entretien et de réparation auraient été économisés à ce jour.

Depuis les années 30, les technologies de protection contre la corrosion se sont améliorées avec un message qui reste aujourd'hui toujours le même : investir dans une protection efficace contre la corrosion dès le départ d’un projet est rentable sur le long terme.

Nous avons donc le plaisir de vous proposer une série d’article sur la corrosion afin de mieux appréhender le sujet pour mieux s’en protéger.

1-Une interaction physico-chimique

La corrosion est l'interaction physico-chimique entre un matériau et son environnement qui entraîne progressivement des modifications indésirables des propriétés du matériau. Ce processus naturel transforme un élément chimique dans sa forme stable via une réaction d’oxydo-réduction. Cette réaction met en jeu un échange d’électrons entre deux éléments : un réducteur qui cède un certain nombre d’électrons et un oxydant qui récupère les électrons cédés.

Pour le Fer par exemple, la réaction se produit en présence d’eau et d’oxygène simultanément.

Dans un premier temps, le fer s’oxyde en libérant 2 électrons.

En présence d’eau, l’oxygène présent dans l’air se réduit en captant les électrons libérés par le fer :

Le bilan de ces deux réactions (qui sont dépendantes l’une de l’autre), est la réaction d’oxydo-réduction suivante :

Les ions* Fe2 et OH- réagissent alors ensemble pour former des hydroxydes de fer (ou oxydes de fer) responsables de l’apparition de la rouille. Comme on le voit sur la réaction ci-dessus, le fer est donc consommé pour se transformer en rouille. On peut alors constater l’apparition de point de rouille voir même de trou sur la plaque de fer. On parle alors de corrosion destructrice.

Schéma simplifié de la formation de la rouille & exemple d’apparition de rouille sur une plaque de fer

*un ion est un atome (ou groupe d’atome) ayant libéré ou capté un ou plusieurs électrons.
On appelle anode l’élément conducteur ou à lieu la réaction d’oxydation (perte d’électrons) et cathode l’élément conducteur ou à lieu la réaction de réduction (gain d’électrons).

Avec l’exemple du fer, on comprend que la matière est consommée et que la tenue mécanique de la pièce corrodée est donc dégradée. En conséquence le système dont elle fait partie l’est également. L’enjeu est donc important, ce phénomène doit être pris en compte pour préserver l’intégrité d’une structure en acier.

Généralement, cette réaction étant assez lente, les effets ne sont visibles qu’après plusieurs semaines voire plusieurs mois. La présence d’eau salée ou acide, peut par ailleurs jouer le rôle de catalyseur puisque la conductivité de l’eau devient alors plus importante, ce qui facilite les échanges d’électrons. La réaction est donc accélérée. Voilà pourquoi dans les milieux marins ou dans les environnements « acides », la corrosion apparaît plus rapidement. De manière générale, il existe différents facteurs qui influencent la corrosion.

Facteurs influant sur la corrosion atmosphérique

Il existe donc une classification des environnements en fonction de leurs corrosivités :

Catégorie de corrosivité et conditions associées selon l’ISO 9223

Pour prévenir efficacement la corrosion, il est donc important de choisir un matériau en fonction des conditions de l’environnement (intérieur ou extérieur) avec lequel il sera en contact. Aussi, pour chaque catégorie de corrosivité, il existe 3 classes de durabilité qui indiquent la durée de résistance d’un matériau : faible (de 2 à 5 ans), Moyenne (de 5 à 15 ans) et Haute (15 ans et plus). Par exemple, le Zinc Magnésium ZM310* offre une protection contre la corrosion de 5 à 15 ans dans un environnement C4 (atmosphère avec une corrosivité élevé). Dans cet exemple, l’épaisseur du revêtement est de 24 µm.

Durée de vie des revêtements en Zinc et Zinc Magnésium (ZM)

*Le ZM310 est le revêtement que nous avons choisi pour protéger notre nouvelle gamme de supportage pour applications extérieures : le système modulaire MT (Replay du webinar sur la présentation de notre nouvelle gamme).

                                           

2-Pourquoi évaluer les besoins anti-corrosion est-il essentiel ?

Nous effectuons des tests complets en laboratoire et sur le terrain pour évaluer la résistance à la corrosion de nos produits. Néanmoins, le choix de la méthode de protection contre la corrosion pour une application spécifique reste la responsabilité de l'utilisateur.

Il est essentiel de choisir en phase de conception d’un projet la meilleure protection, non seulement pour faciliter les inspections des bureaux de contrôle, mais également pour mieux éviter d’éventuelles complications sur le moyen-long terme. Une mauvaise protection contre la corrosion peut limiter la durée de vie des composants, impliquer une action corrective coûteuse ou pire, des défaillances catastrophiques.

La corrosion est un processus naturel omniprésent qui peut avoir un impact économique important. Environ un cinquième de la production mondiale d'acier disparaît chaque année à cause de ce phénomène. Et même si cela implique un coût initial plus élevé, opter pour une protection contre la corrosion au moment de la conception permet de faire des économies sur le long terme en plus de préserver les ressources. Cela vous garantira également la durée de vie de votre pièce ou structure dans son environnement. Pensez aux peintres qui sont encore payés pour travailler quotidiennement sur le Golden Gate Bridge plus de 80 ans après l'achèvement de la structure !

3- Quelles sont les solutions?

L’acier non allié à partir duquel la majorité de nos fixations et nos systèmes de supportage sont fabriqués nécessite une protection contre la corrosion. Dans la plupart des environnements, le taux de corrosion de l’acier au carbone (typiquement autour de 20 µm/an dans une atmosphère extérieure rurale et montant à plus de 100 µm/an dans les environnements côtiers) est généralement trop élevé pour des applications extérieures. Cette perte de matière n’est généralement pas prise en compte en phase de design. Nous proposons donc une large gamme de produits en acier adapté pour lutter contre la corrosion faisant appelle à différents procédés de mis en œuvre :

·        Le phosphatage

·        L’éléctrozingage

·        La galvanisation à chaud

·        La galvanisation à chaud en continu

·        La Shérardisation

Il existe par ailleurs d’autres solutions comme le revêtement multicouche et les aciers inoxydables capables de répondre à des besoins plus spécifiques. Pour plus d'informations sur nos solutions de protection, n'hésitez pas à parcourir notre article sur les bases de la corrosion #3, nos solutions anti-corrosion

Pour en savoir plus sur nos choix de protection contre la corrosion, n’hésitez pas à vous rendre sur notre plateforme AskHilti :

·        Profitez du replay sur la présentation de notre nouvelle gamme de système modulaire MT

·        Parcourez notre article sur les bases de la corrosion #2, les principaux types de corrosion

·        Parcourez notre article sur les bases de la corrosion #4, focus sur l’acier inoxydable

·        Parcourez notre article concernant le zinc magnésium, le nouveau revêtement anti corrosion

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Pour tout renseignement complémentaire, n’hésitez pas à contacter votre ingénieur terrain Hilti qui sera en mesure de vous accompagner !