Dans les articles précédents, nous avons vu comment la corrosion peut impacter la durée de vie d’une structure et comment elle évolue avec les conditions environnementales (les bases de la corrosion #1, généralités) . Nous avons également fait un tour d’horizon des principaux types de corrosion (les bases de la corrosion #2, les principaux types de corrosion). Dans ce troisième article, nous nous concentrerons cette fois sur les solutions de protection anti-corrosion.
 
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 desapplications 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.
 

1-Phosphatage

L'acier est plongé dans une solution acide contenant des sels de phosphate métallique (Zn, Fe). La solution réagit avec la surface de l’acier formant une couche microcristalline de phosphates à la surface. Il en résulte une surface rugueuse avec d'excellentes propriétés de rétention d'huile. L’huile appliquée pour la protection anticorrosion reste sur la surface et fournit une protection pendant le transport et augmente légèrement la protection générale contre la corrosion. Ces produits peuvent être utilisés uniquement dans des environnements intérieurs secs. Il s'agit de la méthode de protection qui est utilisée pour nos vis à cloison sèche simple.

2-Revêtements de zinc

Le zinc est un excellent choix pour la protection contre la corrosion de l’acier. Le taux de corrosion du zinc est plus de dix fois inférieur à celle de l’acier, avec environ 0,5 µm/an dans des atmosphères rurales/urbaines et montant jusqu’à 5 µm/an dans les environnements côtiers. En plus d’une diminution des taux de corrosion, le zinc fournit également une protection cathodique (ou sacrificielle) de l’acier sous-jacent. Lorsque le revêtement en zinc est dégradé et l’acier mis à nu, la corrosion galvanique prend place. Le zinc, qui est un métal moins noble que l’acier, se corrode de manière préférentielle, gardant ainsi la surface exposée de l’acier protégée. Les couches de zinc sont consommées de façon homogène au cours de la corrosion « atmosphérique ». Doubler l’épaisseur du revêtement double également le temps jusqu’à l’apparition de rouille rouge sur le substrat d’acier.
 
La pertinence du revêtement en Zinc est limitée lorsque l’on est dans des conditions d’humidité permanente ou en présence de concentrations élevées de polluants industriels tels que le dioxyde de soufre. Le zinc résiste mal à l’environnement alcalin et est rapidement attaqué par des solutions au PH >10. Sur chantier par exemple, le déversement de produit de matériau de construction comme le ciment ou le béton frais doit être évité.

Durée de vie des revêtements en Zinc (Zn) et Zinc Magnésium (ZM) dans différents environnements

• Electrozingage:L’électrozingage (ou zingage électrolytique) est un procédé simple et économiquement compétitif consistant à déposer du zinc sur une pièce via une électrolyse : un courant électrique traverse une solution aqueuse contenant des ions de zinc ainsi que la pièce d’acier à protéger. Cela génère un dépôt de zinc sur le substrat d'acier. Avant cette étape, les pièces subissent généralement un nettoyage et un décapage. C’est un excellent moyen de protéger les petites pièces filetées en raison de la formation de revêtements homogènes et denses. L’épaisseur du revêtement varie généralement de 5 à 15 µm. En raison des limitations de l’épaisseur de revêtement réalisable, les pièces électrozinguées sans autre protection contre la corrosion ne doivent être utilisées que dans des conditions intérieures sèches.

• Galvanisation à chaud:Les pièces en acier sont plongées dans un bain de zinc en fusion. Cette technique permet de revêtir des pièces larges de grande longueur. Les plus petites pièces comme les boulons et les chevilles sont centrifugées après galvanisation à chaud pour éliminer l’excès de zinc sur les filetages. Les épaisseurs de revêtement varient de 35 et 100 microns et dépendent de l’épaisseur du matériau et de la composition de l’acier. La durée d’immersion est généralement de quelques minutes. Le zinc fondu réagit avec le substrat en formant une couche d’alliage ZnFe et une couche plus mince de zinc pursur le dessus (voir figure ci-dessous). La galvanisation à chaud peut être une solution pour certains types d’environnement extérieur, mais cela dépend directement de l’épaisseur du revêtement en Zinc et des conditions d’exposition.

Section microscopique d’un acier galvanisé à chaud

• Galvanisation à chaud en continu (/ galvanisation Sendzimir):Des bobines de tôle sont déroulées continuellement dans un bain de zinc en fusion après que la surface eu été nettoyée et soumise à un recuit spécial. Les petites quantités d’aluminium présentes dans le bain de zinc réagissent avec la surface de l’acier pour former une couche inhibitrice de quelques nanomètres d’épaisseur, empêchant la formation d’une phase ZnFe. Le revêtement est principalement constitué de zinc purs et son épaisseur varie de 10 et 70 microns des deux côtés de la tôle. Des revêtements en alliage de zinc comme le Zinc Magnésium (ZM) peuvent être produits par galvanisation à chaud continue. En général, ce genre de revêtement est constitué de 2 à 4% d’aluminium et de magnésium et sa capacité à protéger de la corrosion est environ deux fois plus élevée que celle d’une couche de zinc pure pour une même quantité de revêtement.

• Shérardisation / diffusion thermique:La shérardisation est une méthode de revêtement de zinc qui utilise un procédé de diffusion thermique. Les pièces en acier sont placées dans un tambour contenant de la poudre de Zn, puis chauffées à des températures supérieures à 320 °C. Le Zinc n'est pas en fusion et le revêtement se forme par diffusion thermique de la poudre de Zn dans les pièces en acier. L'épaisseur de revêtement peut aller jusqu'à 45 μm. Ces revêtements sont principalement constitués d'un alliage ZnFe qui offre une très une bonne protection contre la corrosion qui peut être comparée à la galvanisation à chaud pour la même épaisseur. Même sur les pièces filetées complexes, ce procédé produit des revêtements résistants et uniformes.

3-Revêtement multicouches (revêtement duplex)

Lorsque la protection contre la corrosion assurée par le revêtement métallique n'est pas suffisante, les pièces peuvent être protégées par des revêtements supplémentaires, principalement de la peinture organique avec ou sans paillettes métalliques.

Un exemple est le revêtement multicouche sur les fixations, constitué d'un revêtement en alliage de Zn déposé par électrolyse* et d'une couche de finition organique supplémentaire (voir figure ci-dessous).

*L’électrolyse est un procédé permettant de générer des réactions chimiques grâce à un courant électrique.

Illustration du revêtement multicouche sur les fixations et les connecteurs

4-L’acier inoxydable

L’acier inoxydable (ou Inox) est un acier auquel ont été ajouté des atomes de Chrome (représentant au moins 10% de la composition) dont la propriété remarquable est d’être peu sensible à la corrosion.

Afin d’en savoir plus de l’inox, n’hésitez pas à parcourir notre article Les bases de la corrosion #4, Focus sur l'acier inoxydable.

5-Classification des traitements

À titre indicatif, il est possible d'établir une classification de l'ensemble des solutions anti-corrosion évoquées en prenant en compte leurs tenues au brouillard salin* (exprimée en heure) suivant la norme NF E 25-032 :

Classification des différents traitements en lien avec leurs tenues au brouillard salin (Norme NF E 25-032)

*Le test au brouillard salin consiste à pulvériser une solution saline (eau distillée chlorure de sodium) dans une enceinte fermée à température de 35°C et une pression de 1 bar. Au cours de l'essai, on observe s'il y a une apparition de rouille rouge sur l'élément testé.