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Dans les secteurs de l’industrie et de la métallurgie (automobile, construction, etc), la surface des tôles en acier est revêtue afin de les protéger contre les attaques de corrosion. Celles-ci surviennent, par exemple, pendant le stockage des tôles ou sur des véhicules (pluie, sels de déneigement…). A l’échelle industrielle, deux procédés sont majoritairement utilisés pour protéger les aciers de la corrosion : la galvanisation et l’électrozingage .
Toutefois, les méthodes classiques de protection ne suffisent pas. De plus, le coût total de la corrosion atteint aujourd’hui de 3 à 4 % du PIB mondial…
Le plus souvent, des faiblesses de tenue à la corrosion sont observées sur les aciers zingués. Comme par galvanisation à chaud lorsqu’ils sont entreposés pendant de longues périodes dans des conditions non contrôlées (et souvent corrosives). Ces aciers présentent une mauvaise aptitude au collage, en particulier pour les aciers revêtus de zinc sur leurs deux faces.
Par ailleurs, dans le secteur automobile, les revêtements existants des surfaces métalliques sont souvent insuffisants. Particulièrement en ce qui concerne la protection des pièces critiques des véhicules (portières, longerons, bavolets…) et les bords découpés. Ils doivent alors être complétés par des post-protections afin d’augmenter la tenue à la corrosion de l’ensemble.
Les post-protections usuelles consistent à injecter des cires chaudes dans les corps creux des véhicules et à appliquer des mastics d’étanchéité sur les bords découpés. Ces solutions engendrent la formation de chrome hexavalent, de composés organiques volatils… Dont le recyclage est complexe, ce qui dégrade aussi l’environnement.
Depuis quelques années, le développement expérimental de nouvelles solutions met en œuvre une protection et une fonctionnalisation de tôles en acier plus respectueuses de l’environnement. Il s’agit notamment de développer expérimentalement soit de nouveaux traitements de surface anticorrosion pour les tôles en acier. Soit d’améliorer les fonctionnalités des surfaces (thermiques, anti salissures…). L’objectif est de générer peu de nuisances pour l’environnement (pollution directe et recyclage). Le tout en permettant d’augmenter la tenue à la corrosion (pièces critiques, bords) et la soudabilité (laser, par points) de ces produits.
Par ailleurs, le développement de nouveaux revêtements impose également de développer de nouveaux procédés. Notamment pour que ces revêtements aient des performances accrues en termes de protection de l’acier, de formabilité, de soudabilité et de fonctionnalité.
Il existe aussi depuis peu des revêtements anticorrosion de zinc-magnésium obtenus en déposant sous vide (par PVD) du magnésium sur une couche de zinc déjà présente (obtenue par galvanisation ou électrozingage). La formation de l’alliage est ensuite obtenue par le biais de traitements thermiques.
En moyenne, les revêtements de zinc-magnésium atteignent dans l’essai au brouillard salin une plus grande résistance à la corrosion. En effet, ils ont un facteur de 5,4 par rapport à un revêtement en zinc pur (galvanisation). Lors d’une couche d’une épaisseur de 10 µm de magnésium de zinc, l’action protectrice est toujours 2 fois plus grande que celle d’une couche en zinc d’une épaisseur de 20 µm. Elle atteint de plus les mêmes valeurs qu’une couche d’une épaisseur de 20 µm en zinc-aluminium.
L’utilisation d’acides gras issus de la filière végétale est également à l’étude. Leur but est la mise au point d’un revêtement susceptible de substituer au traitement de préphosphatation et huilage des tôles avant emboutissage.
Les travaux réalisés depuis quelques années dans le cadre du Programme AGRICE (Agriculture pour la chimie et l’énergie), soutenu par l’ADEME, ont montré que le système moléculaire organisé le plus approprié au dépôt est l’émulsion d’acides gras en milieu aqueux. A l’issue du projet, il est notamment apparu que la formation d’un film protecteur est réalisable à grande échelle. Des améliorations restent cependant à apporter. Néanmoins les valeurs des coefficients de frottement obtenues lors des tests laboratoires ont été remarquablement basses. L’application immédiate de ce traitement concerne l’emboutissage des tôles d’automobiles.
A l’échelle européenne, le projet STEELCOAT a été lancé dans le cadre du 7ème programme cadre FP7. Son but est de développer des revêtements anticorrosion écologiques à base de nanoparticules non nocives pour l’environnement et de polymères conducteurs. Les revêtements utilisés sont à base de solvants à teneur élevée en matières solides (HS) avec de faibles concentrations en composés organiques volatils dangereux. Des revêtements à base d’eau (SECHA) sont également utilisés.
Cette dernière technologie à base d’eau fournit une excellente adhérence multi-substrat et d’excellentes propriétés de barrière anticorrosion. Elle peut être notamment utilisée en peinture comme une seule couche pour application DTM (Direct to Metal), dans un système à un composant (1K) ou pour des applications de séchage à l’air.
PVD : Physical Vapor Deposition, ou déposition physique en phase vapeur. Il s’agit de techniques de dépôt sous vide, les plus fréquentes étant la pulvérisation cathodique et l’évaporation.
Carboxylation : toute réaction chimique aboutissant à l’addition d’un groupe fonctionnel carboxyle à une molécule organique.
Par Marie-Christine DEMIZIEUX, consultante en financement de l’innovation ACIES | ABGI