Vieillissement, Dégradation et Protection des Ouvrages Métalliques

Ce cours de sixième semestre étudie comment les ouvrages métalliques vieillissent et se dégradent en service, et comment les protéger. Au Niger, les charpentes, hangars, pylônes NIGELEC, réservoirs de gasoil, châteaux d’eau et tuyauteries sont soumis à une atmosphère poussiéreuse, à de fortes amplitudes thermiques, à des eaux parfois agressives et, dans les mines (Arlit) ou l’agro-industrie, à l’abrasion et aux produits chimiques. Le technicien supérieur doit savoir reconnaître une forme de dégradation, en estimer la vitesse, en déduire une durée de vie et proposer une mesure préventive ou curative chiffrée.

Objectifs d’apprentissage

• Expliquer le mécanisme électrochimique de la corrosion et identifier ses principales formes sur un ouvrage.
• Calculer une vitesse de corrosion (perte de masse, loi de Faraday) et une surépaisseur de corrosion.
• Décrire la dégradation chimique des matériaux minéraux associés aux ouvrages (bétons de massifs, mortiers, réfractaires) et l’oxydation à haute température.
• Analyser un problème de frottement et d’usure et estimer une usure par la loi d’Archard.
• Choisir et dimensionner un système de protection : peinture, galvanisation, protection cathodique, conception.
• Choisir un traitement thermique ou thermochimique adapté à une pièce en acier.

Prérequis

Chimie générale (oxydoréduction), métallurgie des aciers (diagramme fer-carbone), résistance des matériaux de base, technologie de soudage.

Plan du cours

1. Leçon 1 — La corrosion des métaux : mécanismes, formes et vitesse
2. Leçon 2 — Dégradation chimique des matériaux minéraux et oxydation à chaud
3. Leçon 3 — Frottement et usure des pièces métalliques
4. Leçon 4 — Protection des ouvrages métalliques et traitement des aciers

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP et 20 h de travail personnel (TPE), 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus de TP, quiz en ligne) et examen terminal écrit portant sur des études de cas chiffrées.

Bibliographie

• D. Landolt, Corrosion et chimie de surfaces des métaux, Presses polytechniques et universitaires romandes.
• M. G. Fontana, Corrosion Engineering, McGraw-Hill.
• C. Vargel et al., Corrosion et anticorrosion, Techniques de l’Ingénieur (dossiers COR).
• NF EN ISO 12944 (parties 1 à 9), Anticorrosion des structures en acier par systèmes de peinture ; NF EN ISO 1461, Galvanisation à chaud.
• J. Barralis, G. Maeder, Précis de métallurgie, AFNOR/Nathan.