Fiche technique n°24
L’acier galvanisé ne se trouve pas seulement en surface, mais aussi en partie sous terre. Les conditions y sont totalement différentes de celles qui règnent au-dessus du sol, où les éléments de construction sont à l’air libre. Pour vous donner une idée de ce qui se passe sous terre, nous avons rédigé cette fiche d’information.
L’ACIER GALVANISÉ DANS L’ATMOSPHÈRE
L’acier galvanisé est utilisé et exposé aux éléments depuis plus de 150 ans. Tout a commencé par la galvanisation de baignoires, d’arrosoirs, de seaux et d’outils, puis de structures en acier, de poteaux de signalisation, de rails de guidage, de pylônes à haute tension, etc.
La diversité des applications permet d’avoir une excellente idée du comportement du zinc dans les conditions atmosphériques.
La durée de vie de la couche de zinc en tant que protection de l’acier sous-jacent
est définie dans les normes internationales ISO 9223, ISO 9224 et ISO 14713-1. De plus, pour calculer la période prévue jusqu’au premier entretien, vous pouvez utiliser un outil spécial, le Zinc Coating Life Predictor, que vous trouverez sur notre site web. Cependant, les portails, les lampadaires, les poteaux de clôture et les tuyaux, en plus d’être placés dans l’atmosphère, sont également placés au moins en partie dans le sol ou la terre.
LA COUCHE DE ZINC REÇOIT UNE COUCHE DE PROTECTION SUPPLÉMENTAIRE
Immédiatement après la galvanisation à chaud, la surface de la couche de zinc encore fraîche réagit rapidement avec l’oxygène pour former des oxydes de zinc. Cela s’explique par le fait que le zinc est un métal relativement basique et que, comme beaucoup d’autres métaux, il souhaite retourner à son niveau d’énergie le plus bas, celui de l’oxyde.
La protection contre la corrosion de la couche de zinc ne commence qu’après quelques jours par la formation d’une couche de patine de zinc sous l’action du CO2 de l’atmosphère. La formation de la couche de patine est clairement visible. La couche de zinc initialement brillante devient progressivement plus terne et plus grise. La formation de cette importante couche de protection supplémentaire prend jusqu’à 12 mois après la galvanisation et dépend de l’humidité relative de l’air.
L’épaisseur de cette couche de patine est inférieure à ¼ micromètre. Dans tous les cas, attendez au moins quelques semaines avant de placer l’acier galvanisé dans le sol, afin qu’il y ait une trace de la formation de la patine de zinc.
ÉPANDAGE SUR LE SOL
Comme nous pouvons le constater dans la pratique quotidienne, beaucoup d’acier galvanisé est utilisé dans le sol sans qu’il n’y ait de corrosion prématurée significative. Très occasionnellement, cependant, une détérioration de la couche de zinc peut être observée après seulement quelques années. Cette détérioration naissante du zinc est le signe d’une condition agressive spécifique à cette situation. La vitesse de corrosion de l’acier galvanisé dans le sol peut varier de moins de 0,2 micron par an dans des conditions favorables, à 20 microns par an ou plus dans des sols très agressifs.
Il existe plusieurs normes qui traitent de la probabilité de corrosion lorsqu’ils sont placés dans le sol. En Europe, nous connaissons la norme EN 12501 (parties 1 et 2) et, pour les Pays-Bas, la norme NEN 6766. La norme allemande DIN 50929-3 est souvent utilisée pour la construction de parcs de panneaux solaires. Il est recommandé de consulter ces normes dans les cas où une étude plus approfondie est souhaitée ou nécessaire. Si nécessaire, faites appel à une société de conseil en géotechnique pour vous aider dans cette tâche.
LA COMPOSITION DU SOL
La composition des sols dans le Benelux est très variée. Nous connaissons tous les noms de base tels que l’argile, le sable, le limon et les minéraux. Le type de sol est déterminé par le rapport entre ces matériaux (voir ISO 11277). En outre, le sol contient une fraction organique composée d’humus et de tourbe. Avec la texture du sol, la combinaison des minéraux et de la matière organique contribue à déterminer les propriétés du sol. La texture du sol est déterminée par la taille des particules.
En général, l’acier galvanisé donne de bons résultats dans pratiquement tous les types de sol du Benelux. Dans les sols relativement acides, comme les sols tourbeux, l’acier galvanisé à chaud ne peut souvent pas se passer d’une couche de protection supplémentaire.
QUELS SONT LES FACTEURS QUI JOUENT UN RÔLE
Les principaux facteurs déterminant la corrosivité du sol sont la teneur en eau, l’acidité (pH) et les chlorures. Ces facteurs sont influencés par des caractéristiques supplémentaires telles que l’aération, la température, la résistance et la texture. En règle générale, l’acier galvanisé à chaud se comporte bien dans les sols sableux rouges, jaunes et bruns et moins bien dans les sols gris et argileux. Cela s’explique par le fait que les sols à grosses particules éliminent plus rapidement l’humidité de la surface, de sorte que l’acier galvanisé est moins exposé à l’humidité. L’acier galvanisé est donc moins exposé à l’humidité. En outre, l’aération du revêtement galvanisé est meilleure. Le zinc étant un métal amphotère, il se dissout facilement dans des conditions acides et alcalines. À une température du sol de 4℃, la corrosion est deux fois moins importante qu’à 20℃.
LA PRATIQUE COMME GUIDE
La composition du sol peut être déterminée par un laboratoire environnemental après prélèvement d’un échantillon de sol. Ce qui détermine le degré de corrosion d’une couche de zinc, ce sont tous les facteurs qui peuvent entraîner la corrosion du zinc. La teneur en chlorure des échantillons de sol, associée à la teneur en humidité, est un facteur important dans l’évaluation des risques sur le site. La présence d’oxygène est un facteur déterminant et l’acidité exprimée par le pH joue également un rôle important. En outre, le sulfate et le soufre affectent la durabilité de l’acier galvanisé. Ce que l’on peut déterminer, c’est la résistance (électrique) (ou, en d’autres termes, le degré de conductivité) du sol. Plus la résistance est élevée, plus la durée de vie de l’acier galvanisé est favorable. En cas de placement dans une nappe phréatique, le degré de déplacement de la nappe a une influence.
En bref, toute une série de facteurs jouent un rôle. C’est pourquoi il n’est pas possible de déterminer à l’avance si la couche de zinc perdra rapidement sa fonction de protection de l’acier. C’est pourquoi il est conseillé de se rendre sur place au préalable. Vérifiez si de l’acier galvanisé a déjà été enfoui dans le sol à cet endroit. En exposant un morceau, il est facile d’évaluer si une détérioration est visible. Avec les données relatives à la date à laquelle la pièce en question a été placée, il est possible d’établir une prévision raisonnablement utile.
CORROSION VISIBLE AUX TRANSITIONS
À l’interface entre l’atmosphère et le sol et à l’interface entre le sol et les eaux souterraines, il existe un risque accru de dommages dus à la corrosion, car des cellules de corrosion peuvent se former à la surface du zinc en raison des différentes conditions. Il convient d’être particulièrement vigilant lorsque des dommages dus à la corrosion sont constatés à l’endroit en question. Une tondeuse à gazon, par exemple, peut facilement endommager cette zone de l’objet, réduisant ainsi sa résistance à la corrosion. En règle générale, cette zone de transition reste également humide plus longtemps.
COMMENT PRÉVENIR LA DÉTÉRIORATION DU ZINC ?
Si vous avez des doutes sur l’aptitude du sol et que vous ne voulez ou ne pouvez pas prendre de risque, l’application d’un système de peinture supplémentaire peut être envisagée. Une peinture bitumineuse appliquée en couche assez épaisse ou en deux couches est souvent utilisée à cette fin. Ce bitume crée une barrière épaisse entre le sol et l’acier galvanisé. L’agent n’a pas de propriétés anticorrosion. Il est appliqué à chaud ou avec un solvant. Il résiste aux acides mais pas aux solvants.
Il est également important qu’aucune humidité ou eau ne puisse s’accumuler autour des pièces galvanisées dans le sol. En d’autres termes, l’eau ne doit pas stagner, afin d’éviter la création d’une piscine.
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Base de référence mondiale (WRB)
Norme internationale pour la classification des sols, développée par l’Union internationale des sciences du sol (IUSS) et l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO).
ASTM D2487 (Système unifié de classification des sols - USCS)
Classifie les sols en fonction de la taille des grains, de la granulométrie et de la plasticité.
EN ISO 14688-1
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EN ISO 14688-2
Investigations et essais géotechniques - Identification et classification des sols - Partie 2 : Principes de classification
FICHE TECHNIQUE 10
Résistance à la corrosion de l’acier galvanisé à chaud
