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Maîtrise de la Corrosion et Protection des Surfaces (MCPS)
Obsolescence des systèmes de peinture (SDP) dans la construction navale militaire
Une vraie tempête!
Jean-Pierre Pautasso
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°2 / 26
Introduction
Obsolescence: fait d’être périmé La présentation se concentre sur la
question de la sélection des SDP
La protection des surfaces ne porte pas exclusivement sur la fonction anticorrosion
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°3 / 26
Sommaire
Enjeux et contexte Etapes clés d’évolutions
Antifoulings Outils dévaluation des performances Bilan 2010 d’obsolescence des SDP Plans de qualification de nouveaux SDP- cas particulier
des ponts d’envol
Conclusions
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°4 / 26
Enjeux de la MCPS
Sécurité Disponibilité opérationnelle
Coûts Situation paradoxale et critique
Performances (durabilité, réduction maintenance, maintenabilité)
Respect réglementations HSCT + environnementales
Disparition de solutions technologiques − Règlement REACH (1907/2006/CE) − Directive biocides (98/8/CE) − Convention OMI pour les antifoulings − COV……
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°5 / 26
La Maîtrise de la Corrosion et Protection des Surfaces (MCPS)
MCPS
Comportement matériaux
Dispositions Constructives
Environnement
Analyse risques: CND, capteurs,
modélisation
Protection Cathodique
Protection Passive (TS, peinture, biocides, …)
Outils expertise Prévision performances normalisation
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°6 / 26
Situation des Maîtres d’ouvrage et besoins Assumer des choix de la construction neuve à
la déconstruction sans une expérience consolidée des solutions technologiques nouvelles.
Besoin d’une vision éclairée concernant:
Les solutions technologiques (aujourd’hui et pour le futur)
Leur pérennité Leur durabilité (point clé) Les objectifs environnementaux devraient conduire à la
recherche de durabilité plus élevée (limitation des déchets pendant la durée de vie du navire)
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°7 / 26
Systèmes De Peinture (SDP)
Domaine d’intérêt: Protection des localisations critiques (carène, œuvres-mortes et superstructures,
ponts, fonds, capacités, ……)
Besoins pour les SDP: Performances: anticorrosion et fonctionnelle Durabilité (>15 ans) Conforme aux règlementations environnementales Antifoulings de longue durée d’efficacité (> 5 ans) Aptitude à la maintenance Prévision de performances
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°8 / 26
Etapes clés d’évolutions A partir de 1998: préoccupations concentrées sur les antifoulings avec
la suppression du TBT (2003, 2008) Situation assainie à partir de 2011 (après programmes R&D,
expérimentations, développement normes OTAN): FRC (Silicone) « Selfpolishing »
OH
O
O-
O
Na+Na+ionisation
Cl-
Cl-
Thickness loss versus erosion time
y = 0,0172xR2 = 0,9927
0,02,04,06,08,0
10,012,014,016,018,0
0 200 400 600 800 1000Erosion time (hours)
Ei-E
t (µm
)
(-Si-O)n
R1 R2
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°9 / 26
Etapes clés d’évolutions
A partir de 2003/2005:
efforts vers la caractérisation de nouveaux états de surface (UHP)
les méthodes représentatives d’évaluation des performances
A partir de 2010: bilan d’obsolescence
des SDP – Mise en place d’actions de qualification
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°10 / 26
Caractérisation des états de surface UHP Présentation faite aux cours des journées CEFRACOR OHGPI d’avril 2012 Programme DGA ANTICOR – Pilotage
DCNS Une dizaine de communications faite dans
des congrès nationaux et internationaux
Travaux de capitalisation envisagés au sein du CEFRACOR (commission peinture) pour une évolution de la normalisation
Quelques résultats clés: DHP4 (NFT 35-520) équivalent à Sa2,5 si rugosité minimale (Fin) et CFexOy < 1 g/m²
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°11 / 26
Outils nouveaux pour l’évaluation des performances
Programme R&D DGA ANTICOR – Pilotage DCNS (2008-2013)
Objectifs:
Base de données de vieillissement (C5M) Évaluation de moins d’un an représentative de
la performance de haute durabilité (C5M) Réduction des coûts d’essais
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°12 / 26
Outils nouveaux – Base de données de vieillissement (C5M)
Objectifs: Prévision comportement des SDP au travers de la connaissance:
Conditions environnementales (corrosivités Acier/Zn, Humidité,
Chlorures, ToW, irradiation solaire, …) Connaissance Vieillissement de SDP dans des environnements
naturels (stations, navires) Connaissance Vieillissement de SDP dans des conditions
artificielles (ISO 12944, 20340, NORSOK 501, NACE TM0404, ….) Connaissance Vieillissement SDP sur des états de surface
variables (UHP, CST2/3, sels solubles, ….)
Communications faites: Eurocorr 2009 et 2011
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°13 / 26
Outils nouveaux – Base de données de vieillissement
Enceintes de vieillissement artificiel
Exposition et instrumentation
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°14 / 26
Outils nouveaux – Essais artificiels (C5M)
Constats: absence de corrélation entre Vieillissements Artificiels (VA) connus et Vieillissement Naturel (VN)
Objectifs:
Disposer d’un VA corrélable avec des vieillissements naturels
Disposer d’un VA représentatif de conditions de service pour des durabilités du type M et H
Rechercher un VA automatisable (coût) Tester avec confiance des solutions nouvelles n’ayant pas de
référence d’emploi
Communications: PCE, JPCL (2005), Eurocorr 2011, Eurocorr 2013 (Bilan)
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°15 / 26
Outils nouveaux – Essais artificiels (C5M)
Maximun scribe creep
0
5
10
15
20
25
30
S1T
1
S2T
1
S3T
1
S4T
1
S5T
1
S6T
1
S7T
1
S8T
1
S9T
1
S10
T1
S11
T1
S12
T1
S13
T1
RS
1T1
RS
2T1
Paint systems
Del
amin
atio
n m
ax, m
m
ISO 20340 test
4 years of Marineexposure C5-M6 years of Marineexposure C5-M
CONSTATS
•ISO 9227 (BS): pas représentatif des conditions réelles
•ISO 20340: Très agressif pas corrélé avec le vieillissement naturel
ISO 9227: cas d’une délamination pilotée par un mécanisme cathodique??????
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°16 / 26
Outils nouveaux – Essais artificiels (C5M)
Méthodologie pour valider un vieillissement accéléré pour C5M corrélant avec le vieillissement naturel:
Sélection de 15 SDP à comportement connu variable
(mauvais, moyen, bon)
État de surface Sa1/2 Études paramétriques à partir ISO 20340 (UV, % NaCl,
cycles humidité/séchage, choc thermique Essais selon ISO 16701 (origine automobile)
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°17 / 26
Outils nouveaux – Essais artificiels (C5M)
Principaux résultats après 5 ans: Le seul facteur corrélable est le degré
de corrosion (ISO 4628-8) ISO 20340: Amélioration possible
débouchant vers un essai automatisable: suppression phase UV, suppression Choc thermique, réduction concentration NaCl de 5 à 1%.
Le facteur de corrélation reste médiocre (0,5-0,6)
Bonne corrélation avec l’essai ISO
16701 (automatisable)
Détermination du Degré de corrosion
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°18 / 26
Outils nouveaux – Essais artificiels (C5M) ISO 16701
Orientation possible pour la qualification des SDP de haute durabilité pour une catégorie de corrosivité C5M (ISO 12944):
• Essai 6 mois ISO 16701 •Critères de degré de corrosion:
•H1: < 5 mm •H2: < 2 mm
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°19 / 26
Bilan 2010 d’obsolescence des SDP- Plans d’actions de qualification
Localisation Type de SDP Echéance obsolescence
Pont Envol antidérapant Immédiate
Compartiment Chaufferie Nucléaire
Compatibilité nucléaire Immédiate
Capacité à eau de qualité nucléaire
Compatibilité nucléaire mi-2014
Locaux NBC Résistance toxiques chimiques
immédiate
Locaux munitions Antistatique Alternative à définir (CMR)
Locaux batterie Antistatique – Non conducteur
Alternative à définir (CMR)
Superstructures Réflectivité radar Alternative à définir (CMR)
……………. ……. ……..
Impact lourd des règlementations environnementales sur la pérennité des SDP essentiellement pour des propriétés fonctionnelles typées.
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°20 / 26
Plans d’actions de qualification – Cas SDP pour pont d’envol
ETAPES
QUALIFICATION Localisation Finalité essais délai
PHASE 1 : SDP qualifié US NAVY
Zone appontage Compatibilité Rafale
1 an (achevé)
PHASE 2: SDP qualifié US NAVY
Zones parking et circulation
Applicabilité, corrosion, tenue UV
2 ans (achevé)
PHASE 3: SDP source européenne
Toutes zones Applicabilité, corrosion, tenue UV, propriétés fonctionnelles
3 ans (achèvement juin 2103)
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°21 / 26
Plans d’actions de qualification – Cas SDP pour pont d’envol-Phase 1
« Crash Programme »: Dassault, DCNS, Marine, DGA
Compatibilité Rafale Revêtement présentant un Coefficient de Frottement
COF dynamique < valeur seuil afin de préserver le potentiel de l’avion (train, fuselage,
réacteur) En parallèle, il convient de maintenir un COF semi-
statique > 0,8 pour la sécurité de circulation des personnels, des engins et des avions.
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°22 / 26
Plans d’actions de qualification – Cas SDP pour pont d’envol-Phase 1
Etapes de la qualification (janvier 2011-janvier 2012)
Applicabilité Caractérisation des états de
surface
Comparaison des coefficients de frottement mesurés en fonction de la méthode choisie
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
S3-
T-1
P
S3-
T-3
P
S3-
T-1
NP
S1-
T-1
S1-
T-2
S1-
T-3
S2-
T-1
S2-
T-2
S2-
T-3
S3-
T-2
S1-
R-1
S1-
R-2
S1-
R-3
S2-
R-1
S3-
R-1
S2-
R2-
1
S3-
R2-
1
Références
Coe
ffici
ents
de
frot
tem
ent µ
DynamomètrenumériqueSLIPSTOP : valeurmax
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°23 / 26
Plans d’actions de qualification – Cas SDP pour pont d’envol-Phase 1
Etapes de la qualification (janvier 2011-janvier 2012) (suite)
Essais dynamiques de chutes sur atterrisseur,
Essais statiques sous presse sur pneus
Choix d’une solution (produit + mise en œuvre)
Expérimentation de la solution retenue sur une surface significative et des conditions représentatives
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°24 / 26
Plans d’actions de qualification – Cas SDP pour pont d’envol-Phase 1
Etapes de la qualification (janvier 2011-janvier 2012) (suite)
Définition d’un DMOP et du plan de contrôle associé
Application et contrôle sur navire Validation du COF dynamique par
série appontages d’un Rafale instrumenté
2èmes rencontres Peinture 11 avril 2013 Diapositive N°25 / 26
Conclusions
A la fin des années 1990, les SDP étaient bien installés dans le cycle de vie des navires militaires
Les règlementations HS&T et environnementales ont créé
depuis 10 ans les conditions d’une tempête. Les perspectives d’accalmie ne relèvent pas d’une météo consolidée.
L’impact financier des changements a été et demeure
conséquent Il reste beaucoup de travail …………qui n’est pas dépourvu
d’un intérêt certain.