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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


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


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……


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


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)


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


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


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


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


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


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


Outils nouveaux – Base de données de vieillissement

Enceintes de vieillissement artificiel

Exposition et instrumentation


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)



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??????



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)



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


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


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.


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)


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.



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



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



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


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.


Remerciements

DCNS ISITV Institut Corrosion Commission Peinture du CEFRACOR

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