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Véritable fléau pour les navires(1), lacorrosion provoque les mêmes

dommages que l’ostéoporose pour lecorps humain avec une perte de massesur la structure, une fragilité du squeletteet une réelle vulnérabilité face auxcontraintes et aux chocs. Une corrosionqui n’est pas traitée à temps peut avoirdes conséquences fatales pour le navirelui-même, l’équipage et, le cas échéant,les passagers et la cargaison. Il est utilede citer, pour mémoire, le naufrage duchimiquier italien Ievoli Sun qui a coulé(2)

au nord-ouest de la presqu’île duCotentin à la fin du mois d’octobre 2000.

La corrosion touche tous les domaines de l’industrie et n’épargnepas les installations, sites industriels, machines ou tout autre équipe-ment de production. Mais c’est en pleine mer qu’elle apparaît encoreplus tenace, et c’est bien naturel compte tenu de la présence perma-nente d’humidité et de sel. C’est pourquoi ce retour d’expérience dela part de Lionnel Parant, officier mécanicien et ingénieur en mainte-nance (MIMarEST – MNI), peut s’avérer très utile et riche en conseilset bonnes pratiques pour les responsables de maintenance industrielle.

Une des causes principales fut l’étatdéplorable des systèmes d’obturation desdégagements d’air des ballasts parlesquels l’eau de mer est venue envahirces ballasts. Les conséquences furentalors une perte de flottabilité et de stabi-lité du navire, responsable de son chavi-rement puis de son naufrage. La corrosion était à l’origine des dysfonc-tionnements de ces systèmes d’obtura-tion qui, au premier abord, ne semblaientpas être nécessairement une source devulnérabilité du navire. Ayant donc tendance à se nicher quasi-ment partout à bord, le capitaine et son

équipage ont alors le devoir de luttercontre la corrosion : - en la traquant : il s’agit de la rechercherdans les moindres recoins du navire, enparticulier dans les zones sensibles etvulnérables (structures, soutes, fonds,…)- en la traitant : dès qu’une zone corrodéeest repérée, elle doit être notée dansun historique (date, type et nature dela corrosion, étendue, actions entre-prises,…) puis, si possible immédiate-ment, être stabilisée pour éviter toutepropagation et aggravation- en la détruisant : les actions correctivespour éliminer la corrosion sont à mettre en œuvre sans délai. Elles doiventensuite être suivies d’actions préven-tives pour éviter qu’elle ne réapparaisse.

LA CORROSION ET L’ENVIRONNEMENT MARIN

La corrosion des métaux est un processusde retour à leur état d’origine ; c’est-à-dire à l’état qu’ils avaient avant la miseen œuvre des procédés métallurgiques etnotamment les opérations d’affinage quirendent les métaux instables. La corrosion d’un métal agit ainsi paroxydation et dégradation sous l’action decontraintes dans un milieu dit corrosif.Pour ce qui concerne la constitution desnavires, les métaux utilisés sont princi-palement les aciers, l’aluminium, lecuivre ; le milieu corrosif considéré étantl’environnement marin : l’eau de mer etl’air salin. Cet environnement est en effet le milieuidéal pour la création et le développe-ment de la corrosion compte tenu despropriétés physiques et chimiques spéci-fiques à l’eau de mer.

Retour d’expérience

La corrosion, un fléau pour les navires

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(1) Pour la suite, ne seront considérés que lesnavires principalement constitués de métaux(aciers, alliages, aluminium,…)(2) Sans perte humaine

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Citons notamment :- la présence de plusieurs gaz dissous ;en particulier le dioxygène qui est undes principes actifs de la corrosion- la très bonne conductivité électrique(3)

- la teneur en sels(4)

- la concentration en bactéries- le pH qui est compris entre 7,5 (en eauxchaudes) et 8,5 (en eaux froides)

On distingue deux types de corrosion :sèche et aqueuse. Celle qui préoccupe lemonde maritime est la corrosion aqueuse.Cette corrosion, de nature électrochi-mique, est caractérisée par le déplace-ment d’électrons sans aucune sourceexterne. Dans l’environnement marin onparle dans ce cas de corrosion marine.

LES TYPES DE CORROSION

Plusieurs classifications sont possiblespour lister les types de corrosionauxquels doivent faire face les navires.Dans cet article, nous proposons descinder les types de corrosion en consi-dérant le fluide électrolyte(5) en mouve-ment ou immobile. À bord des navires,nous pouvons donc être amenés à faireface aux phénomènes suivants.

1) FLUIDE EN MOUVEMENTa) Corrosion par cavitationLa cavitation se produit dans un écoule-ment relativement turbulent. Il s’agit dela formation de bulles consécutive à unediminution locale de la pression audessous de celle de la vapeur saturée.

Lorsque la pression du fluide autour de cesbulles augmente au-dessus d’une valeurcritique, elles implosent très rapidementtout en libérant une énergie considérable(6)

altérant ainsi les surfaces métalliques avoi-sinantes. Lorsque ce phénomène se répèterégulièrement en un même endroit, celaengendre alors une fatigue du matériau etune détérioration progressive des protec-tions superficielles entraînant ainsi uneperte de masse localisée.Nous retrouvons souvent la corrosion parcavitation sur les pales d’hélice desnavires, les rouets de pompes et les palesde turbines. Cette perte de masse entraînealors un déséquilibre des rotors générantainsi du bruit(7), des vibrations et despertes de performance.

b) Corrosion par abrasionCe phénomène se rencontre essentielle-ment lorsque le fluide est chargé de parti-cules en suspension frottant ainsi lessurfaces telles que les parois des corpsde pompe ou les revêtements intérieursdes circuits. Il s’en suit alors une altéra-tion et, à terme, une détérioration desfilms de protection du métal qui, une foisà nu, voit le processus de corrosionaqueuse démarrer.

c) Corrosion par érosionCe type de corrosion est généré par :- le choc répété par des gouttes ou desparticules projetées (ex. : paquets demer, embruns)- les turbulences d’un fluide générées parà un défaut de surface (ex. : finition

grossière d’un revêtement de protectionintérieur d’un circuit)Une perte progressive d’une partie durevêtement de protection est alorsobservée jusqu’à sa complète disparition.

2) FLUIDE STAGNANTa) Corrosion galvaniqueCette corrosion apparaît en présence demétaux de nature différente baignés dansun électrolyte, en l’occurrence le milieumarin pour ce qui concerne les navires.Rappelons pour mémoire que les métauxsont classés par leur potentiel de corro-sion pour un électrolyte donné ; lesmétaux à potentiel élevé sont dits noblesalors que ceux à potentiel faible sont ditsbasiques. Pour ce qui est de l’eau de merà 20°C, le potentiel de corrosion du titaneest donné à -0,05 volt, celui de l’acierinox est de -0,5 volt et celui du zinc estde -1,05 volt. De ce fait, deux métaux depotentiels de corrosion différents engen-drent ainsi une différence de potentiel quientraîne la circulation d’un courant élec-trique responsable de la corrosion dumatériau le moins noble.

Les principaux facteurs favorisant la corro-sion galvanique induite par le cou plage dedeux métaux sont essentiellement :- La nature des métaux : composition,valeur de la différence de potentiel, tauxd’impuretés, présence éventuelle d’uneprotection- Les paramètres géométriques : sur -faces relatives entre les zones ano -diques et cathodiques, la distance entreles deux métaux

- Les propriétés locales de l’eau de mer :pH, température, environnement (pleinemer, delta, embouchure,…), turbu-lences, agitation.

b) Corrosion par piqûresElle affecte les métaux passifs et concer -ne principalement les aciers, l’aluminiumet le cuivre. Après avoir perdu sa protec-tion suite, par exemple, à un poinçonnage,

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(3) La résistivité de l’eau de mer est proche des20 ohms par centimètre (4) Entre 33 et 37 g/litre(5) C’est-à-dire l’eau de mer ou l’air salin(6) La pression engendrée par cette libérationd’énergie peut dépasser les 109 N/m²(7) Ce qui est, en termes de discrétionacoustique, très contraignant pour sous-marinset les frégates anti-sous-marines

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le processus de corrosion s’établit parune perforation localisée et rapide dumétal dans une cavité de quelques micro-mètres(8).

c) Corrosion par crevasseAppelée aussi caverneuse, ce type decorrosion se retrouve dans les fentes etles interstices dans lesquels le fluide restestagner sans pouvoir se renouveler entraî-nant une consommation rapide de l’oxy-gène et une concentration d’ions. Dansle cas des alliages tels que l’acier inoxy-dable et l’alliage de nickel, ce déficitd’oxygène empêche la réparation du filmprotecteur passif et le matériau devientalors actif.

Nous pouvons retrouver la corrosioncaverneuse : - sur la portée d’un joint- sur un filet de vis ou un taraudage- entre deux plaques rivetéesLa coque d’un navire qui présente desdésordres par interstices sera davantagesensible à la corrosion par crevasse s’ilest amarré à quai qu’en pleine mer. Eneffet, une fois en mer, ces interstices nesont plus considérés comme des mi -lieux confinés du fait du renouvelle-ment de fluide à l’intérieur grâce à lavitesse du navire.

d) Corrosion par micro-organismesmarinsLa composition chimique de l’eau de merpermet une activité biologique très proli-fique. Certains micro-organismes telsque les bactéries et les algues ainsi quequelques crustacés(9)ont tendance à colo-niser très rapidement les métaux im -mergés dépourvus de protection. Cettecolonisation constitue ce que l’on appelleles salissures (fouling en anglais) géné-rant des réactions physico-chimiques(10)

favorables à une accélération du pro -cessus de corrosion. La coque et lescircuits d’eaux de mer sont principale-ment concernés par ce phénomène.

e) Corrosion sous contrainteCette corrosion provient de l’associationentre des contraintes mécaniques et lefait d’être dans un milieu corrosif étantentendu que l’application de ces mêmescontraintes sur un métal aurait eu moinsd’effets néfastes si celui-ci avait été placéen dehors de ce milieu corrosif.

Ces contraintes mécaniques sont d’or-dres résiduels (soudure, cintrage,…),thermiques (dilatation,…) ou en rapportà une nécessité fonctionnelle (câbles,poutres,…). Les symptômes apparaissent essentiel-lement sous forme de craquelures. Lesinspections réglementaires périodiquesdes navires ont, entre autres, pour but dedétecter ce type de dommage dont unenon-prise en compte peut concourir à unefragilisation de la structure rendant vulné-rable le navire par gros temps.

COMMENT LUTTER CONTRE CES CORROSIONS

L’évaluation et la mise en œuvre d’uneprotection adaptée du navire contre lacorrosion dès sa construction est essen-tielle compte tenu, entre autres, des coûtsrelatifs aux actions correctives lors del’exploitation tels que la mise au sec, ladurée de l’arrêt technique, la réfectiondes revêtements (coque, soutes, maillesvides,…) et les moyens de d’accès(nacelles, échafaudages,…). On estime qu’une réfection des revête-ments de peintures coûte environ dix foisplus que les opérations d’application lorsde la construction(11). La mise en placedes protections doit donc s’effectuer avecrigueur et en étant pleinement conscientdes différents phénomènes de corrosionen jeu.Il existe plusieurs systèmes de protectioncontre la corrosion que l’on peut répartiren trois catégories : la protection catho-dique, les revêtements de protection et laprotection dite géométrique.

1) LA PROTECTION CATHODIQUE

Ce type de protection repose sur le faitd’abaisser le potentiel de corrosion du

métal à protéger (voir pour exemple lediagramme de Pourbaix de l’acier) enplaçant des anodes. Sur les navires nousretrouvons deux types de protectioncathodique.

a) Les anodes sacrificiellesIl s’agit de répartir de telles anodes dansle but de créer un courant galvanique. Leplus souvent en zinc ou en aluminium,ces anodes subissent à elles seules lacorrosion et préservent ainsi les métauxplus nobles. Elles sont placées dans leséquipements utilisant l’eau de mer (cir -cuits, échangeurs, ballasts,…), sur lacoque et les appendices immergés dunavire (voir photo). Pour être réellement efficace, certainesprécautions sont à prendre :- la nature des anodes doit être de tellesorte que son potentiel soit assez négatifpour assurer une polarisation suffi-sante et une différence de potentieladéquate- la répartition et le poids des anodesdoivent être calculés au mieux(12)

- la surface de contact doit être nominaleafin que les anodes soient correctementreliées à la structure pour assurer une bonne conductibilité ; leur fixationet leur forme sont alors choisiesen conséquence- une surveillance périodique de l’usureest nécessaire pour prévoir leur rempla-cement en temps utile- leur emplacement et le type de fixationsont étudiés de telle sorte qu’elles puis-sent être changées rapidement et avecpeu de démontage ; les anodes sacrifi-cielles immergées sont de préférencevissées plutôt que soudées.

Les anodes sacrificielles sur les coques denavire ont néanmoins pour principalinconvénient de créer une résistance àl’avancement générant ainsi une surcon-sommation de carburant. Celles-ci devrontêtre rem placées assez fréquemment(13).

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(8) En anglais, on parle de phénomènede pitting ; pit=puits/trou profond(9) En particulier les balanes, bernacles et lesanatifes(10) Modification locale du pH et dela concentration de dioxygène, par exemple(11) Concerne la coque, les infrastructureset locaux intérieurs(12) Des règles de calcul sont en vigueur(13) Selon les navires, en moyenne tous les cinq ans

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b) La protection cathodique par impo-sition de courantCette protection est assurée par un géné-rateur de courant continu à partir duquelle pôle négatif est relié à l’équipement àprotéger et le pôle positif à l’anode.

Si ce système peut représenter un coûtimportant à l’installation, il devientrentable lors de l’exploitation puisqu’ilne nécessite pas beaucoup d’énergie(14).

Le dégagement d’hydrogène issu de laréaction électrochimique impose que cetype de protection ne soit pas utilisé dansles milieux confinés.

2) REVÊTEMENTS DE PROTECTION

Il s’agit de revêtements superficiels, detrois types :- métalliques pour protéger en particu-lier les aciers. On utilise pour cela duchrome, du cuivre ou du zinc(15)

- polymériques à l’aide de thermoplastes,de caoutchouc ou de thermodurcissables- par peintures successives(16) : une coucheprimaire dite anticorrosion, des couchessecondaires pour assurer l’étanchéité etparfaire l’état de surface puis unecouche de finition terminant le pouvoird’étanchéité et, si nécessaire, donnantune touche esthétique. L’application despeintures nécessitent de respecter impé-rativement les prescriptions du fabri-cant pour garantir une tenue efficacedans le temps. Le respect des conditionshygrométriques ambiantes et la prépa-ration de la surface sont primordiaux.Notons que plus de 90% des désordres

de revêtements des carènes des naviressont dus à une mauvaise application.

Ces trois types de revêtements sont desrevêtements durs par opposition aux revê-tements dits mous qui sont utilisés pourdes applications de courtes duréescomme pour la conservation de piècesde rechange ou pour les axes de panneauxmobiles (portes, écoutilles,…).

Dans la majorité des cas, ces revêtementsmous sont des graisses spéciales. Si lapréparation de la surface est simple etrapide, les inconvénients sont en re vanchenombreux : ré-applications fré quentes,produit inflammable, sensibilité à l’eauet opération de retrait contraignante.

3) PROTECTION DITE GÉOMÉTRIQUE

Cette protection consiste à concevoir lespièces et les montages mécaniques detelle sorte à limiter les risques de corro-sion. Par exemple, il convient de :- réaliser des courbes de collecteurspermettant un écoulement de fluide nonturbulent. Les turbulences étant en

partie responsables des corrosions parcavitation et par érosion- concevoir des récipients et des réser-voirs ne favorisant pas la stagnationde l’eau.

Les risques de corrosion sur un navireétant relativement élevés, il est primor-dial de veiller à ce que la corrosion nepuisse pas s’installer. En plus des actionspréventives données supra, il existe desprincipes simples à appliquer permettantde limiter une éventuelle prolifération dela corrosion si elle venait à apparaître :- assurer une ventilation correcte deslocaux en veillant à maintenir unehygrométrie et un débit adéquats- rincer régulièrement à l’eau douce lessuperstructures exposées aux intempé-ries (vagues, embruns, air salin,…)- évacuer l’eau stagnante, notammentdans les cales, les fonds et sous lescaillebotis- repérer et, si possible, traiter sans délailes désordres subis sur les revêtementsde protection- assurer une parfaite étanchéité des coffrets et armoires techniques et, enparticulier, électriques- traquer sans relâche tous les recoins dunavire pour tenter de détecter lesamorces de corrosion (cloques, bour-soufflures, cracks, rouille,…)- historiser les corrosions découvertes aufur et à mesure- respecter impérativement les recom-mandations des fabricants pour l’ap-plication des peintures �

Lionnel Parant(MIMarEST – MNI)Officier mécanicien

Ingénieur maintenancemarine.maintenance.management@gmail.com

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(14) Pour un navire de 10 000 tonnes et d’unelongueur d’environ 150 mètres : alimentationde quatre anodes (5 volts – 4 ampères)(15) Processus de galvanisation(16) Epaisseur totale de quelques centainesde micromètres