L'acier dans la construction. Partie 1 : Corrosivité des milieux et

Les Dossiers du CSTC – 2006/4 – Cahier n° 6 – page

Techniques & praTique

1 inTroducTion

L’acier entre dans le bâtiment sous de multi-ples formes : tôles formées à froid pour les fa-çades, les couvertures et les planchers, profilés laminés à chaud pour les ossatures, armatures pour les bétons, tuyaux pour les canalisations ou encore cornières, châssis, escaliers, garde-corps, ancrages, boulons et quincaillerie (cf. figure 1). Il constitue l’un des métaux les plus utilisés car il allie à sa légèreté des proprié-tés techniques exceptionnelles et des atouts économiques incontestables. Il possède entre autres une bonne résistance à la traction, une excellente aptitude à la déformation et une bonne soudabilité.

Si l’acier possède incontestablement un cer-tain nombre de qualités, il présente, comme tous les métaux, l’inconvénient majeur de s’oxyder au contact des éléments corrosifs qui l’entourent. Sa corrosion risque alors d’altérer les performances de l’ouvrage et d’en réduire la durée de vie.

Les problèmes de corrosion de l’acier ne peu-vent donc en aucun cas être négligés. L’évalua-tion du risque de corrosion du métal dans son milieu d’utilisation peut permettre de retarder la corrosion, de limiter son ampleur et, dans le meilleur des cas, d’éviter son apparition. Ceci nécessite de prendre connaissance des facteurs de corrosion présents dans l’environnement avant la réalisation de l’ouvrage. Une fois la corrosivité du milieu déterminée sur la base de ces facteurs, la nuance d’acier et son moyen de protection peuvent ensuite être choisis en tenant compte de cette contrainte.

De nouveaux alliages d’acier plus résistants à la corrosion et de nouvelles techniques de protec-tion de l’acier ont été développés afin de faire face aux problèmes de corrosion. Le choix du matériau adéquat permet alors de réduire les coûts de fonctionnement, difficilement estima-bles, qui seraient dus à l’entretien, à la réparation ou au remplacement des éléments corrodés.

L’acier dans laconstruction

Partie 1 : Corrosivité des milieux et nuances d’acier

Le secteur de la construction est le plus grand consommateur d’acier, celui-ci étant apprécié par les archi-tectes et maîtres d’ouvrage pour sa légèreté, sa parfaite homogénéité et son comportement prédictible sur chantier. cependant, comme tous les métaux, l’acier possède un point fai-ble : il se corrode, ce qui entraîne des conséquences économiques considé-rables. evaluer les risques de corro-sion et bien choisir la nuance d’acier et son système de protection sont la garantie d’une meilleure durabilité des ouvrages en acier.

La première partie du présent article s’inté-ressera aux principaux facteurs de corrosion nécessaires à l’évaluation de la corrosivité des différents milieux d’exposition de l’acier. Les nuances d’acier et leurs systèmes de dé-signation seront ensuite décrits et explicités. Quant aux principaux moyens de protection de l’acier contre la corrosion, ils feront l’objet de la seconde partie de cet article.

Ce texte ne fournit pas de règles d’usage de l’acier dans la construction mais peut servir de guide en ce qui concerne les facteurs de risque de corrosion de l’acier et les moyens d’évalua-tion de ce risque. Il met à disposition des infor-mations permettant d’identifier correctement les aciers et permet, dans sa seconde partie, d’en savoir plus sur les systèmes de protection qui offrent à l’acier une meilleure résistance à la corrosion.

2 corrosiviTé des miLieux en conTacT avec L’acier

La corrosion est une destruction du matériau par un retour spontané du métal à un état na-turel de plus grande stabilité, c’est-à-dire sous forme d’oxydes et d’hydroxydes. Suivant son application, l’acier sera exposé aux environ-nements plus ou moins corrosifs que sont l’at-mosphère, l’eau, le sol et le béton. A chacun de ces milieux correspond toujours une phase aqueuse qui est manifeste lorsqu’il s’agit de ca-nalisations ou de réservoirs d’eau, mais qui est plus discrète lorsqu’il s’agit de béton armé.

La présence de deux espèces oxydantes majeu-res dans cette phase aqueuse, à savoir l’oxygè-ne dissous et les ions H+ ou protons, favorise le développement de la corrosion par oxydation du fer, élément principal de l’acier, selon les réactions électrochimiques suivantes :• oxydation du fer : 2 Fe 2 Fe2+ + 4e- (1)• réduction de l’oxygène : O

2 + 2H

2O + 4e- 4OH- (2)

• réduction des ions H+ : 4 H+ + 4e- 2H

2 (3)

Ces réactions aboutissent à la précipitation d’hydroxyde ferreux Fe(OH)

2 qui s’oxyde en-

suite pour former des oxydes ferriques hydra-tés tels que la lépidocrocite et la goethite.

Ces produits d’oxydation forment un film à la surface du métal. Si, par chance, ce film est imperméable, insoluble et non fragile, il peut isoler efficacement le métal de son environne-ment et enrayer le processus de corrosion. On parlera alors de passivation du métal.

Dans le cas de l’acier, le film d’oxyhydroxyde de fer n’est protecteur que dans des conditions très particulières : en milieu acide fortement oxydant ou en milieu alcalin (pH > 9-10). En effet, l’acier (non allié) n’est pas un métal dit ‘passivable’, à l’inverse d’alliages d’alumi-nium ou d’aciers inoxydables dont l’emploi repose spécifiquement sur cette propriété.

Dès lors que le film n’est pas protecteur, l’oxy-dation du fer se poursuit et entraîne progressi-vement la dissolution de l’acier non protégé. Il s’ensuit une réduction graduelle de son épaisseur – soit localisée, soit généralisée – se traduisant par une série de désagréments pas forcément dangereux, mais souvent préjudi-ciables et inadmissibles : taches et piqûres des

?P.Steenhoudt,ir.,chercheur,laboratoire‘Chimiedubâtiment’,CSTC

Fig. 1 Escalier extérieur en acier

Les Dossiers du CSTC – 2006/4 – Cahier n° 6 – page 2


tôles et des profilés, éclats et fissures du béton armé, percements de canalisations, …

En réalité, les réactions électrochimiques qui conduisent à la corrosion de l’acier sont d’une grande complexité et dépendent de multiples facteurs. A chacun des milieux précités cor-respond une série de paramètres spécifiques à prendre en compte pour en évaluer la corrosi-vité. Ces paramètres et les processus qui les accompagnent sont explicités ci-après pour chaque milieu en contact avec l’acier.

2.1 Corrosivitédel’atmosphère

2.. Humidité relative : principal acti-vateur de la corrosion atmosphé-rique

Si la corrosion sèche existe, sa vitesse de déve-loppement dans l’atmosphère est négligeable et non préoccupante. Elle ne joue un rôle im-portant que pour des appareils fonctionnant à très haute température.

C’est principalement la teneur en vapeur d’eau ou l’humidité relative de l’atmosphère qui est à la base des phénomènes de corrosion atmos-phérique de l’acier [9]. Si l’humidité relative est élevée, il se forme à la surface de l’acier un film d’eau fortement oxygéné, parfois in-visible, d’épaisseur variable, qui constitue une couche mince d’électrolytes. Si l’humidité re-lative est faible (inférieure à 60 %), la vitesse de corrosion de l’acier est négligeable. C’est notamment le cas à l’intérieur des bâtiments chauffés, ventilés ou climatisés, à l’exception des pièces d’eau, des buanderies ou des cui-sines qui peuvent présenter temporairement une humidité relative particulièrement élevée (jusqu’à 100 %).

Dans les atmosphères ‘normales’ contenant d’office des agents polluants (SO

2, sels ma-

rins, suie, particules, ...), on admet que l’acier

ainsi que les autres métaux se corrodent à une vitesse accélérée lorsque l’humidité relative de la couche d’air située au-dessus de la surface excède 70 % [2]. La condensation de l’eau à des valeurs d’humidité relative inférieures à 100 % se produit notamment lorsque la tempé-rature de l’air baisse ou si la surface elle-même est refroidie par rayonnement et que l’air en contact avec celle-ci commence, lui aussi, à se refroidir au-dessous de la température du point de rosée. C’est le cas, par exemple, lorsque la surface rayonne vers un ciel nocturne dégagé.

Si la rencontre de l’air avec une surface froide constitue l’une des causes de la formation d’eau à l’état condensé, il en existe d’autres. Il peut s’agir de la condensation de l’eau dans des capillaires ou crevasses de taille molé-culaire à la suite de phénomènes de tension superficielle réduisant la pression saturante à l’intérieur des capillaires [5]. Ceci met en évidence l’importance de la rugosité de sur-face dans les phénomènes de corrosion. L’eau à l’état condensé dépend aussi de l’hygrosco-picité des produits de corrosion solubles dans l’eau et des poussières de l’atmosphère [2]. Ces produits peuvent favoriser la formation d’un film électrolytique avant même d’attein-dre les 70 % d’humidité relative.

Ajoutons que la géométrie et l’orientation d’un ouvrage en acier influencent également la condensation de la vapeur d’eau. C’est ainsi qu’on peut observer la présence de rosée sur le toit d’une voiture et non pas sur ses côtés (cf. figure 2). Il en va de même pour les bâtiments : la durée d’humidification (durée de mouillage ou temps de persistance de l’humidité) à la surface d’un toit en acier peut être deux fois plus élevée que celle des éléments de façade. On peut donc s’attendre à une augmentation proportionnelle du taux de corrosion de la toi-ture [39] (cf. figure 3).

2..2 Polluants gazeux et particulaires

Nombre de gaz et de poussières provenant des activités humaines (industrie, agriculture, cir-culation automobile, chauffage, …) sont injec-tés dans l’atmosphère. Ces polluants atmos-phériques peuvent se déposer sur les surfaces qu’ils rencontrent ou bien réagir entre eux ou avec la vapeur d’eau présente dans l’atmos-phère. Les nouveaux composés formés peu-vent à leur tour se déposer sur les surfaces par voie sèche ou par voie humide (pluie, neige, brouillard, condensation). Ces polluants sont plus concentrés en région industrielle ou à for-te densité de population qu’en région agricole ou faiblement peuplée.

Parmi ces polluants, on retrouve des activa-teurs de la corrosion atmosphérique tels que :• l’oxydedesoufreouanhydridesulfureux(SO

2)

Ce polluant gazeux des plus agressifs pro-vient essentiellement de la combustion du

charbon et du pétrole (combustibles fossi-les). Des corrélations entre le niveau de SO

2

dans l’air et le niveau d’attaque de l’acier ont prouvé que le SO

2 accélère de façon

sensible le processus de corrosion. Les pré-visions de la vitesse de corrosion dans une région doivent tenir compte de la teneur an-nuelle en SO

2 dans l’atmosphère, mais aussi

de la pollution locale pouvant provenir, par exemple, de la cheminée d’un bâtiment dé-gageant du SO

2 à proximité [39]

• l’ozone L’ozone (O

3) de la troposphère (basses cou-

ches de l’atmosphère s’élevant du sol jus-qu’à 20 km d’altitude environ) est un gaz extrêmement irritant et incolore, dangereux parce que nous le respirons, contrairement à l’ozone de la stratosphère que nous ne res-pirons pas et qui nous protège du rayonne-ment solaire ultraviolet. Ce gaz provient de la transformation des NO

x (oxydes d’azote)

et des COV (composés organiques vola-tils) sous l’effet des rayons UV. Sa teneur habituellement faible dans la troposphère semble augmenter dans l’hémisphère nord en raison des activités humaines. L’ozone a un pouvoir oxydant qui le rend, à concentra-tion équivalente, aussi agressif vis-à-vis de l’acier que l’oxyde de soufre [2]

• l’aciditédeseauxdecondensation Les ions H+ responsables de l’acidité des

eaux sont des oxydants qui participent aux réactions d’oxydoréduction de la corrosion. A l’état naturel, l’eau atmosphérique est lé-gèrement acide (pH 5,6) par dissolution du dioxyde de carbone (CO

2 + H

2O HCO

3- +

H+), mais la pollution de l’atmosphère due à l’industrie et à la circulation automobile rend cette eau aujourd’hui beaucoup plus acide (pH 4 couramment observé). Cette acidifica-tion de l’atmosphère provient de la transfor-mation dans l’air des NO

x en HNO

3 et des

SO2 en H

2SO

3 et H

2SO

4 [39], acides forts se

dissociant dans l’eau en libérant des protons. Les NO

x (NO + NO

2) sont formés au cours de

tout processus de combustion à haute tempé-rature, soit par oxydation de l’azote de l’air par l’oxygène, soit par combustion des pro-duits azotés contenus dans les combustibles

• leschloruresprésentsdansl’atmosphère La salinité atmosphérique due aux chlorures

augmente distinctement les vitesses de corro-sion atmosphérique de l’acier, pas seulement

Fig. 2 Condensation sur le toit d’un véhicule.

Fig. 3 Corrosion de la toiture d’un bâtiment en acier.



par augmentation de la teneur en électrolytes de l’eau atmosphérique, mais par l’influence du chlore sur la concentration de l’eau en ions H+ (pH) et par la solubilité des complexes de chlorures de fer formés à la surface de l’acier. Dans le cas de métaux comme le zinc et le cuivre, les sels de chlore formés sont moins solubles et la teneur en chlorures dans l’at-mosphère influence donc moins la vitesse de corrosion de ces métaux. L’impact des chlo-rures sur la corrosion est surtout à considérer dans les régions proches de la côte. En effet, à cet endroit, la concentration en chlorures dans l’air est d’environ 100 µg/m3 alors qu’en zone urbaine ou industrielle, elle est de l’ordre de 10 à 30 µg/m3. Dans un environnement atmos-phérique maritime, les surfaces abritées de la pluie, sur lesquelles les chlorures peuvent se coller, présentent un risque de corrosion su-périeur en raison de la présence de ces sels hygroscopiques. Le dépôt des chlorures en ré-gion côtière dépend aussi des facteurs influen-çant le transport des sels de mer à l’intérieur des terres, tels que la direction et la vitesse du vent, la topographie locale ou encore la distance du front de mer. Les effets extrêmes des chlorures sont principalement ressentis dans des zones de très violents embruns et des bords de mer des régions à climat chaud et humide mais aussi dans des zones d’éclabous-sures affectées par les sels de déverglaçage

• les dépôts de particules (suie, poussières,cendresvolantes)àlasurfacedel’acier

Les particules présentes dans l’atmosphère sont de composition, de forme et de dimen-sion très diverses. Les grosses particules pro-viennent à la fois de sources naturelles, com-me la terre ou le sable soufflé par le vent, et de sources anthropiques, comme la poussière des ouvrages de construction. Les particules plus fines peuvent être émises directement par les procédés de combustion (suie, cendres volantes, …) ou résulter de la condensation de gaz ou de réactions chimiques entre gaz, donnant lieu à la formation d’un solide. Les particules peuvent aussi s’agglomérer entre elles. Plus les particules seront lourdes, plus elles auront tendance à sédimenter et à former des dépôts sur les surfaces rencontrées. Ces dépôts peuvent déclencher la corrosion de l’acier, soit en favorisant les processus d’aé-ration différentielle aux zones de contact (voir § 2.2.3), soit en fournissant des électrolytes hygroscopiques qui participent directement aux réactions de corrosion.

Enfin, la température, l’intensité et la durée de l’insolation, les précipitations (pluie et neige) et la direction des vents constituent des pa-ramètres environnementaux qui s’ajoutent à ceux déjà cités pour influencer la corrosivité de l’atmosphère.

Les facteurs cités ci-avant ont été considérés eu égard aux atmosphères extérieures. Il est évi-dent que, pour les atmosphères intérieures de bâtiments destinés à une activité spécifique (pis-

Tableau 1 Classification de la durée de persistance de l’humidité sur les surfaces [33].

classe durée de persistance de l’humidité

τ

τ2

τ

τ4

τ5

Heures/an Pourcentage

τ ≤ 00 < τ ≤ 250

250 < τ ≤ 25002500 < τ ≤ 5500

5500 < τ

τ ≤ 0,0, < τ ≤ < τ ≤ 00 < τ ≤ 60

60 < τ

Tableau 2 Classification de la pollution par les substances contenant du soufre [33] (*).

catégorie vitesse de dépôt du so2 (par jour) mg/(m2.d)

concentration de so2 µg/m3

P0

P

P2

P

Pd ≤ 00 < Pd ≤ 55 < Pd ≤ 8080 < Pd ≤ 200

Pc ≤ 22 < Pc ≤ 4040 < Pc ≤ 9090 < Pc ≤ 250

(*) Représenté par le dioxyde de soufre (SO2).

cine, étable, usine de produits chimiques, …), il faut tenir compte d’autres facteurs, trop nom-breux pour être examinés ici. A titre d’exemple, considérons le cas particulier de l’atmosphère des bâtiments où logent des animaux et où les causes de corrosion sont nombreuses. Les ani-maux expirant un grand volume d’humidité dans l’air, les risques de condensation s’ac-croissent si les bâtiments ne sont pas bien ven-tilés. En même temps, le gaz ammoniac, qu’on trouve habituellement en milieu d’élevage, se mélange facilement à cette humidité pour pro-duire de l’ammoniaque liquide, qui attaque la plupart des surfaces métalliques [14].

2.. Classification de la corrosivité des atmosphères

Lorsqu’on en vient à considérer la question de la corrosion d’un métal destiné à être utilisé dans un lieu donné, on doit d’abord établir l’en-semble ou la moyenne des conditions environ-nantes. C’est ce que prévoit la norme ISO 9223 [33]. Celle-ci propose un classement de corro-sivité des différentes atmosphères en se basant sur des classes de durée de persistance de l’hu-midité (tableau 1) et des catégories de pollution par les chlorures et l’anhydride sulfureux (ta-bleaux 2 et 3). Ces deux substances permettent en effet, à elles seules, de représenter l’ensem-ble des atmosphères existantes, à l’exception

Tableau 3 Classification de la pollution par les sels contenus dans l’air sous forme de chlorures [33].

catégorie vitesse de dépôt des chlorures (par jour) mg/(m2.d)

S0

S

S2

S

S ≤ < S ≤ 60

60 < S ≤ 0000 < S ≤ 500

des atmosphères extrêmes, telles que celles des usines chimiques ou métallurgiques.

Comme de nombreux paramètres peuvent in-fluencer la formation d’humidité sur les surfa-ces métalliques (voir § 2.1.1), la durée de per-sistance de l’humidité considérée dans la norme correspond uniquement au laps de temps pen-dant lequel l’humidité relative dépasse 80 % à une température supérieure à 0 °C.

Les atmosphères se divisent subséquemment en 5 classes de corrosivité croissante, décrites au tableau 4 (p. 4) en fonction des vitesses de corrosion de l’acier. Les valeurs numériques renseignées correspondent à la vitesse de cor-rosion relevée après un an sur des aciers de référence exposés à des atmosphères de corro-sivité déterminée. Les valeurs numériques r

lin,

issues de la norme NBN EN ISO 9224 [34], correspondent à des vitesses stabilisées de cor-rosion résultant d’une longue exposition dans ces mêmes atmosphères. La dernière colonne du tableau 4 (p. 4) décrit les environnements atmosphériques types correspondant à chaque classe de corrosivité (NBN EN 12500 [23]). En fonction de la classe de durée de persis-tance de l’humidité et des catégories de pollu-tion par les chlorures et l’anhydride sulfureux, on peut déterminer la classe de corrosivité à laquelle appartient une atmosphère donnée en se référant au tableau 5 (p. 5).



Lorsqu’il faut décider d’une protection à ap-pliquer contre la corrosion, l’étude du mi-croenvironnement, c’est-à-dire des conditions prévalant autour de la construction, est parti-culièrement déterminante puisqu’elle permet de connaître avec une plus grande précision les conditions auxquelles sera soumis l’ouvrage. Si ces conditions ne sont pas toujours connues au stade de projet, le nécessaire doit toutefois

classe de corro-

sivité

corrosi-vité

vitesse de corrosion de l’acier environnements types (exemples)

rcorr g/(m2.a) rlin µm/an Intérieur Extérieur

C Très faible rcorr ≤ 0 rlin ≤ 0, Bâtiments chauffés à faible humidité relative et pollution insignifiante (bureaux, éco-les, musées, …)

Zone sèche ou froide, environnement atmosphé-rique très faiblement pollué et très peu humide (certains déserts, centre de l’Antarcti-que, …)

C2 Faible 0 < rcorr ≤ 200 0,< rlin ≤ ,5 Bâtiments non chauffés à température et humidité re-lative variables. Faible risque de condensation et peu de pollution (stockage, salles de sports, …)

Zone tempérée, environ-nement atmosphérique faiblement pollué (SO2 < 2 µg/m) (régions rurales, petites villes, …)Zone sèche ou froide, environnement atmosphé-rique peu humide (déserts, régions subarctiques, …)

C Moyenne 200 < rcorr ≤ 400 ,5 < rlin ≤ 6 Volumes à fréquence modérée de condensation et pollution modérée due à un procédé de fabrication (usines agroalimentaires, laveries, brasseries, laite-ries, …)

Zone tempérée, environne-ment atmosphérique moyen-nement pollué (SO2 :2 à 40 µg/m) ou moyennement affecté par les chlorures (régions urbaines, régions côtières à faible dépôt de chlorures, …)Zone tropicale, environne-ment atmosphérique faible-ment pollué

C4 Forte 400 < rcorr ≤ 650 6 < rlin ≤ 20 Volumes à fréquence élevée de condensation et à forte pollution due à un procédé de fabrication (usines, pisci-nes, …)

Zone tempérée, environ-nement atmosphérique fortement pollué (SO2 : 40 à 80 µg/m) ou substan-tiellement affecté par les chlorures (régions urbaines polluées, régions industriel-les, régions côtières sans embruns salins, régions fortement affectées par les sels de déverglaçage, …)Zone tropicale, environne-ment atmosphérique moyen-nement pollué

C5 Très forte 650 < rcorr ≤ 500 20 < rlin ≤ 90 Volumes où la condensa-tion est quasi permanente et/ou la pollution due à un procédé de fabrication est très élevée (mines, grottes pour installations industriel-les, hangars non ventilés en région tropicale humide, …)

Zone tempérée, environne-ment atmosphérique très fortement pollué (SO2 : 80 à 250 µg/m) et/ou très fortement affecté par les chlorures (régions indus-trielles, régions côtières, atmosphères marines avec embruns salins, …)Zone tropicale, environne-ment atmosphérique forte-ment pollué et/ou affecté par les chlorures

Tableau 4 Classes de corrosivité et vitesses de corrosion de l’acier non allié pour une exposition dans les classes de corrosivité correspondante [6, 8].

être fait pour les identifier le plus exactement possible.

2.2 Corrosivitédeseaux

L’eau étant l’un des principaux éléments né-cessaires à la corrosion, les ouvrages en acier constamment ou temporairement immergés

dans une eau aérée ou véhiculant cette der-nière subiront une corrosion plus importante que ceux exposés à l’atmosphère et seulement occasionnellement en contact avec l’eau de condensation, la pluie ou la neige [3].

Si, pour certains ouvrages, des métaux peuvent être immergés dans l’eau (ouvrages portuaires, stations de forage en mer, pipelines, …), les



Tableau 5 Classe de corrosivité de l’atmosphère en fonction des catégories de pollution et de la durée de persistance de l’humidité [33].

durée de persis-tance

τ1 τ2 τ3 τ4 τ5

S0-S1 S2 S3 S0-S1 S2 S3 S0-S1 S2 S3 S0-S1 S2 S3 S0-S1 S2 S3

p0-p1 C C C ou C2

C C2 C ou C4

C2 ou C

C ou C4

C4 C C4 C5 C ou C4

C5 C5

p2 C2 C C ou C2

C ou C2

C2 ou C

C ou C4

C ou C4

C ou C4

C4 ou C5

C4 C4 C5 C4 ou C5

C5 C5

p3 C ou C2

C ou C2

C2 C2 C C4 C4 C4 ou C5

C5 C5 C5 C5 C5 C5 C5

cas les plus fréquents de corrosion des métaux par l’eau concernent les canalisations des ins-tallations sanitaires et de chauffage ainsi que les canalisations d’évacuation [9].

La nature de l’eau et sa chimie varient selon son origine (eau souterraine, eau de pluie, eau d’évacuation, eau de ruissellement, eau indus-trielle, eau de ville, …) et selon son utilisation (véhiculée ou stockée, aérée ou non aérée, chauffée, surchauffée ou refroidie, …).

La série de normes NBN EN 12502 (parties 1 à 5) [26] fournit des recommandations pour l’évalua-tion du risque de corrosion interne des matériaux métalliques (dont les aciers) dans les installations de distribution et de stockage de l’eau. Outre la conception de l’installation, sa mise en service et ses conditions de fonctionnement, ces normes considèrent l’influence des caractéristiques de l’eau sur le risque de corrosion.

L’eau en contact avec l’acier des canalisations, des cuves ou des citernes peut contenir, en quantités variables, des sels minéraux dissous, des gaz dissous, des matières organiques ou minérales en suspension (sable, limon, argile, matières végétales, …) et des microorganis-mes (bactéries, amibes, virus, …) qui consti-tuent autant d’agents influençant la corrosivité de l’eau.

2.2. Sels minéraux dissous

Les sels minéraux dissous (Na+, Ca2+, Cl-, Mg2+, SO

42-, CO

32-, SiO

32) ou électrolytes aug-

mentent la conductivité de l’eau, qui favori-sera les échanges de charges, permettant une dissolution plus facile des métaux.

Une eau ‘naturelle’ qui ruisselle sur le sol à la suite de précipitations atmosphériques se charge en sels par action physique et chimique sur son parcours aérien et souterrain. Si le sol traversé est gypseux, l’eau sera chargée en Ca

2+ et en

SO42-. Si c’est un sol calcaire, elle sera chargée

en Ca2+ et en CO

32-. Cette eau reste cependant

moins minéralisée qu’une eau de mer riche en ions Na+ et Cl- et donc plus corrosive.

Une eau de ville considérée comme potable est par contre traitée pour satisfaire aux exigences de la directive européenne 98/83/CE relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine (chaque Région ayant édité un règle-ment basé sur cette directive) [8]. Ces exigen-ces définissent notamment des valeurs limites de concentration en sels tels que les chlorures, les sulfates, les nitrates, les fluorures ou le so-dium. La directive impose également une li-mite en matière de conductivité de l’eau.

A priori, on ne doit pas vraiment s’inquiéter des sels dissous dans l’eau en contact avec l’acier lorsqu’on s’intéresse à la corrosion de celui-ci, sauf en cas de pollution par les chlorures ou les sulfates, encore appelés ions remarquables, ou si l’eau est trop faiblement concentrée en ions Ca

2+ et CO

32- nécessaires à

la formation d’un film protecteur adhérant à la surface de l’acier (voir § 2.2.2).

Les chlorures sont des ions particulièrement mobiles, ils se concentrent facilement dans les microfissures de la surface de l’acier. Ils en-traînent alors localement une chute importan-te du pH et favorisent une corrosion acide de l’acier. De plus, ils s’adsorbent à la surface de celui-ci et rendent poreux les dépôts formés. Dans une eau de distribution, des chlorures en concentration supérieure à la normale peuvent provenir d’une défaillance d’un traitement de désinfection de l’eau (les chlorures sont des sous-produits de la désinfection au dioxyde de chlore) ou du mauvais fonctionnement d’un adoucisseur à résine échangeuse d’ions. Dans une eau ‘naturelle’, l’origine des chlorures est multiple : terrains salés, urines des animaux, salage des routes, rejets de stations d’épura-tion, rejets industriels et agricoles, …

A l’instar des chlorures, les sulfates rendent les dépôts poreux et donc la surface de l’acier

sous-jacent accessible aux autres agents cor-rosifs. De plus, ils participent au cycle des bactéries sulfatoréductrices et, partant, au dé-veloppement des corrosions bactériennes (voir § 2.2.4). L’origine des sulfates dans l’eau peut être naturelle (altération des minerais sulfurés tels que la pyrite ou le gypse, décomposition de la végétation et de la faune avoisinante) ou anthropique (infiltrations d’eau superficielle contaminées par les émissions de soufre pro-venant des combustibles fossiles, par les sul-fatages agricoles, par les rejets ménagers et industrielles).

D’autres facteurs, tels que l’altération des matériaux métalliques constitutifs des cana-lisations, des cuves et des appareils, peuvent encore accroître la minéralisation de l’eau. Cette altération entraîne un enrichissement de l’eau en éléments chimiques indésirables (fer, cuivre, zinc, plomb, …), ce qui pourrait nous amener à dire que la corrosion est, dans un cer-tain sens, un processus autocatalytique.

2.2.2 Gaz dissous

L’eau contient également des gaz dissous (oxygène, anhydride carbonique, azote, …) en quantités variables selon la température et la pression. Parmi ces gaz, l’oxygène, qui se dissout sans dissociation, constitue un initia-teur et un activateur essentiel de la corrosion de l’acier par l’eau. La teneur en oxygène dis-sous peut atteindre 4 mg/l dans une eau aérée et bien plus dans une eau saturée en oxygène (environ 10 mg/l à 15 °C et à pression atmos-phérique).

Une eau en contact permanent ou occasionnel avec l’air sera plus corrosive qu’une eau isolée de l’atmosphère. Cela permet d’expliquer les différences de comportement de l’acier en mi-lieu ouvert et fermé. Les conduites d’une ins-tallation sanitaire dans laquelle l’eau est sans cesse renouvelée (apport continu d’oxygène) seront plus souvent sujettes à des problèmes



de corrosion que les conduites d’une instal-lation de chauffage dans laquelle l’eau n’est renouvelée que dans le cas exceptionnel d’une vidange pour entretien ou réparation.

Par contre, si la teneur en oxygène dissous est très faible, c’est l’ion H+ ou proton qui pren-dra le relais et qui contribuera au processus de corrosion du fer (voir réaction (3), p. 1). Les protons présents dans l’eau proviennent moins de la dissociation de l’eau en protons et en ions hydroxyles que de l’acide carbonique (H

2CO

3)

issu de la dissolution dans l’eau du CO2 atmos-

phérique. Ce second gaz dissous intervient donc dans le développement de la corrosiondéveloppement de la corrosion en formant des protons selon les trois réactions suivantes :• CO

2 + H

2O H

2CO

3 (4)

• H2CO

3 H+ + HCO

3- (5)

• HCO3- H+ + CO

32- (6)

Le pH d’une eau, autrement dit sa concentra-tion en protons, est réglé par l’équilibre cal-cocarbonique. Il s’agit de l’équilibre des hy-Il s’agit de l’équilibre des hy-drogénocarbonates qui sont peu stables et se transforment en carbonates selon la réaction globale suivante :• 2 HCO

3- CO

32- + CO

2 + H

2O (7)

Les carbonates formés réagissent avec les ions calcium présents dans l’eau pour former le car-bonate de calcium (CaCO

3), très peu soluble,

qui précipite pour produire ce qu’on appelle communément le tartre. Les hydrogénocarbo-nates ne resteront stables dans l’eau que si la teneur en CO

2 est suffisante. La concentration

en CO2 nécessaire à cette stabilité est appelée

CO2 équilibrant et est donnée pour une tem-

pérature et une concentration en HCO3- déter-

minées. Si la concentration en CO2 dans l’eau

(appelé CO2 libre) est supérieure à la concen-

tration d’équilibre, le CO2 en excès (appelé

CO2 agressif) peut dissoudre le CaCO

3. L’eau

est alors considérée comme agressive. Dans le cas contraire, elle est considérée comme in-crustante ou entartrante et elle déposera une couche de carbonate de calcium adhérente qui empêchera les agents corrosifs tels que l’oxy-gène et les protons d’atteindre la surface de l’acier. La figure 4 ci-contre représente graphi-quement les trois cas de figure possible de la répartition du CO

2 dans l’eau [35].

La notion d’agressivité d’une eau est différente de la notion de corrosivité mais, sous certaines conditions, une eau agressive pourrait être cor-rosive vis-à-vis de l’acier non protégé par un dépôt de carbonate de calcium. C’est pourquoi, dans le but de protéger les réseaux de distribu-tion, les compagnies donnent généralement à l’eau un caractère légèrement incrustant afin qu’un léger dépôt de CaCO

3 tapisse les cana-

lisations et limite ainsi le développement de la corrosion [13]. Il existe aujourd’hui des logi-ciels, utilisés par les entreprises de traitement de l’eau, qui permettent de définir les conditions d’équilibre calcocarbonique d’une eau et l’inci-

Fig. 4 Représentation graphique de la répartition du CO2 dissous [35].

co2 total

CO2 sous forme d’hydrogénocarbonate

CO2 libre

CO2 équilibrant CO2 excédentaire

Répartition du CO2 d’une eau agressive

Répartition du CO2 d’une eau à l’équilibre

co2 total

CO2 sous forme d’hydrogénocarbonate CO2 libre

CO2 équilibrant

Répartition du CO2 d’une eau incrustante

co2 total

CO2 sous forme d’hydrogénocarbonate CO2 libre

CO2 équilibrant

dence d’un traitement imposé ou de déterminer la quantité nécessaire de produit traitant pour atteindre un état donné. Ces logiciels sont basés sur la méthode française de Legrand, Poirier et Leroy, mondialement reconnue [29].

En plus du CO2 et de l’oxygène, d’autres gaz

dissous dans l’eau peuvent également avoir une action corrosive vis-à-vis de l’acier ; ci-tons simplement les cas de corrosion liés à la formation et l’accumulation d’H

2S dans des

eaux usées stagnantes. L’H2S se transforme en

acide sulfurique sous l’influence de bactéries aérobies (voir § 2.2.4) [9].

2.2. Matières minérales ou organiques en suspension

L’eau véhicule des matières en suspension qu’elle emporte sur son passage. Ces matières sont constituées de sable, de limon ou d’argile, de débris minéraux provenant de roches ou de métaux, de débris organiques issus de la décom-

Corrosion

Fig. 5 Corrosion par aération différentielle.

Cathode

e- Anode

Acier

Boue

O2

position de végétaux, … Si l’eau n’est pas fil-trée, les matières qu’elle transporte pourront sé-dimenter sur l’acier ou s’accrocher aux aspérités des canalisations, des cuves ou des réservoirs et générer une corrosion sous dépôt, appelée corrosion par aération différentielle. Ce type de corrosion, très couramment observé, résulte de la création par le dépôt sédimenté de zones de moindre aération (voir figure 6, p. 7). Les par-ties faiblement oxygénées sous les dépôts jouent le rôle d’anode et se corrodent, tandis que les zones mieux oxygénées serviront de cathodes et seront donc protégées (voir figure 5). Cette corrosion de type localisé est la plus dangereuse puisqu’elle conduit à des piqûres ou des crevas-ses qui se développent rapidement jusqu’à per-foration du métal [4].

Notons que la sédimentation de dépôts métalli-ques plus nobles que l’acier provoque en outre une corrosion galvanique de l’acier. C’est not-tamment le cas des dépôts de cuivre. Pour cette raison, il est fortement déconseillé de placer des éléments en cuivre en amont d’éléments en acier



Fig. 6 Corrosion par aération diffé-rentielle dans la partie inférieure d’un tube en acier.

dans une installation de chauffage ou une instal-lation sanitaire.

2.2.4 Micro-organismes

Les eaux non stériles peuvent contenir une grande variété de micro-organismes, incluant les amibes, les algues, les levures, les proto-zoaires et les bactéries. Ces micro-organismes peuvent s’adsorber à la surface de l’acier et générer un biofilm d’aspect gélatineux qui comprendra aussi des macromolécules orga-niques (protéines, glycoprotéines, acides hu-miques, …) et/ou des particules inorganiques. L’accrochage du biofilm à la surface de l’acier devient irréversible à partir du moment où les micro-organismes fixés sécrètent des polymè-res extracellulaires qui assurent la cohésion du biofilm. Si les conditions physicochimiques à l’interface métal/solution sont favorables, la croissance et la multiplication des bactéries colonisatrices se poursuivent pour atteindre un état stationnaire, rythmé par des étapes de détachement et de nouvelles adhésions [12].

La présence de micro-organismes peut consti-tuer un facteur accélérateur ou, plus rarement, initiateur d’une corrosion. On parlera dans ce cas de corrosion microbienne, de corrosion MIC (Microbiologically Induced Corrosion) ou simplement de biocorrosion. La norme NBN EN ISO 8044 [27] définit le terme ‘corrosion mi-crobienne’ comme étant une corrosion associée à l’action de micro-organismes présents dans le système de corrosion (1) et le terme ‘corrosion bactérienne’ comme une corrosion microbienne particulière due à l’action des bactéries. Selon Chantereau, la corrosion bactérienne rassemble « tous les phénomènes de corrosion où des bacté-ries, agissant directement ou par l’intermédiaire des substances provenant de leur métabolisme, jouent un rôle primordial, soit en accélérant un processus déjà établi, soit en créant les condi-tions favorables à son établissement » [7].

La biocorrosion peut notamment être causée par l’hétérogénéité biologique du biofilm qui

(1) Le système de corrosion s’entend comme le métal et son environnement.

induit une hétérogénéité de la concentration en oxygène à l’interface métal/biofilm. Cette hé-térogénéité, de même qu’une répartition non uniforme du biofilm laissant des zones non couvertes, peut entraîner une corrosion par aé-ration différentielle (voir § 2.2.3) [10].

Les micro-organismes peuvent également pro-duire des métabolites corrosifs pour l’acier. Par exemple, les bactéries sulfo-oxydantes (Thio-bacillusthiooxidansetferroxidans, Thiothrix et Beggiatoa) entraînent une biocorrosion aé-robie acide en diminuant le pH de l’eau par for-mation d’acide sulfurique à partir des sulfures ou du soufre utilisés comme donneurs d’élec-trons. Les bactéries ferro-oxydantes autotro-phes (Gallionella ferruginae) ou hétérotro-phes (Sphaerotilus, Leptothrixsp, Crenothrixsp) créent, par contre, des conditions propices à une corrosion par aération différentielle en oxydant l’ion ferreux en ion ferrique, condui-sant à la formation d’une zone d’anaérobiose sous un dépôt d’hydroxyde ferrique [4].

En l’absence d’oxygène, en milieu aqueux non aéré, l’acier peut subir une biocorrosion anaérobie provoquée par des bactéries dites sulfatoréductrices (ou sulfurogènes). Ces bac-téries se complaisent dans les zones peu aé-rées (sous des dépôts, par exemple) où elles favorisent la formation de sulfure d’hydrogène par réduction de composés soufrés et notam-ment des sulfates présents dans l’eau. Or, les propriétés corrosives de l’H

2S sur l’acier non

allié, notamment en milieu acide, sont bien connues. L’hydrogène sulfuré réagit avec les ions Fe++ pour former un sulfure de fer noir. La corrosion se manifeste alors sous la forme de piqûres ouvertes remplies de produits de corrosion noirs qui réagissent avec de l’acide pour dégager de l’H

2S nauséabond.

Tous les biofilms ne sont pas corrosifs et d’aucuns pensent même qu’ils peuvent par-fois exercer un effet d’inhibition de la disso-lution du métal, notamment parce qu’ils agis-sent comme barrière limitant la diffusion de l’oxygène [28]. Cette hypothèse est cependant contredite par d’autres, qui considèrent que le biofilm n’est ni résistant ni uniforme [30]. Pour qu’un biofilm soit corrosif (indépendam-ment du phénomène de corrosion par aération différentielle qu’il peut entraîner), il faut que les conditions physicochimiques de l’envi-ronnement proche du biofilm soient propices au développement des bactéries et que les produits de leur métabolisme soient agressifs pour le métal concerné. Très souvent, la cor-rosion des aciers due à des micro-organismes n’apparait que lorsqu’un processus de corro-sion électrochimique est déjà amorcé.

Les problèmes de corrosion ayant pour origine la présence de micro-organismes touchent ce-

pendant diverses installations industrielles, le plus souvent en contact avec de l’eau stagnan-te ou quasi stagnante (échangeurs de chaleur, circuits anti-incendie, condenseurs).

2.3 Corrosivitédessols

Les sols sont toujours humides et l’eau in-terstitielle qui y circule est chargée de nom-breux sels (sulfates, chlorures, nitrates, acides organiques, …). Ils constituent de ce fait des milieux électrolytiques propices à la corrosion des métaux.

Les ouvrages concernés par la corrosivité des sols sont les éléments métalliques de ren-forcement de remblai, les parois de palplan-ches, les canalisations enterrées, les conduits souterrains, les supports d’ancrage, les buses métalliques, les réservoirs de stockage, … (cf. figure 7). Comme ces ouvrages ne peuvent pas faire l’objet d’un entretien régulier et qu’il est impossible de modifier la nature des sols, il est important de bien déterminer la corrosivité de ces derniers afin de prendre des mesures ap-propriées de protection de l’acier.

Les paramètres à considérer pour juger de la cor-rosivité d’un sol et donc de la nécessité d’appli-quer ou non une protection à l’acier sont :• la nature du sol (pH, acidité, alcalinité, …)• sa texture (perméabilité à l’oxygène)• sa teneur en eau (présence d’une nappe ph-

réatique à proximité)• sa résistivité électrique (teneurs en sels dis-

sous)• la nature des sels présents (chlorures, sulfa-

tes, sulfures, …)• la présence de bactéries, dont les bactéries

sulfato-réductrices qui, en milieu désaéré, ac-célèrent la corrosion de l’acier (voir § 2.2.4)

• la présence de courants vagabonds (voies ferrées, lignes à haute tension, protection cathodique de structures situées à proxi-mité, …)

• les éventuelles hétérogénéités verticales ou horizontales (veines d’argile dans un terrain

Fig. 7 Palplanche en acier.



Tableau 6 Conditions de sol pouvant suggérer une force corrosive élevée [25].

caractéristiques circonstances exemples de critères

Type de sol Sol naturel Présence de tourbe, de lignite, de charbon, …Zones telles que marais, étangs marécageux, …Zone de maréesPrésence d’une nappe phréatique saumâtre ou d’eau de merSols anaérobies (possibilité de corrosion microbienne induite)

Sol artificiel Sols contenant des cendres, des scories, des sous-produits industriels, des rési-dus de déchets domestiques, …Zones remblayées par des sous-produits industriels (tout type)Matériaux recyclés non contrôlés

Perturbations électriques

Dispositif à courant continu (CC)

Proximité de chemins de fer à CC, de tramways, de métros, …Proximité d’une structure à protection cathodique ou d’anodes, ...

Dispositif à courant alternatif (CA)

Proximité de lignes électriques à CA, de réseaux ferroviaires à CAProximité de prises de terre à CA

Pollution Sol contaminé Contamination par des sels de dégivrage, du fumier, des fertilisants, des rejets industriels ou des effluents d’égouts perméables

Autres Topographie et hydrographie Présence, sur le chemin d’une canalisation, d’un point bas, d’une traversée de ruisseau ou de rivière, …

Toponymie Indications, données par les noms de village, relatives aux caractéristiques parti-culières de la nature de sol

Interface triple Nappe phréatique fluctuante

poreux) en raison des cellules de corrosion qu’elles risquent de former par aération dif-férentielle.

Les facteurs influençant la corrosivité des sols sont trop nombreux pour être tous ana-lysés lorsqu’on veut déterminer les risques de corrosion dans un milieu déterminé. Seuls les paramètres globaux (résistivité, pH, teneur en eau, …), facilement accessibles, sont généra-lement pris en compte [9].

La norme NBN EN 12501-1 sert de base à l’évaluation du risque de corrosion dans les sols des structures métalliques [24]. Elle dé-finit en effet une méthode d’évaluation des forces corrosives des sols et énumère en outre les facteurs les plus défavorables à prendre en compte. Cette évaluation est effectuée en considérant le métal nu en contact direct avec

Fig. 8 Force corrosive d’un échantillon de sol [26].

Elevée Moyenne Faible

> 9,5

6 – 9,5

4,5 – 6

< 4,5

10 30 50 1000

Résistivité du sol ρ∗ (valeur minimale de résistivité après ajout d'eau déionisée) (Ωm)

pH

le sol, sans tenir compte d’une éventuelle pro-tection. La norme NBN EN 12501-2 [26] traite plus spécifiquement de l’évaluation des forces corrosives dans les sols renfermant des ouvrages composés de matériaux ferreux faiblement ou non alliés, dont l’acier.

Cette dernière propose plusieurs niveaux d’enquê-te conduisant à déterminer de façon plus ou moins précise la force corrosive d’un sol. Les conditions de sol telles que présentées au tableau 6 sont exa-minées par une enquête préliminaire basée sur une étude géologique, une étude topographique et une recherche d’informations spécifiques (pré-sence de sources de courant, pollution par des ef-fluents industriels, des sels de déverglaçage, des engrais, des dépôts ou décharges, …). Si aucune autre étude n’est réalisée et qu’au moins un des critères du tableau 6 est rempli, la force corrosive doit être considérée comme élevée.

Une étude sur site peut ensuite être menée pour effectuer des mesurages de la résistivité du sol (ρ) et des gradients de potentiels aux emplace-ments les plus défavorables et aux périodes de l’année les plus critiques. Des valeurs de résis-tivité inférieures à 30 Ωm indiquent un sol de force corrosive élevée. Si ces valeurs sont su-périeures, l’enquête doit être poursuivie par un prélèvement d’échantillons de sol. Ceux-ci sont portés en laboratoire pour y mesurer les valeurs de résistivité et de pH. La connaissance de ces deux valeurs permet d’évaluer, à l’aide du sché-ma de la figure 8, la force corrosive de la zone de prélèvement. En présence d’une nappe phréati-que (ouvrage partiellement immergé) ou d’une large gamme de valeurs de résistivité (ρ max/ρ min > 3) ou de pH (pH max-pH min > 1,5), un statut de force corrosive moyenne devra être mo-difié en statut de force corrosive élevée.

Dans le cas d’un sol composé de matériaux de remblai, la force corrosive sera faible si les cri-tères du tableau 7 (p. 9) sont remplis.

Signalons que, même dans des sols de force corrosive faible, le risque de corrosion existe toujours à l’interface air/sol.

2.4 Corrosivitédesbétons

2.4. Le béton armé : une première as-sociation acier-béton intéressante

Le béton, matériau de construction par excellen-ce, possède une grande résistance à la compres-sion (25 à 60 MPa, voire beaucoup plus pour les nouveaux bétons à hautes performances), mais sa résistance à la traction est environ dix fois plus faible que sa résistance en compression. De plus, le béton de ciment a un comportement fragile. Son



Tableau 7 Critères de corrosivité des matériaux de remblai [26].

paramètres Force corrosive faible

Résistivité ρ* > 00 Ωm

pH (*) 6 < pH < 9

Sulfure < 0 mg/kg

Carbone Aucune détection visuelle de charbon, de coke, de graphite ni de résidus carbonifères

(*) Les matériaux n’entrant pas dans cette gamme de pH, mais présentant toutefois des taux d’acidité ou d’alcalinité faibles peuvent être considérés comme ayant une force corrosive faible.

utilisation comme matériau de construction, qui remonte à l’époque romaine, n’a pris son plein essor qu’avec l’invention du béton armé. Dans celui-ci, des armatures, c’est-à-dire des barres en acier (originellement en fer), compensent sa faible résistance à la traction. En effet, l’acier présente une résistance à la traction de l’ordre de 500 MPa. La faisabilité technique du composite acier-béton repose sur la quasi-équivalence des coefficients de dilatation thermique du béton et de l’acier.

En outre, le pH basique (pH > 11) d’un béton sain et celui de la solution interstitielle conte-nue dans les pores du béton sont favorables à la formation d’une couche de passivation (pro-duit blanc à base de ferrite de calcium hydraté) qui protège les armatures contre la corrosion en éliminant tout contact que pourrait avoir l’acier avec l’oxygène et l’eau, même si, avant d’être enrobées par le béton, ces armatures étaient couvertes de rouille par leur exposition à l’atmosphère. Le béton assure donc par son alcalinité une protection des armatures.

2.4.2 Principaux activateurs de la corrosion dans le béton : les chlorures et la carbonatation

La corrosion des armatures du béton est ce-pendant le phénomène de dégradation le plus fréquent des ouvrages en béton armé. En effet, le béton alcalin évolue en réagissant avec son environnement. Aucun béton de construction n’est parfaitement étanche et tous les bétons subissent des altérations provoquées par des contraintes mécaniques (déformations dues à

Fig. 10 Armature corrodée avec ré-duction de la section utile.

des charges excessives, à des chocs, …), des contraintes thermiques (variations extrêmes de température) ou des réactions chimiques (dissolutions, gonflements, …) qui entraînent des fissurations.

Au contact de l’atmosphère, de l’eau ou du sol, certains gaz ou liquides constitutifs de ces milieux pénètrent dans le béton via les pores et les fissures, chemins privilégiés vers les ar-matures. Ces gaz ou liquides peuvent contenir des agents agressifs pour l’acier, tels que le gaz carbonique (ou anhydride carbonique) et les chlorures qui modifient localement la com-position chimique du béton et de la solution interstitielle, provoquant la destruction du film de passivation des armatures.

Les chlorures présents dans le béton peuvent provenir du milieu ambiant (milieu marin, sels de déverglaçage) ou avoir été introduits lors du gâchage (adjuvants chlorés, granulats contaminés, eau de mer). Ces ions très solu-bles dans l’eau sont transportés par diffusion (gradient de concentration) ou par entraîne-ment (convection) de l’eau qui pénètre dans le béton par pression ou par capillarité.

A partir d’une certaine concentration, qui varie en fonction du pH ou plutôt du rapport (Cl-)/(OH-), les chlorures vont entraîner la dépassivation des armatures et participer à la formation d’une rouille verte composée de fer tri- et divalent incluant les ions chlores [37]. Cette rouille verte est stable en l’absence d’oxygène.

Cette concentration critique, surtout au droit des armatures, est comprise entre 0,4 et 1 % en masse d’ions chlorures par rapport à la masse de ciment. A cet égard, la norme NBN EN 206-1 et son complément belge, la norme NBN B 15-001 [15] spécifient que la teneur en chlorures d’un béton ne doit pas dépasser :• 0,4 % lorsque le béton contient des arma-

tures en acier ou des pièces métalliques noyées

• 0,2 % s’il contient des armatures de précon-traintes en acier [1].

La pénétration du CO2 provenant du milieu

environnant provoque la carbonatation du bé-ton. Ce gaz réagit avec l’hydroxyde de calcium

Fig. 9 Corrosion d’armatures avec éclatement du béton.

Ca(OH)2, réserve alcaline du béton, pour for-

mer du carbonate de calcium CaCO3. La carbo-

natation s’accompagne d’une réduction du pH de la solution interstitielle à des valeurs proches de 9, alors que les valeurs habituelles de cette solution sont plutôt de l’ordre de 13 [32]. A de telles valeurs de pH, la couche passive se dis-sout et la surface de l’acier n’est plus protégée. Il se forme également une rouille verte plus sta-ble que celle formée par les chlorures [37].

La dépassivation des armatures est initiée lorsque la carbonatation ou les chlorures ont traversé le béton d’enrobage et atteint les ar-matures. La corrosion se développe ensuite en présence d’oxygène et d’humidité. La rouille verte s’oxyde en magnétite noire ou en oxyhy-droxyde de fer avec libération de protons. Ceux-ci acidifient le milieu, qui devient dès lors plus agressif et amplifie la corrosion.

Il n’y a pas de corrosion lorsque l’atmosphère est très sèche (humidité relative < 40 %) ou lorsque le béton est totalement immergé dans de l’eau désaérée. L’humidité relative la plus favorable à la corrosion est de l’ordre de 70 à 80 %. Au-delà, la diffusion de l’oxygène né-cessaire au développement de la corrosion est considérablement diminuée.

Les produits de corrosion occupant un vo-lume largement supérieur au volume initial de l’acier, la formation de rouille exerce une pression interne dans le béton, ce qui peut entraîner sa fissuration, voire son éclatement (voir figure 9). Selon l’état d’oxydation, le fer métallique peut en effet former des oxydes ou hydroxydes dont le volume peut être jusqu’à six fois supérieur au volume initial [9]. La fis-suration du béton facilite ensuite le transport des agents agressifs jusqu’au niveau de l’acier, ce qui aura pour conséquence une augmenta-tion de la vitesse de corrosion. Deux autres effets nuisibles de la corrosion sur la stabilité



de l’ouvrage en béton se produisent : la perte d’adhérence et la réduction de la résistance des barres d’acier en raison de la diminution de leur section utile par progression de la corro-sion [32] (voir figure 10).

2.4. Autres associations acier-béton dans la construction

L’association acier-béton ne se limite pas au béton armé. Il existe de nombreux éléments de construction mixtes en acier-béton qui utilisent le béton pour résister aux efforts de compression et l’acier pour résister aux efforts de traction et aux efforts tranchants. Il peut s’agir de plan-chers de grande portée, de poutres avec coffrage en acier (coffrage perdu) ou encore de colonnes en acier enrobées de béton. Cette conception offre aussi l’avantage d’améliorer sensiblement la résistance à l’incendie des ouvrages.

Le béton renforcé de fibres d’acier constitue un autre exemple d’association acier-béton. Les fibres situées à proximité de la surface peu-vent éventuellement se corroder en raison de la carbonatation ou de la présence de chlorures dans l’environnement. Les recherches ont ce-pendant démontré qu’il n’y avait pas de risques de dégradation par éclatement du béton [38]. La corrosion des fibres entraîne uniquement un problème d’ordre esthétique.

L’encastrement de tuyauteries en acier dans une chape constitue, quant à lui, un exemple d’asso-ciation acier-mortier qui connaîtra les mêmes problèmes de corrosion que les armatures dans le béton si la chape est trop souvent humide (infiltrations d’eau, inondations, …) et que les tuyaux ne sont pas munis d’une protection effi-cace et continue adhérant aux tuyaux [6].

Qu’il soit au contact de l’atmosphère, immergé dans l’eau, enterré dans le sol ou enrobé de bé-ton, l’acier doit faire face à l’agression de divers agents corrosifs inévitablement présents dans ces milieux. Si l’étude de l’environnement d’un ouvrage souligne une corrosivité élevée, il faut s’attendre à la dégradation progressive de l’acier avec nécessité d’un entretien ou de réparations pour préserver l’ouvrage, à moins qu’il soit fait usage d’une nuance d’acier spécifique résistant à la corrosion ou que des mesures particulières soient prises pour protéger l’acier de la corrosion. Ces mesures de protection sont nombreuses et leur choix dépend de plusieurs facteurs. Il s’agira par exemple d’augmenter l’épaisseur de l’acier, d’isoler l’acier de son environnement ou encore de le protéger par un revêtement spécifique. Ces mesures et d’autres encore seront étudiées dans la seconde partie de cet article.

Les nuances d’acier, leurs compositions et leurs propriétés spécifiques sont décrites ci-après afin de pouvoir procéder à une sélection judicieuse d’un acier en fonction de la corrosivité du milieu d’application.

3 L’acier, un maTériau nuancé à bien choisir

3.1 Fer,Carboneetélémentsd’alliage

L’acier est obtenu par transformation du fer en présence de carbone additionné en quan-tité variable (jusqu’à environ 2 %). Lorsque la teneur en carbone est inférieure à 0,10 %, on parle d’acier ‘à très bas carbone’. Si la teneur en carbone est de 2 à 6 %, il s’agit de fonte.

La teneur en carbone influence directement les propriétés de l’acier. Celui-ci sera d’autant plus plastique et malléable qu’il contient peu de car-bone. A l’inverse, il sera plus dur et résistant s’il en contient beaucoup. Contrairement à la fonte, l’acier est donc ductile : on le met facile-ment en forme par des compressions à froid.

L’acier peut également contenir d’autres éléments chimiques provenant d’impuretés (soufre, phosphore, …) ou ajoutés intention-nellement (silicium, nickel, chrome, cuivre, manganèse, …) pour en améliorer les carac-téristiques physiques (coefficient de dilata-tion), chimiques (résistance à la corrosion) ou mécaniques (limite d’élasticité, résistance à la traction). On parle d’aciers alliés à partir d’une certaine teneur en éléments autres que le carbone, le fer, le soufre, le phosphore et l’azote. Cette teneur varie pour chaque élé-ment (voir tableau 8). En général, si aucun de ces éléments d’addition n’atteint 5 %, on dit que l’acier est faiblement allié; il est fortement allié dans le cas contraire. Les aciers non alliés pour lesquels aucune des valeurs du tableau 8 n’est atteinte sont souvent improprement ap-pelés ‘acier au carbone’.

Tableau 8 Teneurs limites en éléments spécifiques permettant de distinguer aciers non alliés et aciers alliés [16].

eléments spécifi-ques (sauf c, p, s, n)

Teneur limite en % poids

Al AluminiumB BoreBi BismuthCo CobaltCr ChromeCu CuivreLa Lanthanides (pris individuellement)Mn ManganèseMo MolybdèneNb NiobiumNi NickelPb PlombSe SéléniumSi SiliciumTe TellureTi TitaneV VanadiumW TungstèneZr ZirconiumAutres (pris individuel-lement)

0,00,00080,00,00,00,400,0

,650,080,060,00,400,00,600,00,050,00,00,050,0

Vu le grand nombre d’éléments d’alliage [10] et le nombre plus élevé encore de combinai-sons possibles de ces éléments, il n’existe pas un seul type d’acier, mais un grand nombre de nuances d’acier avec des qualités physiques, mécaniques et chimiques différentes. Il a donc été jugé utile de trouver des systèmes normali-sés pour les identifier et les classer.

3.2 ClassementetdésignationsdesnuanCesd’aCier

La norme NBN EN 10020 [16] propose une classification des nuances d’aciers sur la base de leur composition chimique et de leur principale classe de qualité. Cette dernière est définie se-lon les caractéristiques spécifiques des nuances d’acier leur permettant de répondre aux exigen-ces particulières de certaines applications. Le tableau 9 (p. 11) fournit les différentes classes de nuances d’acier, précise les principales pres-criptions relatives à chaque classe et renseigne quelques exemples d’application.

La norme NBN EN 10027-1 [19] reprend ces deux catégories de classification (selon les ca-ractéristiques et selon la composition chimi-que) et propose deux systèmes de désignation symbolique des aciers constitués de caractères alphanumériques :• catégorie1 : les aciers désignés à partir de

leur emploi et de leurs caractéristiques mé-caniques ou physiques

• catégorie2 : les aciers désignés à partir de leur composition chimique.

.2. Catégorie

Les aciers sont désignés aux moyens de sym-boles principaux qui sont fonction de leur emploi et de leurs propriétés mécaniques ou physiques. Des symboles additionnels peuventDes symboles additionnels peuvent être ajoutés à la désignation de l’acier pour décrire celui-ci plus complètement. Ils préci-Ils préci-sent d’autres caractéristiques de l’acier ou du produit en acier, telles que son énergie de rup-ture, son état de livraison (normalisé, trempé et revenu, ...), ses propriétés technologiques particulières (adéquation à un revêtement, aptitude au formage à froid, résistance aux intempéries, …) et le type de revêtement ap-pliqué (galvanisation, électrozingage, ...). La signification des symboles est précisée en dé-tail au tableau 10 (p. 12). Le tableau 11 (p. 12) donne quelques exemples de désignation sym-bolique de différentes nuances d’acier.

.2.2 Catégorie 2

Les aciers peuvent également être désignés sur la base de leur composition chimique. Le tableau 12 (p. 13) fournit la signification des différents symboles utilisés et le tableau 13 (p. 14) propose quelques exemples de dé-



autres aciers alliés de qualité; par exemple :

- aciers à grains fins soudables pour construction

- aciers pour rails, palplanches et cadres de mine

- aciers pour produits plats laminés à chaud ou à froid, destinés à des opéra-tions lourdes de formage à froid

autres aciers alliés

Aciers non inoxydables pour lesquels au moins une limite du tableau 8 est atteinte

autres aciers alliés spéciaux; par exemple :

aciers alliés pour constructions mécani-ques, aciers pour appareils à pression, pour roulements, pour outils, …

aciers inoxydables

Aciers contenant au minimum 0,5 % de chrome et au maximum ,2 % de carbone

aciers inoxydables

Aciers subdivisés selon :• leur teneur en nickel (Ni < 2,5 % ou Ni ≥ 2,5 %)• leurs caractéristiques particulières :

- résistance à la corrosion- résistance à l’oxydation à chaud- résistance au fluage

aciers non alliés spéciaux

- aciers d’une plus grande pureté (teneurs particulièrement faibles en inclusions non métalliques)

- aciers généralement destinés à un traitement de trempe et revenu ou à un traitement de trempe superficielle

- aciers présentant des valeurs de résis-tance à la déformation ou de trempabili-té élevées ou limitées, parfois associées à l’aptitude au formage à froid, à la soudabilité ou à la ténacité

Par ex. : aciers pour armatures de précontrainte

aciers non alliés de qualitéaciers non alliés

Aucune des valeurs limites du tableau 8 n’est atteinte

Tableau 9 Classification des nuances d’acier selon la norme NBN EN 10020 [16].

aciers spéciaux

L’ajustement précis de leur composition chimique et leurs conditions particulières d’élaboration et de contrôle leur confèrent des propriétés améliorées permettant de répondre à des exigences sévères

aciers de qualité

Aciers répondant à des exigences de ténacité, de grosseur de grain et/ou de

formabilitéclassification selon la composi-tion chimique

classification selon la classe de qualité

signation symbolique de diverses nuances d’acier.

La norme précise encore que :• lorsqu´un acier est spécifié sous la forme

d’une pièce moulée, sa désignation symbo-lique doit être précédée de la lettre G

• lorsqu’un acier est produit en métallurgie des poudres, sa désignation symbolique doit être précédée des lettres PM.

Enfin, la deuxième partie de la norme NBN EN 10027 [20] spécifie un système de numéro-tation pour la désignation des nuances d’acier, connu sous le nom de numéros des aciers. Ce système, dénommé système numérique, est complémentaire des systèmes de désignation symbolique présentés ci-avant. Un Bureau européen d’enregistrement est chargé de l’at-tribution et de la gestion des numéros d’acier. La structure de ces numéros d’acier est définie comme schématisé à la figure 11 (p. 14).

3.3 presCriptionetChoixdelanuanCed’aCier

En règle générale, les aciers prescrits dans les documents contractuels, les cahiers de charges et autres spécifications de projets sont désignés par les symboles de la norme NBN EN 10027-1, préférée à la norme NBN EN 10027-2. Par contre, les très nombreuses normes de produit publiées identifient les nuances d’acier applicables aussi bien par l’une de leurs désignations symboliques que par leur désignation numérique. Elles laissent cependant à l’acheteur le choix du système de désignation.

Notons encore que la désignation symbolique des nuances d’acier applicables est spécifiée dans ces normes de produit selon l’une ou l’autre des deux catégories précitées en fonc-tion du type de produit et de son application. Par exemple, pour les tôles et bandes en acier

inoxydable résistant à la corrosion, la norme NBN EN 10088-2 [22] utilise la désignation symbolique basée sur la composition chimique, alors que, pour les produits laminés à chaud en acier de construction, les six normes de la série NBN EN 10025 [17] utilisent la désignation symbolique selon leur emploi et leurs caracté-ristiques mécaniques ou physiques.

Le choix de la nuance d’acier à prescrire pour un usage donné doit se faire non seulement sur la base des exigences de l’application telles que la résistance mécanique de l’acier, mais aussi en prenant en compte les propriétés de mise en œuvre de l’acier (soudabilité, …), sa disponibilité et son coût. Parmi les exigences liées à l’application, il y a notamment lieu d’examiner les résultats de l’évaluation du risque de corrosion du métal dans son milieu d’utilisation (voir § 2). Le choix peut être ju-dicieusement orienté vers des nuances d’acier qui, par leur composition chimique, sont plus



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9].

symboles principaux symboles additionnels



Tableau 13 Exemples de désignation symbolique de nuances d’acier selon leur composition chimique.

nuance d’acier désignation norme de produit applicable

Aciers non alliés (nuance C) C20DC5E C85S

NBN EN 006-2NBN EN 008-NBN EN 02-4

Aciers non alliés dont la teneur de chaque élément est < 5 %

CrMo4-52MnCrB5-2

EN 0028-2NBN EN 008-

Aciers inoxydables (nuance X) X0CrNi8-8X5CrNiCuNb6-4

NBN EN 0088-2NBN EN 0088-2

Aciers rapides (nuance HS) HS2-9--8HS6-5-2C

NBN EN ISO 495NBN EN ISO 495

Fig. 11 Structure des numéros d’acier [20].

1. XX XX

Numéro d’ordre (arbitraire)

Numéro du groupe d’acier correspondant à la classification des aciers selon la norme NBN EN 10020 et renseigné dans la norme NBN EN 10027-2

Numéro du groupe matériau (1 = acier, les autres numéros pouvant être alloués à d’autres matériaux)

Exemples : désignation numérique désignation symbolique norme de produit applicable

1.45421.8959

X5CrNiCuNb16-4S355JOW

NBN EN 10088-2NBN EN 10025-5

résistantes aux intempéries, à l’oxydation à chaud ou à la corrosion. Ces nuances d’acier spécifiques sont décrites ci-après.

3.4 usaged’aCiersalliésspéCiFiquesrésistantàlaCorrosion

.4. Aciers inoxydables

Parmi les aciers alliés, les aciers inoxydables possèdent la propriété avantageuse de résis-ter à la corrosion. Cette propriété contribue pour l’essentiel à la réputation de ces aciers de plus en plus appréciés par les prescripteurs et les maîtres d’ouvrage. Mais il ne s’agit pas là du seul avantage des aciers inoxydables. Leurs multiples aspects (mat, brillant, poli, gravé, coloré, …) contribuent à l’esthétique des ouvrages et leurs caractéristiques mécani-ques élevées, leur recyclabilité, leurs qualités sanitaires ainsi que leur longévité offrent une réponse aux exigences du développement du-rable [31].

Dans le domaine de la construction, ils sont couramment utilisés en extérieur pour les faça-des ou les toitures et sont aussi régulièrement mis en œuvre en métallerie ou en décoration intérieure. Ils conviennent également pour les canalisations d’eau, les installations de chauf-

fage et de refroidissement, les conduits de fu-mée, les garde-corps, la serrurerie ou encore pour les armatures du béton armé.

Par définition, les aciers inoxydables sont des aciers alliés qui contiennent au minimum 10,5 % de chrome et au maximum 1,2 % de carbone [16]. Ces alliages présentent une résis-tance élevée à la corrosion à chaud ou à froid dans de nombreux milieux. Cette résistance chimique est due à la présence du chrome qui protège, par passivation, la surface de l’acier (formation d’une très fine couche d’oxyde de chrome Cr

2O

3). L’expression ‘acier inoxyda-

ble ‘ est donc abusive, la formule ‘acier passi-vable’ eut été plus correcte d’un point de vue scientifique.

Deux autres éléments chimiques participent également à cette résistance à la corrosion : le nickel et le molybdène. Ce dernier améliore plus particulièrement la résistance à la corro-sion en milieu chloruré.

Les aciers inoxydables existent aujourd’hui sous plus de 100 nuances contenant, en plus des éléments précités, du titane, du cuivre, du tungstène, du niobium et de l’azote en quan-tité variable, ce qui leur confère des propriétés particulières. En effet, l’action conjuguée des éléments d’alliage a non seulement pour but

d’accroître la résistance à l’oxydation, mais aussi celui d’améliorer d’autres caractéristi-ques telles que la soudabilité ou la résistance mécanique. Ainsi, le tungstène améliore la te-nue des aciers aux températures élevées et le titane évite l’altération des structures lors des travaux de soudure.

3.4.1.1 Cinq familles de microstructure

La norme NBN EN 10088-1 [21], qui rempla-ce actuellement un grand nombre de normes nationales, subdivise les aciers inoxydables suivant leur microstructure en cinq familles :• les aciers ferritiques et semi-ferritiques :

aciers résistants à l’oxydation atmosphéri-que et aux solutions oxydantes, adaptables aux applications à température élevée. Ils sont magnétiques, non durcissables et ont une faible soudabilité

• les aciers martensitiques : aciers pouvant subir un traitement thermique (trempe, re-cuit, revenu) qui leur confère des caracté-ristiques de résistance mécanique intéres-santes. Ils sont magnétiques, très rigides, résistants mais fragiles aux chocs et diffici-les à souder. Ces aciers sont surtout utilisés dans l’outillage, les outils de coupe et les ressorts. Ils sont en général moins résistants à la corrosion que les aciers ferritiques



• les aciers à durcissement par précipita-tion : aciers austénitiques et martensitiques comportant des additions particulières et présentant des caractéristiques mécaniques accrues par la précipitation de composés durcissants. Ils possèdent aussi une bonne résistance à la corrosion

• les aciers austénitiques : de loin les plus nombreux (70 % de la production mon-diale) en raison de leur excellente résistance à la corrosion, de leur très grande ductilité (proche de celle du cuivre) et de leurs très bonnes caractéristiques de déformabilité et de soudabilité. Ils ne se trempent pas mais peuvent acquérir une certaine dureté par l’usinage à froid. Amagnétiques, ils cou-vrent plus de 90 % des applications dans le bâtiment [11]

• lesaciersausténo-ferritiques(ouDuplex) : aciers présentant des propriétés de résis-tance mécanique plus élevées que les aciers austénitiques. Ces aciers ont une bonne ré-sistance à la corrosion sous contrainte.

Parmi la catégorie des aciers austénitiques, les aciers austénitiques sans molybdène sont les nuances les plus fréquemment utilisées parce qu’elles représentent un bon compromis entre le coût et la résistance à la corrosion.

3.4.1.2 Trois classes de propriétés d’utilisation

La norme NBN EN 10088-1 utilise les dési-gnations symboliques et numériques des nor-mes NBN EN 10027-1 [19] et 10027-2 [20] et classe aussi les aciers selon leurs propriétés d’utilisation :• lesaciersrésistantàlacorrosion font par-

tie des six groupes repris au tableau 14. Le tableau 15 renseigne la gamme de compo-sition chimique des aciers inoxydables ré-sistant à la corrosion selon leur famille de microstructure

• lesaciersréfractaires font partie des grou-pes d’acier 1.47xx ou 1.48xx. Bien que tous les aciers inoxydables puissent suppor-ter des températures élevées, les nuances d’acier réfractaire sont adaptées aux tempé-ratures les plus hautes. Ces aciers résistent aux effets des gaz chauds et des produits de combustion à des températures supérieures à 550°C

• lesaciersrésistantaufluage repris dans le groupe 1.49xx sont des aciers présentant une bonne résistance à la déformation sous contrainte mécanique de longue durée à des températures élevées.

3.4.1.3 Classification américaine : toujours en usage

Bien qu’ils se révèlent moins précis que la dé-nomination européenne, les codes établis par l’AmericanIronandSteelInstitute (AISI) sont

Groupe Teneur en ni molybdène additions spé-ciales

1.40xx < 2,5 % Sans Mo Aucune

1.41xx < 2,5 % Avec Mo Aucune

1.43xx > 2,5 % Sans Mo Aucune

1.44xx > 2,5 % Avec Mo Aucune

1.45xx et 1.46xx – – Ti, Nb, Cu, ...

Tableau 14 Groupe des aciers inoxydables résistant à la corrosion.

Tableau 15 Composition chimique des aciers inoxydables résistant à la corro-sion (gamme des teneurs en % masse).

Familles carbone chrome nickel molybdène

Ferritique 0,025 à 0,08 %

0,5 à 0 % 0 à ,6 % Jusqu’à 4,5 %

Martensitique +A durcissement

par précipitations

Jusqu’à ,2 %

,5 à 9 % Jusqu’à ,8 %

Jusqu’à 2,80 %

Austénitique Jusqu’à 0,5 %

6,0 à 28 % ,5 à 5 % Jusqu’à 8 %

Austéno-ferritique 0,0 à 0,05 %

2 à 28 % ,5 à 8 % 0, à 4,5 %

souvent utilisés. Par exemple, d’après la norme européenne, un inox AISI 316L (L pour lowcarbon) correspond à au moins deux nuances d’acier (X2CrNiMo 18-14-3 et X2CrNiMo 17-12-2) dont l’une est plus résistante à la corrosion car plus riche en chrome et en nic-kel. Le tableau 16 fournit quelques correspon-dances entre la classification européenne et le système AISI.

Les nuances d’acier inoxydable les plus utili-sées dans le bâtiment sont :• les aciers austénitiques au chrome-nickel

1.4301 et 14307 (ou 304 et 304L selon le code AISI) qui ont une résistance améliorée à la corrosion. Ils sont couramment utilisés pour l’aménagement extérieur et intérieur de bâtiments dans un environnement urbain normal

Famille d’aciers inoxydables

désignation nbn en 10027-1

désignation nbn en 10027-2

désignation aisi (us)

Ferritiques .406.450.452

X6CrXCrTi

X2CrMoTi8-2

4049444

Martensitiques .4542.405.404

X5CrNiCuNb6-4XCrNi6-2

X46Cr

604420

Austénitiques .40.40.440.4404.45.405

X5CrNi8-0X2CrNi8-9

X5CrNiMo-2-2X2CrNiMo-2-2X6CrNiMo-2-2

X8CrNiS8-9

0404L66L6Ti0

Austéno-ferriti-ques (Duplex)

.462.4462

X2CrNiN2-4X2CrNiMoN22-5-

2F5 (29LN)

Tableau 16 Correspondance entre la désignation des aciers inoxydables.

• les aciers austénitiques au chrome-nickel-molybdène 1.4401 et 1.4404 (ou 316 et 316 L selon le code AISI) pour les milieux plus agressifs. Similaires aux aciers précédents, leur teneur en molybdène leur permet de ré-sister aux attaques chimiques des chlorures et de convenir aux zones côtières, aux zones in-dustrielles et aux soubassements des façades soumis aux dépôts des sels de déverglaçage

• les aciers ferritiques au chrome 1.4510 et 1.4016 (ou 439 et 430 selon le code AISI). La première nuance est utilisée pour les toi-tures et est revêtue d’une couche d’étain. La deuxième nuance convient pour l’intérieur dans des assemblages sans soudure [11].

Les nuances d’acier inoxydable utilisées pour les armatures du béton sont précisées dans un précédent article de CSTC Contact [36].



.4.2 Aciers à résistance améliorée à la corrosion atmosphérique

En matière de résistance à la corrosion, on ne distingue pas uniquement les aciers inoxyda-bles. Il existe également des ‘aciers à résistance améliorée à la corrosion atmosphérique’ défi-nis par la norme NBN EN 10025-5 [18]. Ces aciers sont désignés par la lettre W (symbole additionnel selon la norme NBN EN 10027-1). Il s’agit d’aciers auxquels un certain nombre d’éléments d’alliage, tels que le chrome et le cuivre, ont été ajoutés afin d’accroître leur ré-sistance à la corrosion atmosphérique par la formation, sous l’influence des conditions at-mosphériques, d’une couche auto-protectrice d’oxydes très dense sur le métal de base. Ces

aciers sont aussi appelés ‘aciers patinables’ ou ‘aciers auto-protecteur’. Ils sont choisis non seulement pour des raisons esthétiques mais aussi pour des raisons économiques étant don-né qu’ils ne nécessitent pas d’entretien.

Cependant, pour ces aciers, la protection ap-portée dépend directement des conditions environnementales prévalant sur le chantier. Une alternance de périodes sèches et humi-des est favorable à la formation de la couche auto-protectrice d’oxyde du métal de base. Ces aciers ne conviennent pas lorsqu’ils sont totalement immergés ou enterrés, ni pour des applications intérieures ou lorsqu’ils risquent d’être en contact fréquent avec des sels de dé-neigement.

Le choix de la nuance d’acier résistant à la corrosion dépend principalement des condi-tions atmosphériques et environnementales, de la conception architecturale, de l’aspect de surface à obtenir et de la fréquence des entre-tiens à effectuer. Ce choix doit véritablement s’opérer au cas par cas, en tenant compte du fait que la longévité et le faible taux d’entre-tien de l’ouvrage peuvent diminuer infine le coût global de la construction et permettre de la sorte de réaliser un investissement initial plus important.

La seconde partie du présent article, à paraître prochainement, sera consacrée aux différents moyens de protection de l’acier contre la cor-rosion. n

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2. Institut belge de normalisationNBN EN 2500 Protection des matériaux métalliques contre la corrosion. Risque de corrosion dans un environnement atmosphérique. Classification, détermination et appréciation de la corrosivité des environnements atmosphériques. Bruxelles, IBN, 2000.

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Documents

L'acier dans la construction. Partie 1 : Corrosivité des milieux et