Cuivre et laiton corrodent les conduites en acier galvanisé

CSTC
Cuivre et laiton corrodent
les conduites en acier galvanisé
Les conduites ou éléments en cuivre situés en amont de conduites en acier galvanisé peuvent
contribuer à leur corrosion. Idem pour les éléments en laiton, celui-ci étant un alliage de cuivre
et de zinc…
L
es conduites en acier galvanisé ou
acier zingué (revêtu de zinc) sont
courantes dans les installations
sanitaires, neuves ou anciennes. Au
contact de l’eau, le zinc de la galvanisation se corrode, mais ce phénomène peut
rester sans incidence si une couche protectrice se forme à cet endroit pour séparer
l’eau du métal et empêcher les échanges
ioniques ultérieurs entre métal et eau.
La formation et la composition de cette
couche dépend de divers facteurs : caractéristiques de l’eau distribuée, façon dont
l’installation a été conçue, débits qu’elle
enregistre, volumes consommés, présence
ou non d’eau stagnante, température,
vidanges éventuelles, etc.
Si la couche protectrice ne s’est pas
formée, la corrosion peut se développer,
notamment s’il y a en amont des métaux
plus nobles que le zinc : cuivre et laiton.
Si le zinc est en contact direct avec ces
métaux, il se corrode, à moins d’être
protégé par un manchon synthétique.
Même sans contact direct, des particules
de cuivre ou laiton peuvent se déposer sur
la paroi des conduites en acier galvanisé et
provoquer une corrosion galvanique ou
bimétallique du zinc.
LE LAITON, CORRODÉ… ET CORROSIF
Il peut y avoir du laiton dans des compteurs,
vannes, clapets anti-retour et robinets. Cet
alliage contient entre 5 et 45 % de zinc pour
donner au laiton sa dureté et sa résistance
mécanique, le restant étant en cuivre pour
donner une meilleure résistance à la corrosion. La norme NBN EN 12502-2 décrit les
différents types de corrosion qui affectent
le cuivre et ses alliages dans les installations de distribution et de stockage de
l’eau. Le laiton y est présenté comme résistant mieux que le cuivre à la corrosion par
érosion et ce, grâce à la présence de zinc.
Il est, par contre, hautement sensible à la
corrosion sous contrainte (contraintes de
traction internes).
On peut également voir apparaître une
corrosion uniforme et même une corrosion
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Laiton neuf.
Laiton ayant subi une dézincification de sa surface.
sélective des laitons. On parlera, dans ce
dernier cas, d’une dézincification.
La corrosion du laiton libère des ions de
cuivre qui vont se déposer sur la paroi
interne des conduites en aval. Si les
conduites sont en acier galvanisé, elles
vont subir une corrosion de type galvanique. Le cuivre, plus noble que le zinc
et le fer, a un potentiel électrochimique
plus élevé que le zinc de la galvanisation
ou que le fer de l’acier, ce qui provoque
CSTC
VOS INTÉRÊTS
un échange d’électrons entre les métaux
et une corrosion de la conduite. Les
conduites à proximité des pièces en laiton
seront les premières à se corroder mais
les particules de cuivre qui se décrochent
peuvent être entraînées bien au-delà en
aval et y provoquer aussi de la corrosion.
Une eau ayant longtemps stagné derrière son robinet peut contenir du plomb
pouvant entraîner la corrosion de l’acier
galvanisé situé en aval.
Conditions d’utilisation
La façon dont l’installation est conçue et
fonctionne joue beaucoup dans l’apparition de la corrosion. L’eau qui stagne dans
sa conduite et qui n’est que peu renouvelée favorise la corrosion, comme dans
les immeubles de bureaux et commerces
où les quelques points d’eau existants
sont peu utilisés et ne permettent pas
un renouvellement fréquent de l’eau. La
situation est meilleure dans les immeubles
de logement, encore qu’il y ait parfois
des délais importants entre la fin de la
construction et le début de l’occupation…
Caractéristiques de l’eau
Il vaut mieux ne pas trop adoucir l’eau
(dureté > 5 °F) et ne pas le faire dans les
six mois qui suivent l’installation. Une
eau trop faiblement minéralisée (comme
certaines eaux de ville) et pauvre en ions
hydrogénocarbonates augmente le risque
de corrosion. Evitez dans ce cas les matériaux métalliques.
Repérer la corrosion
Si l’eau du robinet est riche en cuivre ou de
couleur rouille, si son débit est réduit (par
la formation de nodules de corrosion dans
la conduite) ou si vous observez certains
percements et autres anomalies, il y a
soupçon de corrosion, même un an ou
deux seulement après la mise en service
de l’installation.
De nombreux types de laiton contiennent
aussi un peu de plomb (de 1 à 3 %). La
couche de zinc de l’acier galvanisé peut
de même en contenir (jusqu’à 1 %). La
corrosion peut alors libérer ce plomb et
le laisser stagner dans l’installation. Ne
buvez donc pas l’eau du premier tirage,
qui a stagné, et ne la servez pas aux
enfants en bas âge. n
PROJETS & ENTREPRISES
Référence
Cet article est une adaptation libre du Dossier du CSTC 2014/4.9 paru sous l’égide du Comité Technique « Sanitaire et plomberie
industrielle, installations de gaz » et signé Pascale Steenhoudt, ir., chef du laboratoire Chimie du bâtiment.
Voir aussi le Dossier du CSTC 2007/2.8 « Corrosion des tuyauteries sanitaires en acier galvanisé » ainsi que la norme NBN EN
12502-3. Seules ces publications originales, également consultables sur www.cstc.be peuvent être citées en référence.
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SECTEUR & MÉTIERS
Nombre des pièces en laiton
Avec un seul compteur et un ou deux
autres éléments en laiton (comme dans la
plupart des habitations unifamiliales), le
risque de corrosion est faible. Par contre,
dans les immeubles à appartements,
commerces ou bureaux, il peut y avoir
une multiplication d’éléments en laiton
connectés en série. Dans ce cas, la surface
du laiton en contact avec l’eau est importante, ce qui libère beaucoup de cuivre
DOSSIER
Nature des laitons mis en œuvre
Multiples sont les alliages possibles de
cuivre et de zinc. Parmi ceux qui servent
à la fabrication d’éléments de plomberie,
les alliages contenant plus de 35 % de zinc
résistent mal à la dézincification. Ceux
dont la teneur en zinc est comprise entre
15 et 35 % y résistent mieux, surtout s’ils
contiennent une petite quantité d’inhibiteur tel que l’arsenic. Ceci dit, tous
les laitons peuvent subir une corrosion
uniforme et, lorsqu’ils sont plus riches
en cuivre, cette corrosion entraînera la
libération d’une plus grande quantité
de cuivre. Difficile donc de conseiller un
alliage plutôt qu’un autre. Le bon conseil,
c’est d’opter pour des alliages portant le
marquage DZR (Dezincification Resistant)
ou CR (Corrosion Resistant), signifiant
que le laiton utilisé répond aux critères
imposés par la norme internationale ISO/
DIS 6509-2.
© Photo N. Oldenhove
LES FACTEURS DE CORROSION DE L’ACIER
GALVANISÉ PAR LE LAITON
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CSTC
Béton de fibres :
mûr après un demi-siècle ?
Le béton armé traditionnel reste un maître-choix : bon rapport qualité prix, résistance,
durabilité… Mais ses armatures en acier, indispensables pour améliorer la résistance en
traction, demandent des plans de ferraillage, pas simples à produire, un lieu de stockage
sécurisé sur chantier et une manutention spécifique.
C
es inconvénients, tout relatifs,
relancent l’idée de donner au
béton sa résistance en y incorporant des fibres métalliques à
la place des armatures en acier. Intérêt
pratique indéniable : Il suffit d’incorporer ces fibres au béton dans le camionmalaxeur et votre béton est renforcé !
UN VIEUX PRINCIPE
Les Romains renforçaient déjà leur mortier
à l’aide de fibres… L’application industrielle de ce procédé, avec adjonction de
fibres métalliques date chez nous des
années 60. Un demi-siècle plus tard, ce
béton renforcé de fibres métalliques ne
fait toujours que 3% de part de marché en
Belgique.
Il faut savoir que l’orientation aléatoire des
fibres et leur dispersion forcée dans l’ensemble du volume de béton, représente
un coût non négligeable. Des armatures
traditionnelles, judicieusement positionnées, donnent une excellente résistance
à moindre coût. Et pourtant, un second
souffle semble se profiler aujourd’hui
pour le béton de fibres, susceptible d’être
utilisé à une échelle plus large et notamment dans les applications structurales. La
maturité à 50 ans ?
Fibres intégrées dans la toupie du béton via une bande transporteuse.
les dosages praticables pour les applications structurales. Un matériau a ainsi été
créé, dont le comportement mécanique
se rapproche fort de celui d’un béton armé
classique.
ÉLARGIR LE CHAMP D’APPLICATION
À côté des bétons truffés de fibres et à
ultra-haute résistance, la recherche s’intéresse aussi aux bétons fibrés à résistance
normale, en analysant les types de fibres
et en élaborant des méthodes de calcul
fiables pour doser un maximum de fibres
de plus de 3 cm de long à incorporer dans
la matrice cimentaire.
Ces bétons sont réalisés à base d’une
quantité importante de fines et contiennent des superplastifiants. On peut
ainsi désormais intégrer et pomper, sans
problème pour les centrales à béton, des
bétons incorporant jusqu’à cent kilos de
fibres par m3, là où auparavant la limite
était à 60 kilos par m3.
NOUVEAUX BÉTONS SANS FERRAILLAGE
Intégrer davantage de longues fibres
dans un béton sans réduire son ouvrabilité, c’est le rendre utilisable dans un plus
grand nombre d’applications structurales.
Le développement depuis une vingtaine
d’années, des bétons autoplaçants, qu’on
ne doit plus ‘vibrer’, a permis d’augmenter
La recherche – et celle du CSTC en particulier – a mis en évidence l’intérêt de
certaines méthodes d’essai pour caractériser le béton de fibres, quel que soit le
type de fibres utilisé. En flexion, la norme
de référence est actuellement basée sur
un essai de flexion trois points sur prismes
entaillés (norme NBN EN 14651). Le CSTC
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démontre l’intérêt d’effectuer d’autres
essais sur dalles rondes, plus grandes. Ces
essais sont caractérisés par une variation
plus faible des résultats, de l’ordre de 10 %
au lieu d’environ 25 % pour les essais
sur prismes. Les essais sur dalles rondes
devraient permettre plus de réalisme, tant
statistique qu’économique, dans la définition des valeurs de résistance du matériau.
Le Model Code 2010 marque une étape
majeure pour les bureaux d’étude dans
leur calcul de la composition d’un béton
renforcé de fibres métalliques. Le calcul
structural (généralement confié aux
producteurs et chercheurs), se fait maintenant selon des règles unanimement
admises tant pour les états limites ultimes
que pour les états limites de service.
Il est désormais possible de calculer la
résistance d’un élément renforcé uniquement à l’aide de fibres. La résistance à l’ef-
CSTC
D’autres fabricants développent des fibres
à base de verre ou en matière synthétique,
C’EST LE MOMENT DE L’ESSAYER
On a maintenant les outils qu’il faut pour
concevoir des éléments préfabriqués ou
coulés sur place en béton renforcé de
fibres métalliques. On peut faire ce choix
en le combinant avec l’emploi d’armatures
traditionnelles, mais on peut aussi désormais armer un béton de ses seules fibres !
Remplacement d’armatures secondaires?
Flexion transversale dans les éléments
en 2D ? Armatures de retrait, étriers dans
des poutres ? Remplacement total ou
partiel les armatures principales dans des
voiles, semelles, radiers ? Pour toutes ces
applications, le béton renforcé de fibres
métalliques est désormais une option à
considérer, car ce produit a acquis sa maturité. Une option judicieuse pour un certain
nombre d’applications, mais pas pour
toutes… et pas avec toutes les fibres !
Pour faire le bon choix, le Model Code 2010
a développé une approche utile. Consultez
aussi les normes produit (marquage
CE selon les normes de la série NBN EN
14889). Par ailleurs, un Guide d’agrément technique belge sortira bientôt
sur le sujet et l’Infofiche 71.2. donne une
série de précisions quant aux applications
pratiques du béton renforcé de fibres
métalliques. n
DOSSIER
INNOVATIONS MULTIPLES
De nouvelles fibres métalliques plus
performantes cumulent les bénéfices d’un
système d’ancrage inédit, dans la matrice,
d’une meilleure résistance de fil et d’un
acier dont la ductilité a été améliorée.
par exemple. Ces dernières fibres ont généralement des propriétés intrinsèques plus
modestes. Elles résistent par exemple
moins bien à la traction et leur module
d’élasticité est moins intéressant, mais cela
est compensé par le fait qu’on en introduit
un nombre beaucoup plus élevé dans la ou
les section(s) fissurée(s) du béton. Le Model
Code 2010 ne les propose pourtant que peu,
du fait que leur performance à long terme
reste une inconnue, notamment sous chargement de longue durée.
VOS INTÉRÊTS
fort tranchant d’une poutre et le moment
résistant d’un plancher-dalle peuvent être
calculés, dans une approche similaire aux
concepts de l’Eurocode 2, qui est la norme
dédiée au calcul du béton armé classique.
Le Model Code 2010 introduit des classes
pour les bétons renforcés de fibres métalliques, telles que les classes de résistance
en compression. Il applique divers facteurs
de sécurité, intègre l’effet d’orientation
préférentielle des fibres dans les structures
minces et prend en compte l’hyperstaticité
de la structure, de même que la robustesse.
Référence
Ceci est une adaptation libre du « Dossier du CSTC 2014/4.2 » préparé par B. Parmentier, ir., chef de la division Structures, CSTC,
sous l’égide du Comité technique « Gros œuvre et entreprise générale ». Seul ce texte original, également consultable sur
www.cstc.be, peut être cité en référence.
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PROJETS & ENTREPRISES
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