Galvanisation, un procédé qui allie la force du zinc et de l’acier

Technique industrielle du XIXème siècle, la galvanisation reste le procédé le plus efficace pour protéger l’acier de la corrosion. Elle consiste à venir appliquer sur l’acier un revêtement en zinc.
Penchons nous les caractéristiques de la galvanisation, son utilisation et ses phases de production…

La galvanisation à chaud, méthode la plus reconnue

On parle de galvanisation à chaud au trempé quand la pièce est immergée totalement dans un bain de zinc à une température de 450°. Ce procédé est destiné à protéger l’acier de la rouille. Le produit formé est alors dit galvanisé…

Un peu de chimie…

Avec la chaleur à 450°, une réaction métallurgique de diffusion se produit entre le zinc et le fer.
La pièce immergée reçoit alors plusieurs couches d’alliage zinc-fer. Une fois sortie de son bain, le zinc se solidifie à la surface.

La rouille n’a alors plus d’emprise ! L’autre procédé principalement utilisé est l’électro zingage. Le dépôt de zinc sur l’acier se fait par électrolyse à savoir qu’une réaction chimique est réalisée sous l’effet d’un courant électrique.

Pourquoi le zinc ?

Métal pur à 99,95 % obtenu à partir d’extrait de minerais, le zinc est réputé pour son effet protecteur sur l’acier.
Il est à noter qu’un peu moins de la moitié de la consommation mondiale de zinc sert à la galvanisation.

Autre caractéristique du zinc, son esthétisme ! Souvent utilisé pour des objets décoratifs, on apprécie les différents aspects de surface proposés (gris, noir, bleu, rouge, etc).
Des qualités techniques liées à un design séduisant font du zinc un matériau incontournable dans le secteur de la construction et de l’architecture.

Petite histoire autour de la galvanisation

Même si le procédé d’apposer un métal en vue d’en protéger un autre date du Moyen-Age, c’est Stanislas Sorel, un ingénieur français, qui a développé la technique de galvanisation.

En 1836, il déposa les premiers brevets de ce nouveau procédé industriel. Sorel s’est inspiré des travaux de Luigi Galvani, un professeur de physiologie italien à l’origine de l’électrochimie, pour développer cette invention et la lier à son nom.
Sorel avait remarqué qu’un ‘courant galvanique protégeait l'acier quand le revêtement était étendu’.

La galvanisation à chaud, quels atouts ?

Utilisé dans de nombreux domaines, dont notamment la construction et la plomberie, l’acier galvanisé présente de nombreuses garanties.

Les 5 atouts majeurs de la galvanisation à chaud :

• Une résistance à toute épreuve, 
• Une durée de vie du produit au delà de 50 ans… Les qualités techniques du zinc en tant que barrière protectrice aboutissent à une grande longévité du produit galvanisé. En témoigne ce graphique, mené par l’association Galvazinc, qui a été établi sur la durée de vie de l’acier galvanisé en fonction des différents environnements et de leur impact. 
   

• Une solution économique : du fait que l’entretien soit réduit à néant pendant les 15 premières années d’exploitation, la galvanisation représente un excellent rapport qualité-prix. 
• Une protection complète : grâce à l’immersion dans le bain de zinc, les pièces dans leur intégralité reçoivent la couche de protection en zinc.
  Pièces creuses et tubulaires n’y font pas exception.
• Une conductivité thermique faible : bien moins conséquente que pour d’autres métaux, la conductivité thermique de l’acier galvanisé permet d’avoir des qualités isolantes très performantes.
  On comprend alors mieux pourquoi il est exploité pour le revêtement de toitures de maison.

Champs de compétence !

Ses caractéristiques isolantes, sa résistante à l’abrasion, son caractère anticorrosion et ses propriétés mécaniques font de l’acier galvanisé un métal très souvent utilisé dans la fabrication de pièces pour les domaines de l’automobile, de la construction, de l’électroménager et des équipements industriels.

Pour les charpentes métalliques où durée de vie et résistance sont les maîtres mots, l’acier galvanisé est au cœur de l’ossature et des structures de construction.
On le retrouve également très présent dans la plomberie, les gouttières ou les couvertures de toit.

L’acier galvanisé dans les objets du quotidien

Pour des seaux, des jardinières, des chaises, des tabourets, des poubelles, des portails, des escaliers, l’acier galvanisé meublent et décorent nos habitations.

  Crédit photo / Pinterest - fr.jardins-animes.com                                               Crédit photo / Pinterest - cotemaison.fr

Sans oublier que ce métal entre dans la composition de beaucoup de biens du domaine public à l’image des poteaux, lampadaires, barrières, glissières de sécurité…

La galvanisation, étape par étape

Avant d’être plongé dans un bain de zinc, la pièce en acier doit subir plusieurs étapes de préparation…
Ces opérations sont généralement réalisées dans de larges cuves en immersion.

Les 8 étapes pour la galvanisation à chaud au trempé :

• Dégraissage :
  Afin que la pièce soit vierge de toutes salissures ou graisses qui pourraient entraver la réaction entre le zinc et l’acier, un bain de solution aqueuse est prévu. 
• Rinçage à l’eau, 
• Décapage :
  La pièce est ensuite décapée dans une cuve de solution d’acide chlorhydrique pour éliminer les oxydes, 
• Rinçage :
  Une nouvelle phase de rinçage est nécessaire pour dissoudre les sels de fer ou autres traces résiduelles, 
• >Fluxage :
  L’avant-dernière étape avant la galvanisation à chaud est consacrée à l’immersion de la pièce d’acier dans un bain de chlorure de zinc et chlorure d’ammonium à 60°.
  Cette phase permet d’éviter la ré-oxydation de la pièce et favorise la réaction entre le zinc et le fer. 
• Séchage :
  Placée dans une étuve, la pièce est séchée. 
• Galvanisation :
  On y est ! Le produit est immergé dans un bain de zinc fondu avec une température de 450°.
  En fonction des formes et des dimensions des pièces, le temps passé dans le bain ne sera pas le même. 3 à 4 minutes pour des formes simples, entre 10 et 15 minutes pour des corps creux ou des formes imposantes.
• Refroidissement et contrôle :
  Laissé à l’air libre, le produit galvanisé refroidit avant de subir une série de contrôle. 

© FranceAbris 

La galvanisation à chaud, la norme en action

Les revêtements par galvanisation à chaud sur produits finis en fonte et en acier font l’objet d’une norme ISO sous le code 1461.
Cette norme ‘spécifie les propriétés générales des revêtements et les méthodes d'essais relatives aux revêtements appliqués par immersion de produits finis en fonte et en acier (y compris les pièces moulées) dans un bain de zinc (ne contenant pas plus de 2 % d'autres métaux)’.

Elle se penche notamment sur la composition de l’acier.
3 types peuvent ainsi être utilisés pour la galvanisation suivant leur teneur en silicium et en phosphore évalués en microns.
La résistance mécanique du revêtement, son aspect et son adhérence sont également encadrés par la norme.

Le Zincalume®, la référence de l’acier

Elaboré par le groupe BlueScope Steel, le Zincalume® est venu casser les codes du garage et de l’abri métallique en imposant un nouveau concept d’acier revêtu d’aluminium.

Marque déposée, cet acier est recouvert de 55% d’aluminium et de 45% de zinc entraînant une résistance à la corrosion 4 fois plus importante qu’avec une galvanisation classique.

BlueScope Steel est le premier producteur mondial d'acier revêtu zinc/aluminium et le troisième producteur mondial d'acier galvanisé.
L’acier Zincalume®, obtenu également par galvanisation à chaud dans un bain de zinc et d’aluminium, s’adapte ainsi parfaitement aux environnements marins les plus hostiles.

Il est majoritairement exploité pour les couvertures et habillages extérieurs. Cet acier fait ainsi merveille dans les structures métalliques comme l’abri et le garage.
Faire l’investissement d’un garage ou d’un abri métallique zincalume, c’est la garantie d’un produit a la durée de vie conséquente, extrêmement solide et résistant à la corrosion.

L’acier Colorbond®, le système anti-corrosion peint

L’acier Colorbond® est capable de résister aux conditions climatiques les plus dantesques grâce à l’application de 6 couches de protection haute résistance.
2 couches de peinture, 2 couches primaire qui ralentissent l’effet de la corrosion et 2 couches de conversion viennent se superposer autour de l’acier Zincalume®.

Crédit photo bluescopesteelpacific.com

Plus efficace que jamais contre la rouille, cet acier Colorbond® est également très efficace contre les UV.

Exploité pour la fabrication de garages et abris de jardin, ce type d’acier offre également une résistance au vent de tous les instants. Et pour ne rien gâcher, vous pourrez choisir entre différents coloris pour les panneaux. Un espace de rangement et de stockage à votre goût vous attend…

Recyclage de l’acier galvanisé, quelles solutions ?

L’acier galvanisé dispose ainsi d’une durée de vie plus importante que d’autres matériaux et d’une protection durable contre la corrosion. Mais qu’en est-il de son recyclage ?
Et bien il est optimum !
Une fois le produit galvanisé arrivé en fin de vie, on sépare le zinc et l’acier et on les récupère en vue de les recycler.

Le zinc et l’acier, deux métaux recyclables à l’infini

Le zinc est un métal recyclable à l’infini qui ne perd pas pour autant ses qualités intrinsèques et ses propriétés.
30% du zinc mondial que l’on exploite provient ainsi du recyclage. Il provient des résidus des procédés de galvanisation, de poussières et des cendres de cheminée du four électrique.

Quant à l’acier, il est intégralement recyclable, issu d’un processus durable et écologique. Le recyclage de l’acier galvanisé correspond ainsi à un cycle durable, économique répondant à des préoccupations environnementales.