Rouille et corrosion : quelle différence et pourquoi c'est important pour la préparation de surface

Rouille et corrosion sont souvent employées l'une pour l'autre, mais ce n'est pas la même chose. Cet article explique la différence, les principaux types de corrosion qui touchent les structures en acier, les degrés de rouille ISO 8501-1 utilisés pour décrire l'acier avant préparation, et ce que chacun implique pour la préparation de surface avant revêtement.

Qu'est-ce que la corrosion ?

La corrosion est la réaction chimique ou électrochimique entre un métal et son environnement, qui dégrade les propriétés du métal. L'environnement fournit l'agent oxydant, le plus souvent l'oxygène dissous dans l'eau, ou l'eau associée à l'oxygène atmosphérique. Le métal est oxydé (il perd des électrons) sur un site anodique, tandis que l'agent oxydant est réduit sur un site cathodique. En présence d'un électrolyte, c'est-à-dire pratiquement toute humidité contenant des ions dissous, la réaction se poursuit sans interruption.

La corrosion touche pratiquement tous les métaux de structure utilisés dans l'industrie : acier au carbone, acier inoxydable, aluminium, cuivre, zinc et, dans certains environnements, même le titane. Chacun se corrode selon des mécanismes propres à sa chimie et à son environnement.

Qu'est-ce que la rouille ?

La rouille est le nom courant des composés d'oxyde de fer brun-rouge qui se forment lorsque le fer ou l'acier réagit avec l'oxygène en présence d'eau. Les principaux constituants sont l'oxyde de fer(III) hydraté (Fe₂O₃·nH₂O) et l'oxyde-hydroxyde de fer(III) (FeOOH). La rouille est chimiquement distincte du métal de base : elle est poreuse, fragile et généralement peu protectrice. Contrairement aux films passifs denses et adhérents qui protègent l'acier inoxydable et l'aluminium, la rouille n'arrête pas la corrosion. À mesure qu'elle se forme et s'écaille, de l'acier neuf est exposé à de nouvelles attaques.

Caractéristiques principales de la rouille :

• Seuls le fer et les alliages à base de fer rouillent ; les autres métaux de structure courants forment d'autres produits de corrosion
• La rouille occupe plusieurs fois le volume du fer qu'elle remplace, selon les oxydes formés, ce qui explique que les armatures qui se corrodent fissurent et font éclater le béton environnant
• La rouille est hygroscopique : elle absorbe l'humidité, ce qui accélère la corrosion
• La rouille dans les piqûres et les interstices retient les contaminations par chlorures et sulfates, une cause majeure de défaillance des revêtements lorsque l'acier rouillé est incomplètement préparé avant la reprise du revêtement

Quels types de corrosion touchent les structures en acier ?

La rouille est la forme de corrosion la plus visible sur l'acier, mais plusieurs mécanismes distincts affectent les structures industrielles en acier. Savoir lesquels sont présents détermine la stratégie de protection :

Quels sont les degrés de rouille ISO 8501-1 ?

ISO 8501-1 définit quatre degrés de rouille (A, B, C et D) qui décrivent l'état initial de l'acier non revêtu avant la préparation de surface :

• Degré A : surface d'acier en grande partie recouverte de calamine adhérente, avec peu ou pas de rouille. La calamine est une couche d'oxyde formée pendant le laminage à chaud. Elle est cathodique par rapport à l'acier sous-jacent : si elle est laissée en place et que le revêtement est percé, l'acier exposé se corrode de préférence à l'endroit de la rupture.
• Degré B : surface d'acier qui a commencé à rouiller et dont la calamine a commencé à s'écailler.
• Degré C : surface d'acier dont la calamine a disparu sous la rouille ou peut être grattée, avec de légères piqûres visibles à l'œil nu.
• Degré D : surface d'acier dont la calamine a disparu sous la rouille et sur laquelle des piqûres généralisées sont visibles à l'œil nu. C'est l'état de départ le plus exigeant.

Les degrés de préparation (degrés Sa pour le sablage, St 2 et St 3 pour le nettoyage manuel et à l'outil électrique) sont évalués par rapport à ces états initiaux. Le degré de préparation exigé dépend du système de revêtement : de nombreux systèmes industriels haute performance spécifient Sa 2½ (SSPC-SP 10), tandis que les revêtements de maintenance tolérants vis-à-vis de la surface peuvent en accepter moins. La fiche technique du revêtement fait foi. Atteindre un degré donné sur de l'acier de degré D avec des piqûres profondes demande nettement plus d'efforts et de temps que sur de l'acier de degré B.

Que dit le degré de rouille sur la préparation de surface ?

Le degré de rouille donne des informations pratiques avant de préparer une surface pour le revêtement ou sa reprise :

• Acier de degré A : la calamine doit être éliminée pour la plupart des systèmes de revêtement haute performance, car toute rupture dans la calamine crée une pile galvanique. Le sablage abrasif est la voie standard. Le nettoyage manuel et à l'outil électrique selon SSPC-SP 2 / SP 3 (St 2 / St 3) n'élimine pas la calamine fortement adhérente ; les outils électriques à impact travaillant selon SSPC-SP 11, comme le bristle blasting, le peuvent.
• Acier de degré B–C : rouillé mais sans piqûres sévères. Le sablage à Sa 2½ est la norme ; en maintenance, le Bristle Blaster® donne une propreté comparable à Sa 2½ / SSPC-SP 10 avec un profil d'ancrage de 65–85 µm Rz sur de l'acier standard lors d'essais documentés, selon la nuance d'acier, le degré de rouille, la bande et la technique.
• Acier de degré D : des piqûres profondes sont présentes. Utilisez le sablage ou une approche mécanique en deux étapes (enlèvement de la corrosion en masse, puis nettoyage final et profilage), portez une attention particulière au fond des piqûres et contrôlez les sels solubles.

Points essentiels

• La rouille est une forme précise de corrosion : le produit d'oxyde de fer de la réaction de l'acier avec l'oxygène et l'eau. La corrosion est la catégorie plus large de dégradation électrochimique des métaux qui touche tous les métaux de structure.
• Plusieurs types de corrosion touchent les structures en acier : rouille uniforme, piqûres, corrosion galvanique, corrosion caverneuse, érosion-corrosion, corrosion sous contrainte et MIC. Chacun a des causes, des emplacements et des implications de préparation différents.
• Les degrés de rouille ISO 8501-1 A–D décrivent l'état initial de l'acier, de la calamine adhérente (A) aux piqûres généralisées (D). Le degré de rouille détermine l'effort nécessaire pour atteindre un degré de propreté donné.
• De nombreux systèmes de revêtement industriels haute performance spécifient Sa 2½ (SSPC-SP 10) ; la fiche technique du revêtement fixe le minimum réel.
• L'acier piqué retient des produits de corrosion et des sels solubles difficiles à éliminer par une seule méthode. Une préparation minutieuse et un essai des sels solubles sont indispensables avant le revêtement.

Articles associés

• Protection anticorrosion des structures en acier : guide pratique
• Corrosion par piqûres : ce que c'est et comment y remédier
• Guide complet des normes de préparation de surface SSPC
• Comment protéger l'acier de la corrosion

Questions fréquentes

La rouille est-elle la même chose que la corrosion ?

Non. La corrosion est le terme général désignant la dégradation d'un métal par réaction avec son environnement, et elle touche l'acier, l'aluminium, le cuivre, le zinc et d'autres métaux. La rouille est le produit de corrosion spécifique du fer et de l'acier : oxydes de fer hydratés et oxydes-hydroxydes. Toute rouille est de la corrosion, mais la corrosion de l'aluminium ou du cuivre n'est pas de la rouille.

L'acier inoxydable peut-il rouiller ?

Oui, dans de mauvaises conditions. L'acier inoxydable repose sur un mince film passif d'oxyde de chrome. Les chlorures, les interstices, la contamination par des particules d'acier au carbone ou l'endommagement du film peuvent provoquer des piqûres, de la corrosion caverneuse ou des taches de rouille en surface. C'est pourquoi les surfaces en inox doivent être préparées avec des outils pour acier inoxydable, et non avec des brosses ou des bandes pour acier au carbone.

Quels sont les degrés de rouille ISO 8501-1 ?

ISO 8501-1 décrit quatre états initiaux de l'acier non revêtu : A, calamine adhérente avec peu ou pas de rouille ; B, début de rouille avec calamine qui commence à s'écailler ; C, calamine disparue sous la rouille ou pouvant être grattée, avec de légères piqûres ; et D, calamine disparue sous la rouille avec des piqûres généralisées visibles. Les degrés de préparation sont ensuite jugés par rapport à ces états de départ.

Pourquoi l'acier rouillé et piqué est-il plus difficile à préparer pour le revêtement ?

Les piqûres piègent des produits de corrosion et des sels solubles tels que chlorures et sulfates. S'ils restent sous un nouveau revêtement, ils peuvent provoquer des cloques osmotiques et une nouvelle corrosion. L'acier piqué exige donc une préparation plus minutieuse, une attention particulière au fond des piqûres et un essai des sels solubles avant revêtement, quelle que soit la méthode de préparation.