Un moyen durable de protéger les matériaux contre la corrosion
Actuellement, l’usure et la corrosion des matériaux de construction coûtent chaque année aux pays développés l’équivalent de 3 à 4 % de leur PIB. Des milliards d’euros sont dépensés tous les ans pour remplacer des infrastructures corrodées. Il n’est donc pas surprenant que l’ingénierie de surface des revêtements de protection soit une activité commerciale de premier plan, cruciale pour la compétitivité de l’industrie européenne. Actuellement, les deux techniques principales de protection des surfaces sont l’électrodéposition de chrome dur (HC) et l’application de monocarbure de tungstène (WC) par pulvérisation thermique (TS). La HC est une méthode courante, simple et peu coûteuse d’enduction de surfaces, offrant des niveaux de dureté élevés ainsi qu’une bonne résistance à l’usure et à la corrosion. La TS, de son côté, consiste à pulvériser des matériaux de revêtement fondus directement sur la surface. Bien que les deux méthodes parviennent à prolonger la durée de vie du matériel à protéger, ces approches comportent des risques pour l’environnement et la santé. Il existe donc une forte demande pour des méthodes moins dangereuses et pour des matériaux offrant le même niveau de protection, voire un niveau supérieur. L’équipe du projet PROCETS (PROtective composite Coatings via Electrodeposition and Thermal Spraying), financé par l’UE, pense avoir trouvé la solution: utiliser des nanoparticules pour produire des revêtements composites de qualité supérieure. «Nous avons l’intention de fournir des revêtements protecteurs couvrant un large éventail d’applications et d’industries (notamment l’automobile, l’aérospatiale, le travail des métaux, le pétrole et le gaz ainsi que les outils de coupe) en recourant à des matériaux plus écologiques que ceux actuellement utilisés», explique le Dr Dionysis Bochtis, coordinateur du projet. «Cela permettra à l’industrie de trouver un substitut définitif à l’utilisation dangereuse de chrome dur et à la pulvérisation thermique de WC.» Adieu le placage HC, bonjour les nanoparticules Bien que le projet ne s’achève qu’en juin 2019, un certain nombre de résultats importants ont déjà été obtenus. Les chercheurs ont par exemple produit des revêtements nanocomposites présentant des propriétés mécaniques améliorées par rapport au HC et au WC. Ils ont également réalisé des progrès importants en améliorant la structure et la morphologie des revêtements composites, une étape majeure pour augmenter leur résistance à la détérioration, à la corrosion, aux chocs et à l’usure de contact. «Ces améliorations ouvrent la voie à une intégration réussie des nanoparticules», déclare le Dr Bochtis. «Cela permettra à un certain nombre d’industries de ne plus dépendre du chromage dur, qui sera bientôt considérablement limité par les réglementations de l’UE.» Des progrès sont également réalisés du côté TS de l’équation. Les chercheurs ont en effet développé un «cermet vert» offrant des propriétés mécaniques similaires à celles du cobalt, mais pour un poids significativement plus faible. Une nouvelle génération de revêtements Ces travaux ne sont pas que théoriques, le Dr. Bochtis expliquant que les chercheurs ont déjà procédé à une première étude systématique du comportement tribologique de plusieurs revêtements électrodéposés et pulvérisés, dans des conditions susceptibles d’être étendues à de véritables scénarios industriels. «C’est sur la base de cette première étude systématique que les systèmes candidats les plus prometteurs seront sélectionnés», déclare-t-il. «En outre, différentes méthodes d’essai et d’évaluation des matériaux ont été développées et/ou actualisées afin de mieux simuler les besoins des utilisateurs finaux et d’effectuer des essais dans des conditions réalistes.» PROCETS est sur le point de proposer une nouvelle génération de revêtements respectueux de l’environnement et de la santé, conçus à partir de nanoparticules renforcées. «À l’issue du projet, je m’attends clairement à ce que le secteur de la finition de surface accélère l’adoption des nanomatériaux et de ces produits par le marché», ajoute le Dr Bochtis.
Mots‑clés
PROCETS, chromage dur, projection thermique, corrosion des infrastructures, nanoparticules, nanotechnologie, revêtements composites