mars/avril 2013

Exposer les failles

Sergei Shipilov expose les dangers de la corrosion

Par Alexandra Lopez-Pacheco

Sergei Shipilov, professeur et chercheur en science des matériaux et génie à l’université North Texas, se spécialise en science et génie de la corrosion, notamment en corrosion fissurante sous tension (CFT), fatigue sous corrosion et fragilité due à l'hydrogène. Il a rédigé plus de 100 articles scientifiques et chapitres de livres dans son domaine et a révisé l’ouvrage de deux volumes « Environment-Induced Cracking of Materials » (Elsevier, 2007) et « Minimizing Infrastructure Corrosion » (NACE, 2009). Dans sa présentation, « Dégradation et corrosion des matériaux dans une société durable », M. Shipilov sonne l’alarme en ce qui a trait à l’impact onéreux de la corrosion sur l’industrie et la société – en argent, mais aussi en vies.

ICM : Pourquoi la corrosion est-elle un sujet si important de nos jours?

M. Shipilov : La corrosion prend l’avant-scène parce que nous n’avons jamais connu un aussi grand volume d’infrastructures vieillissantes ayant besoin d’entretien. Le coût direct de la corrosion au Canada tourne autour de 41 milliards $, et les coûts indirects sont à peu près équivalents. La corrosion contribue aussi grandement à la pollution de l’environnement car elle permet l’écoulement de matières dangereuses de pipelines, de réservoirs et de réacteurs nucléaires.

Par exemple, la corrosion a joué un rôle dans la pire catastrophe chimique du monde qui a eu lieu à Bhopal, en Inde, en 1984, et qui a coûté la vie à 3 800 personnes directement et à environ 15 000 autres de maladies en découlant. Parce que l’infrastructure nord-américaine est vieillissante, la corrosion devient un important problème de sécurité publique. Par exemple, l’effondrement du pont de Minneapolis en 2007, qui a tué 13 personnes, et celui du pont à Montréal en 2006, qui en a tué cinq autres, dont une femme enceinte.

Il est important de comprendre que le problème n’est pas la corrosion en soi. Il s’agit d’un phénomène naturel, comme la pluie ou la neige. Mais elle peut engendrer des problèmes. Ceux-ci se manifestent sous la forme d’une dégradation de l’intégrité des structures. Si la corrosion n’a aucun effet sur l’intégrité d’une structure, tout va bien. Mais dans le cas contraire, un pont peut s’écrouler. Le problème consiste à comprendre l’impact de la corrosion sur les structures d’ingénierie et les technologies à haut risque.

ICM : La CFT est l’un de vos domaines de recherche. Pouvez-vous expliquer en quoi elle consiste?

M. Shipilov : Les données sur les pannes de structures d’ingénierie dans une grande variété d’industries montrent qu’entre 40 et 65 pour cent de toutes les pannes sont provoquées par ce type de fracture. Pour illustrer la CFT, prenons l’exemple d’un viaduc de béton à Toronto. Dans cet environnement, on utilise beaucoup de sel pendant l’hiver. Le sel est un important facteur de corrosion environnementale. Par les fissures du béton, le sel peut atteindre les poutres d’armature du viaduc et entraîner leur corrosion et la formation de rouille. La rouille augmente le volume des poutres, ce qui pousse le béton dans différentes directions et peut entraîner la chute d’un morceau de béton.

Le vieillissement des matériaux que nous utilisons est l’un des principaux problèmes de nos jours, car leurs propriétés en sont modifiées. Avec les années, les matériaux se transforment et deviennent friables. Ils ne peuvent alors plus soutenir le même niveau de pression et de déformation. Nous devons reconnaître le niveau de dégradation de nos matériaux.

ICM : Dans le cas des nouvelles structures, que pouvons-nous faire pour réduire la corrosion future?

M. Shipilov : Les ingénieurs devraient connaître les interactions critiques entre facteurs environnementaux et matériaux, afin de les éviter dans les systèmes de la prochaine génération. C’est essentiel car en matière de CFT et de corrosion, les facteurs environnementaux varient souvent selon le matériau. Pour certains matériaux, l’environnement accélérera la corrosion, tandis que d’autres conviendront mieux. À chaque matériau correspondent des environnements précis qui favoriseront ou pas sa dégradation. Quand on le reconnaît, on peut prévenir la corrosion. Par exemple, les chlorures aqueux causent la CFT des aciers inoxydables, mais n’ont pas le même effet sur les aciers au carbone, ni sur les alliages non ferreux.

Le principal problème vient du fait que les ingénieurs n’y sont pas sensibilisés. La CFT est le plus important type de corrosion. En fait, elle est responsable de problèmes structuraux plus graves que toutes les autres formes de corrosion réunies. Mais très peu de personnes l’étudient, et encore moins la comprennent.

La CFT est un domaine très complexe car il se situe au point de rencontre de la science des matériaux, de la chimie, de la mécanique et de l’ingénierie. C’est un domaine qui ne compte pas beaucoup de spécialistes car aucun programme universitaire ne réunit toutes ces disciplines. La première étape consiste à attirer l’attention sur le problème au moyen de la publicité.

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Traduit par SDL

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