Les sels solubles laissés sur une surface avant l'application d'un revêtement constituent l'une des principales causes de défaillance prématurée du revêtement. Bien que ces contaminants soient souvent invisibles, ils peuvent réduire considérablement la durée de vie du revêtement et augmenter les coûts de maintenance.
Ces sels attirent l'humidité, favorisent la corrosion sous film et peuvent provoquer la formation de cloques ou une perte d'adhérence après la mise en peinture. Les méthodes de préparation de surface courantes, telles que le sablage abrasif ou le nettoyage à l'outil mécanique, ne permettant pas d'éliminer de manière fiable les sels solubles, la vérification avant l'application du revêtement est souvent essentielle pour garantir la performance à long terme de ce dernier.
Trois inspecteurs différents mesurent la même surface en acier décapée en utilisant la méthode de Bresle. L'un indique 22 µS/cm, un autre 28 mg/m2, et le troisième 2,5 µg/cm2. Tous trois estiment que la surface est conforme. Lequel a raison ?
Ce genre de situation est fréquent, car les essais de sels solubles sont souvent mal compris. La méthode Bresle ne mesure pas directement la quantité de sel présente sur une surface ; elle indique simplement aux inspecteurs la procédure à suivre pour prélever des échantillons sur cette surface. D'autres normes et calculs doivent être appliqués pour obtenir des résultats pertinents à partir de ces échantillons.
Pour ajouter à la confusion, certaines méthodes d'essai mesurent la concentration d'ions salins individuels sur une surface. Bien que ces méthodes permettent également de contrôler la contamination de surface, elles expriment une valeur complètement différente et ne peuvent pas être comparées directement aux résultats d'un essai de conductivité.
Pour garantir des résultats cohérents et pertinents, il est important que toutes les parties prenantes maîtrisent les normes applicables, les unités exigées par une spécification, ainsi que les meilleures pratiques pour mesurer et consigner les sels solubles.
Les normes ISO 8502-6 et ISO 8502-9 fonctionnent de concert pour fournir une méthode normalisée et reproductible d'évaluation de la contamination par les sels solubles sur les surfaces en acier avant application du revêtement. Pour de plus amples informations sur l'utilisation de ces méthodes, consultez l'article Mesure des sels solubles conformément aux normes ISO 8502-6 et ISO 8502-9 — La méthode de Bresle.
La norme ISO 8502-6 spécifie les modalités d'élimination des sels solubles de la surface. Un volume défini d'eau déminéralisée est mis en contact avec une surface de dimension connue, à l'aide d'une pastille ou d'une cellule, afin de dissoudre les contaminants solubles dans l'eau.
L'eau déminéralisée est aspirée et refoulée dans la pastille, puis laissée au repos pendant un temps de contact spécifié, avant d'être prélevée pour analyse.
Le DeFelsko PosiPatch, le patch adhésif et le patch adhésif en latex sont tous conformes à la norme ISO 8502-6.
La norme ISO 8502-9 spécifie la méthode d'évaluation de la solution extraite. La conductivité de la solution est mesurée à l'aide d'un conductimètre à compensation de température.
La densité superficielle des sels est calculée en fonction de la valeur de conductivité connue pour différents types de sels, du volume d'eau utilisé lors de l'essai et de la surface avec laquelle l'eau a été en contact.
La sonde interchangeable PosiTector SST est conforme à la norme ISO 8502-9 et guide l'utilisateur tout au long des méthodes d'essai ISO 8502-6 et 8502-9.
Résumé : la norme ISO 8502-6 définit la méthode d'extraction des sels ; la norme ISO 8502-9 définit la conversion de la conductivité en une valeur de contamination de surface comparable.
Le sel regroupe une large catégorie de composés chimiques naturels présentant des propriétés et des valeurs de conductivité variables. Une surface destinée à être revêtue présente généralement un mélange de différents sels, chacun ayant un impact propre sur la conductivité.
La méthode définie par les normes ISO 8502-6 et ISO 8502-9 n'identifie pas la composition chimique spécifique des sels présents sur une surface. Le calcul suppose plutôt un profil de contamination fondé sur l'eau de mer. Un article influent d'Åke Bresle (qui a donné son nom à la méthode) a proposé d'utiliser une constante de conductivité de 5 kg·m⁻²·S⁻¹. Cette valeur a été déduite directement de la relation entre la conductivité et la masse totale de sels dissous dans l'eau de mer, qui sert de modèle de référence pour la contamination par les sels solubles. Les résidus d'eau de mer et les sels de déverglaçage (routiers et marins) constituant les principales sources de contamination, cette hypothèse demeure valide pour la grande majorité des applications.
D'autres constantes ont été proposées en partant du principe qu'une surface ne contient qu'un seul type de sel (tel que le NaCl) ou un ion spécifique (tel que l'ion Cl⁻). Ces solutions de rechange sont parfois spécifiées pour des applications particulières ou à des fins de comparaison, mais la norme ISO 8502-9 prescrit une constante de 5 kg·m⁻²·S⁻¹ pour la préparation de surface industrielle générale.
Pour répondre à cette question, il convient d'examiner l'origine des sels. Pour la grande majorité des projets de revêtement, la composition ionique spécifique n'a pas d'incidence majeure, car elle est prévisible et constante. La majeure partie de la contamination par les sels solubles sur les structures en acier provient de deux sources principales : l'atmosphère marine et les sels de déverglaçage. Les sels atmosphériques d'origine marine peuvent pénétrer profondément à l'intérieur des terres, tandis que les routes et les ponts sont fréquemment traités avec du sel gemme. Ces deux sources déposent un mélange de sels principalement composé de chlorure de sodium (NaCl).
Ces deux sources représentant l'écrasante majorité de la contamination de surface, la composition ionique à la surface de l'acier est rarement incertaine : il s'agit presque toujours d'un mélange à forte teneur en chlorures comparable à l'eau de mer. Cette constance explique précisément l'efficacité du calcul de la norme ISO 8502-9, qui suppose un mélange de sels « standard » (fondé sur l'eau de mer) représentatif de la réalité pour la plupart des projets de peinture industrielle.
Il existe toutefois des exceptions où la source de contamination ne correspond pas à ce profil. Dans ces cas, un test de conductivité général peut prêter à confusion. Par exemple, les structures situées à proximité de centrales au charbon ou d'installations de traitement chimique peuvent être contaminées par des sulfates ou des nitrates plutôt que par des chlorures. De plus, si une surface est lavée avec des produits de nettoyage hautement conducteurs ou des inhibiteurs de rouille, un test de conductivité peut indiquer un échec en raison des résidus inoffensifs du produit de nettoyage plutôt que de la présence de sels de corrosion nuisibles.
Si la nature de l'ion joue un rôle déterminant dans la corrosion chimique, la concentration totale est le principal facteur d'apparition des cloques.
Attaque chimique (Corrosion) Les différents ions n'attaquent pas l'acier avec la même agressivité. Les chlorures sont de petits ions hautement mobiles qui pénètrent la couche d'oxyde passive de l'acier, entraînant une corrosion par piqûres rapide. Les sulfates, fréquents dans les zones industrielles, réagissent avec l'acier pour former des produits de corrosion qui se dilatent et fissurent le revêtement par le dessous. D'un point de vue strictement corrosif, une quantité donnée de chlorure présente un risque plus élevé pour l'acier que la même quantité d'un sel moins agressif (tel qu'un carbonate).
Agression physique (boursouflures osmotiques) En revanche, la formation de boursouflures osmotiques est régie par la concentration et non par la chimie. Les sels solubles laissés sous un revêtement sont hygroscopiques et attirent l'humidité à travers le feuil de peinture semi-perméable par osmose. La force de cet appel (pression osmotique) est déterminée par la concentration de particules dissoutes, indépendamment des ions spécifiques présents. Par conséquent, une lecture de conductivité élevée indique une forte concentration de sels dissous et, par voie de conséquence, un risque élevé de boursouflure, même si les ions présents ne sont pas chimiquement agressifs.
Étant donné que la formation de boursouflures osmotiques est dictée par la concentration totale, la méthode ISO 8502-9 constitue un excellent indicateur prédictif du risque de boursouflure, quel que soit le type de sel.
Furthermore, it acts as a conservative safety net for corrosion. If the calculated surface density is low enough to meet a strict specification (e.g., < 20 mg/m²), the concentration of any individual aggressive ion will inevitably be even lower. By limiting the total salt level, the standard effectively limits the aggressive ions without requiring complex, expensive, and slow chemical analysis in the field. This "catch-all" approach ensures that if a surface passes the Bresle test, it is generally safe for coating.
Les résultats concernant les sels solubles sont généralement exprimés selon l'une des trois méthodes suivantes :
Les cahiers des charges des projets définissent généralement les critères d'acceptation dans l'une de ces unités. Il est essentiel de comprendre ce que chaque unité représente et de savoir quelles conversions sont possibles pour interpréter et consigner correctement les résultats d'essai.
La conductivité est la valeur la plus simple à consigner lors d'un essai selon la méthode de Bresle. Après avoir réalisé le processus d'extraction défini dans la norme ISO 8502-6, le liquide d'extraction peut être mesuré à l'aide d'un conductivimètre, ce qui donne un résultat en µS/cm ou dans une unité équivalente.
Plus communément, les spécifications se basent sur la concentration maximale de sels pouvant être présente sur la surface, exprimée à l'aide d'une unité de densité surfacique. La conversion des lectures de conductivité en densité surfacique nécessite un calcul prenant en compte le volume d'extraction, la surface d'essai et la conductivité du sel présent sur la surface.
Remarque : Certaines spécifications exigent des mesures spécifiques aux ions (par exemple, la concentration de chlorures en ppm). Ces mesures ne peuvent pas être calculées à partir des lectures de conductivité, et d'autres méthodes d'essai doivent être employées.
Pour calculer la densité surfacique des sels solubles (ρA) en mg/m2, la norme ISO 8502-9 fournit l'équation suivante :
ρA = c ⋅ 10 ^ 2 ⋅ V ⋅ Δγ / A
Deux de ces paramètres (V et A) sont issus des spécificités de la procédure d'essai et des outils utilisés, et peuvent varier selon le fabricant et le modèle. Δγ est le résultat fourni par le conductivimètre.
Comme indiqué ci-dessus (voir : Comment la norme ISO 8502-9 détermine-t-elle le type de sel présent sur la surface ?), la constante c repose sur la nature présumée du sel présent sur la surface testée. La norme ISO 8502-9 recommande d'utiliser une valeur de 5 kg·m⁻²·S⁻¹ pour représenter un mélange standard de sels couramment rencontrés sur les surfaces.
Exemple de calcul :
Données d'essai :
• Lecture de conductivité (Δγ) : 20 µS/cm
• Volume d'extraction (V) : 3 ml
• Surface d'essai (A) : 12,5 cm2 = 1250 mm2
Hypothèses :
Constante de conductivité ionique (c) : 5 kg·m-2·S-1
Application de la formule :
ρA = (c · 102 · V · Δγ) / A = (5 · 100 · 3 · 20) / 1250 = 30000 / 1250 = 24 mg/m²
Interprétation :
Si la spécification du projet tolère un maximum de 50 mg/m2 avant le revêtement, cette surface est conforme. Si la spécification est de 20 mg/m2, cette surface est non conforme.
Remarque : Les conductivimètres modernes conçus pour les essais selon la méthode de Bresle, tels que le PosiTector SST, peuvent effectuer automatiquement les calculs présentés ci-dessus. En saisissant le volume d'extraction, la surface d'essai et le type de sel présumé lors de la configuration, l'instrument affiche immédiatement à la fois la conductivité (µS/cm) et la densité saline (mg/m2 ou µg/cm2) dès la fin de l'essai.
La densité surfacique des sels solubles est généralement spécifiée et consignée dans deux unités différentes : mg/m2 et µg/cm2. Ces deux unités mesurent la masse de sel par unité de surface, mais à des échelles différentes. À l'instar des mètres et des centimètres, ces unités peuvent être converties l'une en l'autre à l'aide d'un facteur de multiplication simple.
Pour effectuer la conversion entre les unités, multipliez ou divisez par dix :
Pour l'exemple de calcul ci-dessus, si les résultats devaient être exprimés en µg/cm2, il suffit de diviser par 10 pour obtenir un résultat final de 2,4 µg/cm2.
Vous souvenez-vous de nos trois inspecteurs présentés précédemment ? Chacun estimait que la surface était conforme aux spécifications, bien que chacun ait exprimé ses résultats dans des unités différentes : 22 µS/cm, 28 mg/m2 et 2,5 µg/cm2.
Grâce à une bonne compréhension de ces trois unités différentes, nous pouvons effectuer des calculs pour rendre ces valeurs facilement comparables. Après avoir confirmé auprès du premier inspecteur qu'il a utilisé 3 ml de liquide d'extraction et une cellule d'essai d'une surface de 1250 mm2, nous pouvons calculer une densité de surface de 26,4 mg/m2. Pour la troisième inspectrice, nous pouvons multiplier son résultat par 10 pour obtenir 25 mg/m2.
Nous disposons désormais de trois résultats exprimés dans la même unité : 26,4 mg/m2, 28 mg/m2 et 25 mg/m2. Ces trois lectures se situent dans les limites de la variation normale de mesure et, comparées à une spécification de projet de 50 mg/m2, les trois inspecteurs peuvent s'accorder sur le fait que la surface est conforme et prête pour l'application du revêtement.
Outre la méthode d'essai et le calcul, plusieurs facteurs peuvent influencer les résultats des essais. Il est important que l'inspecteur comprenne l'impact de ces facteurs sur les résultats de mesure, maintienne la cohérence entre les essais et signale tout écart par rapport aux pratiques standard.
La première étape lors de la réalisation d'un essai selon la méthode Bresle consiste à effectuer une mesure à blanc ou de référence afin de corriger toute contamination présente dans l'eau ou l'équipement plutôt que sur la surface elle-même.
Conformément aux instructions du fabricant, mesurez la conductivité de l'eau déminéralisée utilisée avant l'essai. Une fois enregistrée, cette valeur d'essai à blanc doit être soustraite de la lecture de conductivité finale pour mesurer la variation de conductivité de l'eau après son contact avec la surface (∆γ = conductivité après l'essai – conductivité de l'essai à blanc).
En règle générale, un résultat d'essai à blanc de 5 µS/cm ou moins est acceptable pour les essais. Si des valeurs supérieures sont observées, rincez le conductivimètre et les instruments d'essai avec de l'eau déminéralisée ou utilisez un nouveau flacon d'eau déminéralisée.
La normalisation de la température compense l'influence de la température sur les lectures de conductivité, permettant ainsi de comparer les résultats avec précision et cohérence. La conductivité électrique augmente avec la température, car les ions se déplacent plus librement dans les solutions plus chaudes.
Pour éliminer cet effet, les mesures de conductivité utilisées pour l'essai des sels solubles sont normalisées à 25 °C, conformément aux exigences de normes telles que l'ISO 8502-9. Cet ajustement est généralement effectué automatiquement par l'instrument grâce à un capteur de température intégré et à un algorithme de correction.
La durée pendant laquelle l'eau demeure en contact avec la surface peut influencer la quantité et la nature des sels extraits. La plupart des fabricants d'instruments recommandent un temps de contact de 2 minutes, constituant un juste équilibre entre aspect pratique et efficacité d'extraction. Les différentes normes formulent des recommandations variées quant à la durée à observer pour l'extraction des sels solubles. Historiquement, la norme ISO 8502-6 n'exigeait pas de temps de contact spécifique ; la révision plus récente de 2020 spécifie un temps de contact d'au moins 10 minutes. D'autres normes internationales (telles que le guide SSPC 15) recommandent des temps de contact pouvant descendre jusqu'à 90 secondes.
Il est important d'utiliser le même temps de contact lors de la réalisation d'essais multiples et de comparer uniquement les résultats d'essais menés avec des temps de contact similaires. Consultez les spécifications du chantier ou la norme applicable pour déterminer si un temps de contact spécifique doit être appliqué, ou discutez-en avec les parties concernées afin de parvenir à un accord sur le temps de contact avant l'essai, en particulier lorsque plusieurs inspecteurs comparent des résultats d'essais.
Une fois l'essai réalisé correctement et la densité de surface calculée, les résultats doivent être comparés aux critères d'acceptation. Les normes ISO 8502-6 et 8502-9 ne spécifient pas le niveau de sel acceptable sur une surface ; ces limites sont définies par les spécifications du projet ou les exigences de performance du revêtement appliqué. Il n'existe pas de limite universelle de réussite/échec pour les sels solubles. Les niveaux acceptables dépendent de l'environnement de service, du système de revêtement, de la méthode de préparation de surface et de la spécification du projet.
Facteurs déterminant les niveaux de sels acceptables
Les normes évitent délibérément de fixer des seuils rigides, laissant à la spécification technique le soin de définir les limites d'acceptation.
Exemples illustratifs uniquement. Vérifiez toujours les exigences spécifiques du projet par rapport aux documents contractuels en vigueur et aux fiches techniques du fabricant avant de procéder.
Limites types selon les normes de l'industrie
IMO PSPC (Ballastières - Construction neuve)—50 mg/m2 (5 µg/cm2)
ISO 12944-9 (Offshore & Marine - Environnements C5/CX)—20 mg/m2 (2 µg/cm2)
Pétrole et gaz (ex. Aramco) Immersion critique / Service de revêtement intérieur—20 mg/m2 (2 µg/cm2)
Pétrole et gaz (ex. Aramco) Hors immersion / Atmosphérique—50 mg/m2 (5 µg/cm2)
Industrie générale (Atmosphérique léger - C1-C3)—80-100 mg/m2 (8-10 µg/cm2)
L'interprétation des résultats de sels solubles nécessite de comprendre à la fois ce que l'essai mesure et la manière dont les résultats sont calculés et rapportés. La méthode Bresle mesure la conductivité électrique d'une solution extraite, et non la masse réelle ou la composition des sels présents sur la surface. Cette conductivité est ensuite convertie en densité de surface en utilisant le volume d'extraction, la zone d'essai et une constante de conductivité présumée basée sur des mélanges de sels types.
Lorsque les résultats sont correctement normalisés en température, vérifiés par rapport à un témoin propre et exprimés dans les unités appropriées, ils constituent un indicateur fiable et répétable de la contamination par les sels solubles. Interprétés dans le contexte des spécifications du projet, ces résultats permettent aux inspecteurs, aux prescripteurs et aux maîtres d'ouvrage de prendre des décisions éclairées de réussite ou d'échec avant l'application du revêtement.
Points clés
• Les sels solubles peuvent subsister sur les surfaces préparées et constituent une cause fréquente de défaillance prématurée des revêtements.
• Les sels solubles provoquent la dégradation des revêtements par deux mécanismes : l'attaque chimique et la formation de cloques par osmose.
• La méthode de Bresle ne mesure pas la masse des sels ; elle mesure la conductivité d'une solution d'extraction.
• La norme ISO 8502-6 définit la méthode d'extraction des sels solubles d'une surface ; la norme ISO 8502-9 définit l'interprétation de la conductivité.
• Les résultats d'essai sont généralement exprimés en unités de densité superficielle, et non en composition réelle des sels ou en concentration ionique.
• Les valeurs de conductivité doivent être normalisées en température et vérifiées par rapport à un essai à blanc pour être significatives.
• Les unités de mesure ont leur importance : le µS/cm exprime la conductivité de la solution, tandis que le mg/m² ou le µg/cm² qualifie la contamination de la surface.
• La conversion de la conductivité en densité superficielle nécessite de poser des hypothèses concernant le volume d'extraction, la surface d'essai et la composition des sels.
• Il n'existe pas de seuil d'acceptation ou de rejet universel ; les critères d'acceptation sont définis par la spécification du projet.
• Correctement interprétés, les résultats des essais de sels solubles fournissent un indicateur reproductible et normalisé de la propreté de la surface avant l'application du revêtement.
