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 Bulletins techniques
février 2013

Matériaux 101 - L'acier inoxydable : forces et limites dans les utilisations résidentielles

Par Frédéric Bourgeois ing., M. Sc. A., métallurgiste, Isabelle Murray ing., M.Sc.A., métallurgiste, Directrice adjointe, Montréal,

L'acier inoxydable est un matériau qui a révolutionné l'ère industrielle par son caractère stable en divers environnements. La stabilité de ce matériau est due à la présence d'une couche protectrice (communément appelée "couche passive"), laquelle se forme naturellement en surface de pièces d'acier inoxydable. C'est en ajoutant notamment des concentrations de chrome minimales de 14 % à un acier "régulier" (acier au carbone) qu'il a été ainsi possible de créer un telmatériau. Mais qui dit inoxydable ne signifie pas nécessairement non susceptible à la corrosion. Ce bulletin technique est le premier numéro d'une série de trois traitant des principaux composants en acier inoxydable retrouvés, entre autres, dans une majorité de résidences.

Partie 1 : Les gaines des raccords flexibles

Il fut un temps où la plomberie des bâtiments consistait essentiellement en l'utilisation de composants de cuivre. La révolution industriellemena à l'avènement de nouveaux matériaux moins dispendieux et ayant tout de même le potentiel de résister aux conditions d'utilisation résidentielle en milieu aqueux, dont notamment les laitons et les polymères. Or, puisque ce dernier type de matériau se caractérisait par des propriétés mécaniques limitées, son usage fut renforcé par l'ajout de matériaux métalliques. Il est maintenant commun de rencontrer des systèmes de plomberie impliquant des tuyaux de polymère et de raccordsmétalliques ou encore, des raccords flexibles faits d'un tube interne de plastique recouvert d'une gaine tressée en acier inoxydable, sujet du présent bulletin.

Figure 1 : Raccord flexible intègre

Vous n'avez qu'à examiner les branchements de votre lavevaisselle, de vos robinets ou de vos toilettes pour constater à quel point les raccords flexibles sont communément utilisés. Ceux-ci, couramment nommés "speedway", sont constitués d'une gaine externe en acier inoxydable tressée afin de conférer à l'ensemble de bonnes propriétés mécaniques tout en rendant l'ensemble flexible pour en faciliter l'installation (figure 1).

Bien que l'acier inoxydable de la gaine assure à l'ensemble d'excellentes propriétés pour résister aux contraintes internes induites par la pression de l'eau et par les déformations liées à l'installation ainsi qu'une bonne résistance contre l'endommagement mécanique, ce matériau comporte une faiblesse notable; il peut facilement être dégradé par corrosion en présence de certaines espèces ou constituants. Plus précisément, les chlorures et le soufre sont des éléments ayant le potentiel de corroder rapidement ce type de matériau. Mais que se passe-t-il au juste ?

De façon générale, l'emplacement des raccords flexibles est tel que ceux-ci sont confinés dans des endroits relativement clos dont, notamment, les cabinets de lavabo ou les armoires. Ces endroits servent également de lieu d'entreposage de produits de nettoyage ou autres, dont la composition peut impliquer la présence de chlorures et/ou de soufre ainsi que diverses autres espèces corrosives. De plus, ces mêmes produits n'ont pas nécessairement un embout complètement étanche et contiennent certains composants susceptibles de s'évaporer. Conséquemment, il est fréquent de rencontrer des gaines de raccords flexibles fortement détériorées par corrosion suite à leur exposition à de tels produits.

Les chlorures et le soufre sont des éléments qui, une fois en contact avec l'acier ino­xydable et en présence d'eau (condensation, humidité), ont le potentiel de détruire localement la couche passive de l'acier inoxydable. Lorsque cette couche se trouve perforée/détruite, l'acier ainsi révélé devient extrêmement susceptible à la corrosion, tout comme un acier régulier. Les zones détruites deviennent alors des régions de faiblesse où le métal sera préférentiellement dégradé par un phénomène de corrosion par piqûration. Étant donné que le diamètre des brins constituant la gaine d'acier inoxydable est relativement faible, ceux-ci s'en trouveront rapidement sectionnés. Lorsque suffisamment de ces brins auront cédé, les pressions normales générées par l'eau à l'intérieur du tube interne mèneront à la perforation de ce dernier, puisque la gaine ne jouera plus son rôle de soutien mécanique.

Figure 2 : Raccord flexible dont la gaine externe d'acier inoxydable est corrodée et dont le tube de plastique interne est fissuré

Pour déterminer si c'est ce phénomène qui est responsable de la défaillance des raccords flexibles, il est nécessaire de réaliser un examen métallurgique. En fait, des analyses macroscopiques et à forts grossissements des brins permettent de mettre en évidence les signes attribuables à une détérioration par piqûration dont, notamment, les dépressions ponctuelles des brins de la gaine accom­pagnées de dépôts de produits de corrosion (figure 2). De plus, des analyses de surface peuvent révéler la nature des espèces présentes dans les zones de corrosion. Il est également possible que l'étude métallurgique démontre que le tressage de la gaine était inadéquat ou qu'un endommagement mécanique à l'aide d'un outil est responsable de la défaillance du raccord flexible.

En conclusion, bien que l'acier inoxydable soit un matériau extrêmement performant, il peut facilement devenir vulnérable dans certaines conditions. Dans le cas de l'utilisation d'un tel matériau pour la fabrication des gaines tressées des tuyaux flexibles, ce sont certaines espèces (comme le chlore et le soufre) qui peuvent affecter rapidement son intégrité, sans oublier les défauts de fabri­cation et les endommagements mécaniques.