Galvanisation – procédés et coûts comparés

Qu'est-ce que la galvanisation ?

La galvanisation est une forme de revêtement de surface qui protège particulièrement bien l'acier contre la corrosion. Lors de la galvanisation, une fine couche de zinc est appliquée directement sur le métal par différents procédés.

Quels sont les avantages de la galvanisation par rapport à la peinture ?

Alors que les revêtements ordinaires comme les peintures ou les revêtements par poudre protègent une pièce en empêchant une réaction avec l'oxygène (oxydation), la galvanisation offre en plus une protection cathodique contre la corrosion. L'acier reste ainsi protégé contre la corrosion même en cas de petits dommages comme des rayures, des coupes, des perçages ou sur les arêtes.

L'acier galvanisé peut être exposé sans problème aux intempéries pendant de nombreuses années, et même de petits dommages n'ont aucune influence sur la stabilité de l'acier. Pour les pièces peintes, en revanche, les dommages doivent être retouchés afin d'éviter une corrosion perforante.

Qu'entend-on par protection cathodique contre la corrosion ?

Le zinc du revêtement est moins noble que la construction en acier sous-jacente. La couche de zinc agit donc comme une anode sacrificielle, qui s'oxyde en premier. Ainsi, la construction en acier sous-jacente est protégée contre la corrosion jusqu'à ce que la couche de zinc soit consommée. Cette protection subsiste même en cas de dommages de la surface et dure très longtemps.

Les pièces galvanisées peuvent-elles rouiller ?

La galvanisation offre une très bonne protection contre la corrosion, mais de la rouille peut néanmoins apparaître avec le temps. Lors de l'utilisation de pièces galvanisées, il convient de tenir compte des points suivants :

• Pour éviter la corrosion, les dommages de surface importants doivent être retouchés. On peut utiliser pour cela de la peinture riche en zinc.
• L'environnement des pièces influe sur la durée de vie de la couche de zinc. L'humidité ou les sels augmentent la conductivité et favorisent la corrosion. Il faut y veiller tout particulièrement dans les régions côtières.
• La corrosion galvanique est également favorisée par une conductivité plus élevée de l'environnement. Pour éviter la corrosion galvanique, il faut tenir compte du potentiel électrochimique lors du choix des éléments d'assemblage et lors de l'utilisation de matériaux différents. L'assemblage avec du cuivre ou de l'acier inoxydable, entre autres, pose problème. La masse de la couche de zinc en tant qu'anode sacrificielle joue également un rôle. Des vis en acier inoxydable pour fixer une tôle galvanisée ne posent en général pas de problème ; en revanche, si l'on fixe une tôle en acier inoxydable avec une vis galvanisée, de la corrosion apparaît.

Vous trouverez plus de détails sur une galvanisation dans les règles de l'art et sur la manipulation des constructions métalliques galvanisées dans les normes indiquées à la fin du texte.

Quels sont les procédés de galvanisation ?

Galvanisation à chaud

Lors de la galvanisation à chaud, la construction métallique ou les pièces sont plongées dans un bain de zinc liquide. La température du zinc est d'environ 450 °C. Les épaisseurs de couche de zinc sont comprises entre 50 et 150 micromètres. Dans les installations de galvanisation en continu, comme celles utilisées par exemple pour galvaniser les tôles ou les tubes en acier, des épaisseurs de zinc nettement plus faibles sont également obtenues.

Les grandes pièces sont suspendues individuellement et plongées dans le bain de zinc. Les petites pièces sont galvanisées par centrifugation : elles sont plongées dans le bain de zinc dans des paniers, puis l'excédent de zinc est éliminé dans une centrifugeuse.

Vous pouvez voir comment fonctionne la galvanisation à chaud dans la vidéo explicative ci-contre de l'Institut für Feuerverzinken.

À quoi faut-il faire attention lors de la galvanisation à chaud ?

Pour la galvanisation à chaud, les pièces doivent être préparées dans les règles de l'art. Il faut s'assurer que le zinc liquide atteigne toutes les zones de la pièce et puisse aussi s'écouler. Pour cela, on perce des orifices d'entrée et d'évent. Les pièces doivent en outre être propres avant la galvanisation. Peintures, huiles et autres résidus doivent être entièrement éliminés. Le nettoyage peut aussi être réalisé chez le galvaniseur.

L'échauffement peut entraîner des déformations. Cela pose surtout problème pour les pièces soudées ainsi que pour les tôles minces et de grande surface. Les tolérances serrées doivent donc être retouchées. Les filetages doivent être repris après la galvanisation.

Lors de la galvanisation à chaud, les pièces sont plongées dans un bain de zinc liquide. Il est tout à fait normal que l' épaisseur de la couche de zinc ne soit pas partout identique. La surface n'est pas comparable à une surface peinte. Des défauts liés au procédé peuvent apparaître et doivent être tolérés selon la norme EN ISO 1461. Les arêtes vives et les creux sont particulièrement problématiques.

Les pièces galvanisées à chaud peuvent ensuite être thermolaquées ou peintes. Pour obtenir une bonne qualité de surface, elles doivent être reprises après la galvanisation. Un ébavurage fin élimine les défauts et égalise la surface. Pour que la peinture adhère sur la couche de zinc, la surface doit subir un traitement chimique.

Où trouver des prestataires de galvanisation à chaud ?

Sur l'annuaire Stahlbau-Lieferant.de, vous trouverez plusieurs prestataires de galvanisation à chaud en Autriche et en Europe de l'Est. Vous trouverez une liste d'ateliers de galvanisation à chaud en Allemagne auprès de l'Industrieverband Feuerverzinken. Pour limiter les coûts de transport liés à la galvanisation, il est recommandé de choisir un galvaniseur proche du fournisseur ou du client.

Électrozingage

Lors de l'électrozingage, les pièces ne sont pas plongées dans un bain de zinc fondu, mais dans un bain d'électrolyte. La construction métallique ou les pièces servent de cathode lors de l'électrozingage. Une électrode en zinc pur sert d'anode. En appliquant une tension, une couche de zinc se dépose sur la construction métallique.

L'épaisseur de cette couche de zinc peut être contrôlée par la durée du procédé. Toutefois, la couche de zinc n'est pas partout d'épaisseur uniforme. On obtient en général des épaisseurs de couche comprises entre 5 et 40 micromètres, soit nettement moins qu'en galvanisation à chaud.

La protection contre la corrosion par électrozingage est donc en principe moins bonne qu'en galvanisation à chaud, mais le procédé offre aussi de nombreux avantages.

Quelles sont les différences entre l'électrozingage et la galvanisation à chaud ?

• Grâce à la faible épaisseur de la couche de zinc, la précision dimensionnelle des pièces est meilleure en électrozingage qu'en galvanisation à chaud.
• Avec l'électrozingage, les filetages n'ont pas besoin d'être repris.
• L'électrozingage peut aussi être appliqué aux pièces sensibles à la température. En galvanisation à chaud, celles-ci se déformeraient sous l'effet de la chaleur.
• Pour améliorer encore la protection contre la corrosion, les pièces peuvent en outre être chromatées ou thermolaquées.

La galvanisation à chaud offre une protection contre la corrosion nettement meilleure que l'électrozingage. Lorsqu'il s'agit de la résistance à la corrosion de pièces simples, la galvanisation à chaud est le meilleur choix. Si les pièces doivent être précises ou présenter une surface aussi uniforme que possible, l'électrozingage est mieux adapté. Pour les pièces fortement sujettes à la déformation, l'électrozingage est également avantageux.

Métallisation au zinc

Lors de la métallisation au zinc, un fil de zinc est fondu et projeté sur la pièce au moyen d'air comprimé, comme pour la peinture. Les épaisseurs de couche sont similaires à celles de la galvanisation à chaud et se situent entre 80 et 150 micromètres. Les inconvénients décisifs sont qu'elle ne peut pas être appliquée dans les cavités et que la charge de travail est relativement élevée. En revanche, la métallisation au zinc peut aussi être appliquée à des pièces qui ne conviennent pas à la galvanisation à chaud et elle peut également être réalisée directement sur chantier. La métallisation au zinc ne nécessite aucun temps de séchage, car le zinc se solidifie immédiatement.

En galvanisation à chaud, la taille des pièces dépend des dimensions du bain de zinc. De nombreux galvaniseurs ne peuvent traiter que des pièces jusqu'à 8 m de longueur, certains jusqu'à 15 m. La métallisation au zinc permet aussi de revêtir des pièces trop grandes pour la galvanisation à chaud.

En métallisation au zinc, l'épaisseur de couche peut être adaptée individuellement. Une pièce peut présenter une épaisseur de couche plus importante aux endroits critiques.

Combien coûte la galvanisation en 2023 ?

Les coûts de galvanisation dépendent du procédé utilisé. En règle générale, dans un contexte industriel, il faut compter 0,25 – 0,6 € par kg de construction métallique finie pour des pièces en profilés ou en tubes. La galvanisation de petites pièces est nettement plus chère. Les particuliers commandant de petites quantités doivent également s'attendre à des prix nettement plus élevés.

Pour les pièces à parois minces comme les tôles, le prix dépend aussi de la géométrie. Vous trouverez une estimation plus précise des coûts pour chacun des procédés.

À cela s'ajoutent les coûts de transport et les coûts de préparation et de reprise des pièces.

Par rapport aux matériaux et procédés alternatifs, la galvanisation est très intéressante sur le long terme. Les pièces galvanisées coûtent moins cher que les pièces en acier inoxydable et la protection contre la corrosion par galvanisation est supérieure à celle des pièces peintes. Pour les applications en extérieur en particulier, la galvanisation est souvent l'alternative la plus avantageuse à long terme. Dans cet article, vous trouverez aussi des exemples de prix par kg de construction métallique pour différentes pièces.

Coûts de la galvanisation à chaud

Les coûts de la galvanisation à chaud dépendent du volume de commande ainsi que de la taille et de la complexité des pièces. En outre, les prix de la galvanisation dépendent fortement des coûts de l'énergie et du prix du zinc. Le prix du zinc étant actuellement très élevé, de nombreux galvaniseurs ont dû augmenter leurs prix en 2022.

Les prix de la galvanisation à chaud des constructions métalliques très lourdes commencent à environ 0,40 €/kg. Pour la construction métallique légère dans un contexte industriel, la galvanisation à chaud coûte environ 0,60 € le kilogramme. La galvanisation par centrifugation de petites pièces de moins de 3 kg coûte environ 1,30 €/kg pour les clients industriels.

Pour les petites quantités destinées aux particuliers, il faut compter des prix supérieurs à 1 €/kg.

Pour l'ébavurage fin, il faut prévoir des coûts supplémentaires de 0,20 – 0,30 €/kg.

Coûts de la métallisation au zinc

Les coûts de la métallisation au zinc s'élèvent à environ 10-12 €/m². À cela s'ajoutent les coûts du sablage préalable, qui dépendent très fortement de l'état de surface et de la géométrie des pièces. De plus, après la métallisation, les pièces doivent encore recevoir un revêtement ou une peinture. La charge de travail en métallisation au zinc est très élevée ; les coûts salariaux sont donc un facteur décisif.

Coûts de l'électrozingage

Les coûts de l'électrozingage dépendent surtout de l'épaisseur de couche et commencent à environ 0,25 €/kg. Dans de nombreuses applications, l'électrozingage est moins cher que la galvanisation à chaud. À épaisseur de couche égale, l'électrozingage est toutefois beaucoup plus cher que la galvanisation à chaud.

La galvanisation est-elle moins chère à l'étranger ?

Contrairement aux travaux de soudage, les coûts de galvanisation à l'étranger ne sont en général pas inférieurs à ceux de l'Europe de l'Ouest, de sorte que dans ces pays, les constructions peintes sont nettement moins chères que les constructions galvanisées. En Europe de l'Ouest, c'est l'inverse : les éléments en acier galvanisés y coûtent généralement moins cher que les éléments peints.

Galvaniser soi-même des pièces

Construire soi-même une installation de galvanoplastie

Pour le bricolage et les petites pièces comme les bijoux, il existe des kits d'électrozingage à faire soi-même à domicile. Ils sont généralement utilisés pour l'argenture ou la dorure, mais avec les électrolytes adaptés et une anode en zinc appropriée, ils conviennent aussi au zingage. Outre les bains de galvanoplastie, il existe aussi des appareils de galvanoplastie manuels plus simples.

Peinture riche en zinc ou zinc liquide

La peinture riche en zinc et le zinc liquide sont des moyens simples d'appliquer ou de réparer après coup une protection cathodique contre la corrosion. Il s'agit d'un primaire contenant de fines particules de zinc. Cette poussière de zinc assure les propriétés anticorrosion. Ils existent aussi bien à appliquer au pinceau que sous forme de bombes de zinc pratiques. Avec les bombes, il faut savoir que l'épaisseur de la couche de zinc est plus faible.

Pour aller plus loin sur la galvanisation de l'acier :

Maaß, Peter / Peißker, Peter

Handbuch Feuerverzinken, 4e édition 2016

Wiley-VCH, Weinheim

Sources

• DIN EN ISO 1461 – Revêtements par galvanisation à chaud sur produits finis en fonte et en acier (galvanisation à façon) – Spécifications
  et méthodes d'essai – et supplément 1 associé
• DIN EN ISO 14713 – Protection contre la corrosion des structures en fonte et en acier – Revêtements de zinc et d'aluminium –
  Lignes directrices
• DIN EN 2063 – Projection thermique – Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques – Zinc, aluminium et alliages de ces métaux (ISO 2063:2005)
• COST EFFECTIVE GALVANISING IN REMOTE AREAS – Mr. Stuart Anthony McInally – University of Queensland 2013
• Wikipedia

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