Présentation
Auteur(s)
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Martine WÉRY : Ingénieur électrochimiste du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) - Docteur en chimie physique - Maître de conférences au département Chimie de l’IUT de Besançon-Vesoul
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le décapage est probablement l’une des opérations de traitements de surface parmi les plus connues. Toutefois, le terme décapage n’a pas la même signification pour tous les professionnels. Si la fonction principale de cette opération routinière concerne l’élimination d’une couche d’oxydes superficiels, d’autres formes sont à prendre en compte. Il s’agit de l’élimination de revêtements anciens, qu’ils soient organiques (décapage des peintures) ou métalliques (démétallisation sélective). Le décapage regroupe des opérations de vocations distinctes dont le dénominateur commun reste la mise à nu du métal sans altération du métal de base. Les domaines d’application de cette opération sont très vastes et concernent tant les procédés de fabrication que la mise en œuvre des métaux.
La diversité quasi infinie des matériaux métalliques et de leurs oxydes, ainsi que la multiplicité des procédés mécaniques ou chimiques pouvant être mis en œuvre, montre qu’il n’existe pas un décapage mais des décapages qui possèdent chacun leurs spécificités. Il est donc impossible de traiter le décapage, au sens général du terme, dans son intégralité. Cet article se limitera à rappeler les connaissances de base nécessaires pour une meilleure compréhension du décapage et à informer les praticiens des conséquences du choix de la technique utilisée.
Enfin, les traitements de surface étant réputés pour leur caractère polluant, nous aborderons le traitement des effluents et des déchets et nous montrerons qu’il est possible de diminuer le flux de pollution à la source par une meilleure maîtrise du procédé.
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- Version courante de sept. 2019 par Martine DEPÉTRIS-WÉRY
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Contraintes environnementales2. Notion de surface
La composition et la structure de la couche d’oxydation joue un rôle déterminant sur la décapabilité d’un matériau métallique. Nous débuterons ce paragraphe par la description d’une surface industrielle en nous intéressant notamment à l’oxydation des aciers.
2.1 Surface industrielle
Lors de son élaboration et/ou de sa mise en œuvre, un matériau métallique va subir diverses transformations mécaniques ou thermiques au cours desquelles sa surface va évoluer tant d’un point de vue physico-chimique que microgéométrique. Une surface industrielle est donc de nature complexe et sera constituée de plusieurs strates superposées résultant d’interactions entre le métal et son environnement, comme l’illustre la figure 2 [2][3][4]. D’une manière générale, en partant du volume du métal vers l’extrême surface, plusieurs zones peuvent être distinguées :
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une zone perturbée par divers phénomènes physiques (écrouissage, laminage...) ou chimiques (oxydation interne, décarburation...) ;
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une zone transformée, constituée par un mélange d’oxydes divers, qui constitue la calamine ;
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une zone contaminée caractérisée par la présence de couches physisorbées et chimisorbées de molécules organiques ou d’autres composés issus de l’atmosphère ambiante.
L’épaisseur de ces différentes couches est difficile à préciser car elle dépend, bien entendu, de la nature du métal mais également des modifications subies. Notons simplement que la profondeur de la zone perturbée (c’est-à-dire les deux couches internes) peut atteindre quelques centaines de micromètres alors que la couche externe de pollution n’est estimée qu’à quelques nanomètres.
La contamination organique pourra être éliminée par un dégraissage décrit par ailleurs [1]. La contamination minérale regroupe généralement des oxydes ou des couches superficielles réductrices composées de carbures et/ou nitrures. Les oxydes sont généralement éliminés par un décapage chimique « classique ». La couche de durcissement structural réductrice devra être, quant à elle, préalablement oxydée avant décapage.
Si on convient généralement...
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