Morphologie du revêtement de zinc
Électrozingage

Élément essentiel à la vie, le zinc est naturellement présent dans l’eau, l’air et la croûte terrestre. Recyclable indéfiniment, il contribue au développement durable, ce qui lui confère une place particulière au regard des autres métaux.

Préconisé pour la protection du fer en raison de ses propriétés sacrificielles, le zinc est devenu, depuis le milieu des années 1970, la protection anticorrosion n ^o 1 des aciers doux ou faiblement alliés. Ainsi, en prolongeant leur tenue en service, il contribue non seulement à pérenniser les investissements, mais aussi à préserver les ressources de minerais de fer et d’énergie.

S’agissant des produits manufacturés, cette protection prend la forme d’un revêtement de zinc d’épaisseur variable (de quelques micromètres à une centaine de micromètres) selon le secteur industriel concerné et le procédé d’élaboration retenu [1] :

• galvanisation à chaud : immersion dans un bain de zinc fondu  ;

• matoplastie : élaboration à l’aide d’un moyen d’impact au sein d’un milieu chimique ;

• métallisation : projection de zinc fondu au pistolet  ;

• pulvérisation cathodique : formation d’un dépôt de zinc, sous pression réduite, à partir de la condensation d’une vapeur métallique issue d’une source solide (cible)  ;

• revêtement de zinc lamellaire : application d’un film humide de solution organométallique contenant des lamelles de zinc (et d’aluminium) suivie d’une « cuisson » ;

• shérardisation : procédé thermochimique de diffusion superficielle de zinc dans l’acier ;

• électrozingage ou zingage électrolytique.

Le zingage électrolytique, objet du présent dossier, est un procédé simple d’utilisation et économiquement compétitif. Il est réalisé par électrolyse d’une solution aqueuse contenant des sels métalliques (Zn^II, Na⁺...) et non métalliques dont la nature dépend de l’application envisagée et des propriétés souhaitées du revêtement. La grande variété des caractéristiques des dépôts obtenus suivant la formulation et les conditions de dépôt rend ce revêtement anticorrosion incontournable dans de nombreuses applications : tôles destinées à l’automobile ou à l’électroménager, de la vis M3 jusqu’au chariot de supermarché...

Outre l’électrolyte, ce traitement nécessite un procédé d’élaboration dont le choix dépend du type de produit traité. Trois familles principales d’application sont proposées à savoir  :

• le traitement en vrac (dit « au tonneau ») destiné aux petites et moyennes pièces ne craignant pas les chocs ;

• le traitement unitaire (dit « à l’attache » ou « au bain mort ») dédié aux pièces de plus grandes dimensions, fragiles ou demandant un aspect parfait ;

• le traitement en continu (dit « au défilé » ou « à grande vitesse ») réservé aux tôles, tubes ou fils.

Au vu de ce qui précède, l’existence d’une seule forme de revêtement de zinc relève de l’utopie. Aussi nous est-il paru souhaitable de structurer le propos autour du triptyque électrozingage – réactivité – gestion ; le souci affiché étant de montrer que les propriétés du revêtement sont intimement liées à la nature du substrat, au choix du procédé d’application ainsi qu’à son mode de gestion, susceptible d’affecter sa teneur finale en hydrogène.

À l’heure où la demande environnementale est forte, le traitement des effluents issus d’une gamme d’électrozingage trouve tout naturellement sa place dans ce dossier.

Dans ce dossier, nous emploierons indifféremment les vocables « électrolyte » ou « bain » et « réacteur » ou « poste » pour désigner respectivement la solution électrolytique de zingage et la cuve de traitement.