Acier inoxydable ou acier galvanisé

Introduction

Acier inoxydable ou acier galvanisé, il est essentiel de prendre en compte l'environnement, la durabilité requise et les besoins de maintenance. L'acier inoxydable offre une résistance à la corrosion, une solidité et un attrait visuel inégalés, ce qui le rend adapté aux applications exigeantes dans des environnements difficiles. L'acier galvanisé, quant à lui, offre une protection anticorrosion rentable pour les environnements moins agressifs.

1. Composition et procédé de fabrication

Acier inoxydable

L'acier inoxydable est un alliage composé principalement de fer, de chrome (au moins 10,5%) et parfois de nickel et de molybdène. Le chrome forme une couche d'oxyde protectrice à la surface, ce qui lui confère une excellente résistance à la corrosion. Différentes nuances, comme 304 et 316, varient en éléments d'alliage, offrant des options pour divers environnements, notamment des températures extrêmes et une salinité élevée.

Acier galvanisé

L'acier galvanisé est un acier au carbone recouvert d'une couche de zinc. La couche de zinc protège l'acier en dessous comme une barrière contre la corrosion. La méthode de galvanisation la plus courante est la galvanisation à chaud, où l'acier est immergé dans du zinc fondu. Une autre méthode est l'électro-galvanisation, où le zinc est appliqué à l'aide d'un courant électrique. Les deux procédés améliorent la résistance à la corrosion, bien qu'ils soient généralement moins durables dans les environnements difficiles que l'acier inoxydable.

2. Résistance à la corrosion

Acier inoxydable

La résistance à la corrosion de l'acier inoxydable est inhérente à sa composition en alliage, qui forme une couche passive d'oxyde de chrome. L'acier inoxydable de grade 316, qui comprend du molybdène, offre une excellente résistance à la corrosion due aux chlorures, aux acides et à d'autres produits chimiques agressifs. C'est un choix privilégié dans les industries marines, de traitement chimique et pétrolières et gazières, où l'exposition aux agents corrosifs est quotidienne.

Acier galvanisé

La couche de zinc sur l'acier galvanisé offre une protection sacrificielle ; le zinc se corrode avant l'acier sous-jacent, offrant ainsi une certaine résistance à la corrosion. Cependant, cette protection est limitée, car la couche de zinc peut se dégrader au fil du temps. Bien que l'acier galvanisé soit performant dans les environnements doux et la construction générale, il ne résiste pas aux produits chimiques agressifs ou à l'exposition à l'eau salée aussi efficacement que l'acier inoxydable.

3. Propriétés mécaniques et résistance

Acier inoxydable

L'acier inoxydable est généralement plus robuste que l'acier galvanisé, avec résistance à la traction et durabilité supérieures. Cela le rend idéal pour les applications qui nécessitent résilience et fiabilité sous pression. L'acier inoxydable offre également excellente résistance aux chocs et à l'usure, qui profite aux infrastructures et aux applications industrielles lourdes.

Acier galvanisé

Bien que la résistance de l'acier galvanisé provienne principalement de la noyau en acier au carbone, il est généralement moins robuste que l'acier inoxydable. La couche de zinc ajoutée ne contribue pas de manière significative à sa résistance. L'acier galvanisé convient pour applications moyennes là où la résistance à la corrosion est nécessaire mais pas dans des environnements extrêmes ou à fortes contraintes.

4. Apparence et esthétique

Acier inoxydable

L'acier inoxydable a une apparence élégante et brillante et est souvent recherché dans les applications architecturales et les installations visibles. Son attrait esthétique et sa durabilité en font un choix privilégié pour les structures et équipements à haute visibilité.

Acier galvanisé

La couche de zinc confère à l'acier galvanisé une finition gris mat terne, moins attrayante visuellement que l'acier inoxydable. Au fil du temps, l'exposition aux intempéries peut entraîner une patine blanchâtre sur la surface, ce qui peut réduire l'attrait esthétique, mais n'a pas d'impact sur les performances.

5. Considérations relatives aux coûts

Acier inoxydable

L'acier inoxydable est généralement plus cher en raison de ses éléments d'alliage, le chrome et le nickel, et de ses processus de fabrication complexes. Cependant, son durée de vie plus longue et une maintenance minimale peut compenser le coût initial, en particulier dans les environnements exigeants.

Acier galvanisé

L'acier galvanisé est plus économique que l'acier inoxydable, en particulier pour les applications à court et moyen terme. C'est un choix rentable pour les projets avec une budget limité et besoins modérés en matière de résistance à la corrosion.

6. Applications typiques

Applications de l'acier inoxydable

Pétrole et gaz : utilisé dans les pipelines, les réservoirs de stockage et les plates-formes offshore en raison de sa grande résistance à la corrosion et de sa solidité.
Traitement chimique : Excellent pour les environnements où l’exposition à des produits chimiques acides ou caustiques est quotidienne.
Ingénierie marine : La résistance de l'acier inoxydable à l'eau salée le rend adapté aux applications marines telles que les quais, les navires et les équipements.
Infrastructure : Idéal pour les ponts, les garde-corps et les structures architecturales où la durabilité et l’esthétique sont essentielles.

Applications de l'acier galvanisé

Construction générale : couramment utilisé dans les charpentes de bâtiments, les clôtures et les supports de toiture.
Équipement agricole : Offre un équilibre entre résistance à la corrosion et rentabilité pour les équipements exposés au sol et à l’humidité.
Installations de traitement de l’eau : adaptées aux infrastructures d’eau non critiques, telles que les canalisations et les réservoirs de stockage dans des environnements à faible corrosion.
Structures extérieures : couramment utilisées dans les barrières routières, les garde-corps et les poteaux, où une exposition à des conditions météorologiques douces est attendue.

7. Entretien et longévité

Acier inoxydable

L'acier inoxydable nécessite entretien minimal en raison de sa résistance inhérente à la corrosion. Cependant, dans les environnements difficiles, un nettoyage périodique est recommandé pour éliminer le sel, les produits chimiques ou les dépôts qui pourraient compromettre la couche d'oxyde protectrice au fil du temps.

Acier galvanisé

L'acier galvanisé nécessite inspection et entretien réguliers pour conserver la couche de zinc intacte. Si la couche de zinc est rayée ou dégradée, une regalvanisation ou des revêtements supplémentaires peuvent être nécessaires pour éviter la corrosion. Ceci est particulièrement important dans les applications marines ou industrielles, où la couche de zinc risque de se dégrader plus rapidement.

8. Exemple : acier inoxydable ou acier galvanisé

PROPRIÉTÉ	ACIER INOXYDABLE (316)	ACIER GALVANISÉ	COMPARAISON
Mécanisme de protection	Une couche d’oxyde protectrice qui s’auto-répare en présence d’oxygène, garantissant une résistance à la corrosion à long terme.	Un revêtement protecteur en zinc est appliqué sur l'acier lors de la fabrication. En cas de dommage, le zinc environnant protège cathodiquement l'acier exposé.	La couche protectrice en acier inoxydable est plus durable et peut se « réparer » elle-même. La protection de l'acier inoxydable ne diminue pas avec la perte de matière ou la réduction d'épaisseur.
Apparence	De nombreuses finitions sont disponibles, du poli électrolytique très brillant au poli abrasif. Aspect et toucher de haute qualité attrayants.	Des paillettes sont possibles. La surface n'est pas brillante et devient progressivement gris terne avec le temps.	Choix de design esthétique.
Sensation de surface	C'est très lisse et peut être glissant.	Il a un toucher plus grossier, qui devient plus apparent avec l'âge.	Choix de design esthétique.
Des références écologiques	Il peut être réutilisé dans de nouvelles structures. Une fois la durée de vie de la structure écoulée, il est valorisé comme ferraille et, en raison de sa valeur de collecte, il présente un taux de recyclage élevé.	L'acier au carbone est généralement mis au rebut en fin de vie et a moins de valeur.	L'acier inoxydable est largement recyclé, tant au cours de la fabrication qu'en fin de vie. Tout nouvel acier inoxydable contient une proportion importante d'acier recyclé.
Ruissellement de métaux lourds	Niveaux négligeables.	Ruissellement important de zinc, surtout au début de la vie.	Certaines autoroutes européennes ont été remplacées par des garde-corps en acier inoxydable pour éviter la contamination environnementale par le zinc.
Durée de vie	Indéterminée, à condition que la surface soit entretenue.	Corrosion générale lente jusqu'à dissolution du zinc. De la rouille rouge apparaîtra à mesure que la couche de zinc/fer se corrodera et finalement, l'acier du substrat. Une réparation est nécessaire avant que ~2% de la surface ne présente des taches rouges.	L'acier inoxydable présente un avantage évident en termes de coût du cycle de vie si sa durée de vie est prolongée. Le seuil de rentabilité économique peut être aussi court que six ans, en fonction de l'environnement et d'autres facteurs.
Résistance au feu	Excellent pour les aciers inoxydables austénitiques avec une résistance et une déflexion raisonnables lors des incendies.	Le zinc fond et coule, ce qui peut entraîner la défaillance de l'acier inoxydable adjacent dans une usine chimique. Le substrat en acier au carbone perd de sa résistance et subit une déformation.	L'acier inoxydable offre une meilleure résistance au feu et évite le risque de zinc fondu si l'on utilise de la galvanisation.
Soudure sur site	Il s'agit d'une procédure pour les aciers inoxydables austénitiques, avec une attention particulière à la dilatation thermique. Les soudures peuvent être intégrées à la surface métallique environnante. Le nettoyage et la passivation après soudure sont essentiels.	L'acier au carbone est facilement autosoudable, mais il faut retirer le zinc en raison des fumées. Si l'on soude ensemble de l'acier galvanisé et de l'acier inoxydable, tout résidu de zinc fragilisera l'acier inoxydable. La peinture riche en zinc est moins durable que la galvanisation. Dans les environnements marins difficiles, de la rouille croûteuse peut apparaître au bout de trois à cinq ans, et les attaques de l'acier surviennent quatre ans/mm plus tard.	La durabilité à court terme est similaire, mais un revêtement riche en zinc au niveau des joints nécessite un entretien. Dans des conditions extrêmes, l'acier galvanisé rouillera grossièrement, voire percera des trous, et risque de provoquer des blessures aux mains, en particulier du côté invisible de la mer.
Contact avec un matériau humide et poreux (par exemple, des cales en bois) dans un environnement salin.	Cela entraînera probablement des taches de rouille et des fissures, mais pas de défaillance structurelle.	Similaire aux taches de stockage, cela entraîne une perte rapide de zinc et à plus long terme en raison de la perforation.	Ce n'est souhaitable ni pour l'un ni pour l'autre, mais cela peut provoquer une défaillance à la base des poteaux galvanisés à long terme.
Entretien	Il peut souffrir de taches de thé et de micro-piqûres s'il n'est pas correctement entretenu.	Il peut subir une perte générale de zinc et une corrosion ultérieure du substrat en acier s'il n'est pas correctement entretenu.	Dans les deux cas, il faut de la pluie dans des zones ouvertes ou du lavage dans des régions abritées.