Appliquer un revêtement époxy par temps froid : ce qui change sous 10 °C pendant un arrêt d'hiver

Le problème n'est pas le froid. C'est la cure.

Un époxy appliqué à 2 °C ne se dégrade pas parce qu'il a gelé : il se dégrade parce qu'il n'a jamais fini de réagir. Les résines époxy et leurs durcisseurs aminés durcissent par une réaction chimique dont la vitesse dépend directement de la température. Refroidissez le support et la réaction ralentit, s'essouffle, ou dans le pire des cas s'arrête à mi-chemin, laissant un film qui paraît sec en surface et reste mou en dessous.

Au Québec et en Ontario, la question pèse plus lourd que dans la plupart des marchés, parce que la meilleure fenêtre d'arrêt de nombreuses usines tombe entre novembre et janvier. La demande de production est plus faible, les équipes sont disponibles et l'équipement est de toute façon hors service. Le seul obstacle est que l'acier est froid. Traiter correctement cet obstacle fait la différence entre un revêtement qui dure dix ans et un revêtement qui se décolle au printemps.

Ce qui arrive réellement à un époxy sous 10 °C

Quatre choses changent quand la température baisse, et chacune a son propre mode de défaillance.

Vitesse de réaction. En règle pratique, le temps de cure d'un époxy conventionnel double à peu près à chaque baisse de 10 °C. Un produit hors poisse en 6 heures à 20 °C peut demander 12 heures à 10 °C et 24 heures ou plus à 0 °C. Sous la température minimale d'application du produit, la réaction peut ne jamais se compléter dans un délai praticable.

Viscosité. Une résine froide est plus épaisse. Elle s'atomise mal dans l'équipement de pulvérisation, mouille moins bien le profil de sablage et emprisonne de l'air. L'épaisseur de film devient plus difficile à contrôler et le revêtement peut ponter les pics du profil au lieu de s'y ancrer.

Voile aminé (amine blush). Quand un époxy à durcisseur aminé durcit lentement en présence d'humidité et de gaz carbonique, un film cireux et gras appelé voile aminé peut se former en surface. Il est invisible sur les revêtements foncés. Si une deuxième couche est appliquée par-dessus sans l'enlever, l'adhérence intercouche est compromise et la couche de finition peut se décoller en plaques.

Condensation. L'acier froid est une surface de condensation. Si la température de l'acier est égale ou inférieure au point de rosée de l'air ambiant, l'humidité s'y dépose — de façon invisible, en film mince — et le revêtement est appliqué sur de l'eau. Résultat : rouille éclair sous le film, cloquage et perte d'adhérence précoce.

Les quatre valeurs qui décident si un revêtement va durcir

Un chantier de revêtement en hiver se pilote avec des mesures, pas avec du jugement. Quatre lectures, prises avant et pendant l'application, indiquent à l'applicateur si les conditions sont dans la fenêtre du produit.

Température du support. Mesurée au thermomètre de contact ou infrarouge sur l'acier lui-même, pas dans l'air. L'acier est généralement plus froid que l'air le matin et peut être plus chaud après un après-midi ensoleillé sur un réservoir extérieur. Le minimum du fabricant s'applique au support.

Température de l'air. Gouverne la viscosité de la résine et l'environnement de travail. Certaines formulations précisent à la fois une température d'air minimale et une température de support minimale.

Humidité relative. La plupart des fiches techniques d'époxy fixent un maximum, souvent 85 %, au-delà duquel le risque de voile et de condensation devient inacceptable.

Point de rosée. La température à laquelle l'humidité de l'air se condense. La règle de l'industrie, formalisée dans l'ISO 8502-4, veut que la température du support soit d'au moins 3 °C au-dessus du point de rosée pendant l'application et le début de la cure. Deux lectures — température de l'air et humidité relative — donnent le point de rosée par un diagramme psychrométrique ou un hygromètre à point de rosée numérique.

Ces lectures sont prises au début du quart, puis à intervalles réguliers, et consignées. Un inspecteur en revêtements s'attendra à les trouver dans le journal quotidien, et un fabricant qui évalue une réclamation de garantie les demandera en premier.

Trois façons de faire réussir un chantier d'hiver

Il n'y a pas une seule bonne réponse. La bonne approche dépend de la taille de l'élément, de son emplacement intérieur ou extérieur, et de l'écart entre les conditions ambiantes et la fenêtre du produit.

1. Les formulations époxy basse température

Les fabricants proposent des systèmes époxy formulés avec des durcisseurs aminés accélérés ou modifiés qui durcissent à des températures plus basses que les produits standards. Certains sont homologués pour une application jusqu'à 5 °C, d'autres jusqu'à 0 °C, quelques-uns jusqu'à –5 °C ou moins. Le prix à payer est généralement une durée de vie en pot plus courte et une fenêtre plus étroite du côté chaud.

La fiche technique est la seule source qui compte ici. Une homologation basse température sur une fiche produit est une température de support minimale pour l'application, pas une garantie de cure complète à cette température dans le délai annoncé. La même fiche donne le calendrier de cure à ce minimum, et il est plus long.

Les formulations basse température règlent le problème de vitesse de réaction. Elles ne règlent pas la condensation : la marge de 3 °C sur le point de rosée s'applique toujours, et un acier froid dans un air humide condensera quand même.

2. Chauffer le support et l'enceinte

Pour les intérieurs de réservoirs, les puisards de rétention et les structures fermées, l'approche la plus fiable consiste à amener l'acier à une température contrôlée et à l'y maintenir pendant l'application et la cure. Les appareils de chauffage à combustion indirecte (aucun produit de combustion dans l'enceinte) avec de l'air chaud gainé sont l'outil standard. Les chaufferettes au propane à combustion directe sont à éviter dans une enceinte de revêtement parce qu'elles rejettent de l'humidité et du gaz carbonique dans l'air — exactement les conditions qui provoquent le voile aminé.

Le chauffage doit continuer après la dernière couche. Le calendrier de cure de la fiche technique suppose que la température est maintenue, et un appareil éteint le vendredi soir parce que l'équipe est rentrée laisse un revêtement qui cesse de durcir pendant la fin de semaine.

Pour les structures extérieures comme les racks de tuyauterie ou les extérieurs de réservoirs, une enceinte temporaire (échafaudage et bâches, ou abri conçu à cet effet) est nécessaire pour rendre le chauffage efficace. C'est un poste de coût important et la principale raison pour laquelle les travaux de revêtement extérieurs au Québec se planifient d'avril à octobre.

3. La déshumidification

L'équipement de déshumidification (généralement des déshumidificateurs à dessiccant) abaisse le point de rosée de l'air de l'enceinte indépendamment de la température. Ramener le point de rosée à –10 °C ou moins signifie que même un acier froid reste bien au-dessus et que la condensation ne peut pas se former. La déshumidification se combine souvent à un chauffage modéré plutôt que d'être utilisée seule : la chaleur amène l'acier dans la fenêtre du produit, le déshumidificateur garantit qu'il reste sec.

Pour les intérieurs de réservoirs sablés, la déshumidification a un second avantage. Une surface décapée au degré NACE 2 / SSPC-SP 10 commence à se couvrir de rouille éclair dès qu'elle est exposée à un air humide. Avec une enceinte maintenue à faible humidité, la fenêtre entre le sablage et la couche primaire passe de quelques heures à une journée ou plus, ce qui simplifie l'enchaînement sur un grand réservoir.

Planifier l'arrêt d'hiver autour de la cure

Le temps de cure commande le calendrier, et le calendrier commande le coût. Un réservoir remis en service 72 heures après la dernière couche en juillet peut demander 5 à 7 jours en janvier, même chauffé, selon le produit. Cet écart doit être intégré au plan d'arrêt avant de fixer la date, pas découvert le dernier jour.

Trois éléments ont leur place dans le plan. L'équipement de chauffage et de déshumidification doit être dimensionné pour le volume de l'enceinte et la température extérieure, puis mobilisé avant l'arrivée de l'équipe de sablage, parce que la phase de préparation de surface a elle aussi besoin de conditions sèches. Le produit doit être choisi avec son calendrier de cure basse température en main, et la date de remise en service calculée à partir de ce calendrier, pas à partir de la valeur d'été. Et les relevés quotidiens — température du support, température de l'air, humidité relative, point de rosée — doivent être confiés à quelqu'un qui a un appareil et un registre.

Pour un équipement en service ou peu sollicité, une alternative à un revêtement complet en hiver est un revêtement appliqué en place sans démontage avec une formulation adaptée aux conditions, la reprise complète étant reportée au printemps. Ce n'est pas toujours possible, mais cela vaut la peine d'être évalué quand l'alternative est une enceinte chauffée autour d'un grand actif extérieur.

Quand reporter le chantier

Certains chantiers ne devraient pas se faire en hiver. Un rack de tuyauterie extérieur en site exposé, où l'enceinte et le chauffage coûteraient plus que le revêtement lui-même, gagne généralement à être reporté au printemps avec une protection temporaire sur les zones de corrosion active. Un revêtement épais sur un grand réservoir extérieur, où l'enceinte doit tenir la température pendant deux semaines, est un arbitrage qui dépend du coût de garder le réservoir hors service jusqu'en avril.

La règle pratique : quand l'élément peut être enclos et chauffé pendant toute la durée de la cure à un coût raisonnable, l'hiver est une période praticable et souvent avantageuse pour le revêtir. Quand ce n'est pas le cas, l'arrêt d'hiver est mieux employé à l'inspection, à la préparation de surface des zones qui peuvent être protégées, et à la planification de la campagne de printemps.

En pratique

Induscoat planifie et réalise des travaux de revêtement en hiver pour les usines du Québec et de l'Ontario dans le cadre de son service de revêtements protecteurs, y compris le revêtement de réservoirs à l'intérieur d'enceintes chauffées et déshumidifiées. Le choix du produit se fait sur les données de cure basse température du fabricant, et la température du support, l'humidité et le point de rosée sont consignés à chaque quart. Pour évaluer un arrêt d'hiver, une description de l'élément, son emplacement et les dates d'arrêt suffisent à démarrer : demander une soumission. Les fiches techniques de la gamme Induscoat sont publiées sur le site de la marque, induscoat.com.