Corrosion de la boulonnerie et des assemblages : comment les protéger

Un assemblage boulonné se protège en traitant trois points à la fois : une boulonnerie dont la finition correspond à celle de la charpente (galvanisée avec une charpente galvanisée, peinte et rechargée en arêtes avec une charpente peinte), des surfaces de contact dont le revêtement est qualifié pour la classe de glissement exigée par la spécification RCSC quand l'assemblage est antiglissement, et des interstices calfeutrés pour que l'eau n'y entre pas. On évite aussi les couples galvaniques entre métaux différents, ou on les isole.

Boulons, écrous, plaques de jonction, goussets et cornières d'assemblage sont souvent les premiers endroits où la rouille apparaît sur une charpente, une passerelle, un pont ou un support d'équipement. Le revêtement y est plus mince sur les arêtes, l'eau s'accumule dans les recoins, et la boulonnerie est parfois posée sans protection après la peinture de la charpente. Ce guide aide les responsables d'entretien et les gestionnaires de projet du Québec et de l'Ontario à protéger ces assemblages, en complément de notre service de peinture de structures d'acier.

Pourquoi les assemblages boulonnés rouillent-ils en premier ?

Ils rouillent en premier parce qu'ils combinent tout ce qui affaiblit un revêtement : arêtes vives, filets, recoins qui retiennent l'eau, interstices entre plaques et, souvent, une boulonnerie dont la protection ne correspond pas à celle de la charpente. La corrosion y démarre plus tôt et progresse ensuite sous le revêtement voisin.

Les causes les plus fréquentes :

• Film mince sur les arêtes et les filets. La peinture se retire des arêtes en séchant ; sans couche de renfort, l'épaisseur y est insuffisante.
• Boulonnerie non protégée. Des boulons noirs posés sur une charpente peinte, sans retouche après le serrage.
• Interstices entre plaques. L'eau entre par capillarité, la rouille gonfle entre les plaques et peut les déformer : c'est la rouille feuilletée.
• Dommages au serrage. La clé et la rondelle abîment le revêtement autour de la tête et de l'écrou.
• Métaux différents en contact. Boulons inoxydables sur acier au carbone, ou l'inverse, sans isolement.

Boulons galvanisés ou boulons peints : que choisir ?

On choisit une finition de boulonnerie cohérente avec celle de la charpente et avec le milieu. Sur une charpente galvanisée, la boulonnerie galvanisée à chaud est la référence ; sur une charpente peinte, on pose une boulonnerie adaptée et on la recouvre du système de peinture après le serrage.

Les nuances de boulons à haute résistance sont définies par ASTM F3125 ; cette norme et la spécification RCSC indiquent lesquelles peuvent être galvanisées à chaud, en raison du risque de fragilisation par l'hydrogène. La conception de l'assemblage reste du ressort du concepteur de la charpente, selon CSA S16. Notre comparatif galvanisation à froid ou à chaud explique les différences entre les protections au zinc.

Quelles règles s'appliquent aux surfaces de contact des assemblages antiglissement ?

Dans un assemblage antiglissement, les surfaces de contact entre plaques transmettent l'effort par frottement : leur état de surface et leur revêtement font partie de la conception. La spécification RCSC pour les assemblages à boulons à haute résistance exige que tout revêtement sur ces surfaces soit qualifié par essai pour la classe de glissement prévue au devis.

Ce qui en découle sur le chantier ou à l'atelier :

• Masquage ou revêtement qualifié. Les surfaces de contact sont soit masquées pendant la peinture, soit revêtues d'un produit dont la qualification couvre la classe de glissement exigée.
• Épaisseur plafonnée. Le revêtement qualifié ne doit pas dépasser l'épaisseur à laquelle il a été essayé ; une couche supplémentaire peut faire perdre la classe.
• Durcissement avant assemblage. Le revêtement doit avoir atteint le durcissement prévu par la qualification avant le serrage.
• Surfaces galvanisées. Elles demandent une préparation particulière, prévue par la spécification, pour atteindre la classe exigée.
• Pas de retouche improvisée. On ne peint jamais une surface de contact avec un produit non qualifié pour « protéger » l'acier.

Le primaire riche en zinc est souvent utilisé comme revêtement de surface de contact, à condition que le produit précis ait été qualifié. Dans les assemblages qui ne sont pas antiglissement, les surfaces revêtues sont généralement admises ; le devis le précise.

Comment calfeutrer les interstices et les recoins ?

On calfeutre les interstices pour empêcher l'eau d'entrer entre les plaques, là où la peinture ne peut pas aller. Sur une structure neuve, le meilleur calfeutrage est un assemblage conçu pour drainer ; sur une structure existante, on scelle les bords des plaques après préparation.

Démarche habituelle sur une structure en service :

1. Nettoyage des bords. Retrait de la rouille et de la peinture non adhérente au bord des plaques et autour des boulons, selon le degré exigé.
2. Scellant pénétrant. Application d'un produit de faible viscosité qui pénètre l'interstice et déplace l'humidité.
3. Mastic de calfeutrage. Cordon compatible avec le système de peinture, sur les bords qui restent ouverts.
4. Couche de renfort. Application à la brosse sur arêtes, têtes de boulons, écrous et filets avant chaque couche complète.
5. Système complet. Couches selon le système retenu, en contrôlant l'épaisseur.

La rouille feuilletée déjà installée ne se règle pas toujours par calfeutrage : si les plaques se déforment, l'assemblage s'évalue avant les travaux. Notre article sur la repeinture d'entretien des structures d'acier explique comment prioriser ces zones, et la peinture de ponts applique les mêmes principes aux assemblages des ouvrages d'art.

Comment éviter les couples galvaniques dans les assemblages ?

On évite les couples galvaniques en choisissant une boulonnerie dont le métal est proche de celui des pièces assemblées, ou en isolant électriquement les métaux différents. En présence d'humidité, le métal le moins noble se corrode plus vite au contact du plus noble.

La règle des surfaces décide de la gravité :

• Petit élément anodique dans une grande surface cathodique. Par exemple un boulon en acier au carbone dans une plaque inoxydable : le boulon se corrode rapidement. À éviter.
• Grand élément anodique avec un petit élément cathodique. Par exemple une plaque d'acier au carbone avec un boulon inoxydable : l'attaque se répartit sur une grande surface ; plus tolérable, mais à isoler en milieu humide ou salin.
• Isolement. Rondelles et manchons isolants, scellant entre les plaques et revêtement continu rompent le contact électrique ou le passage de l'électrolyte.

Notre tableau de la série galvanique permet de vérifier la position relative des métaux. La protection anticorrosion des assemblages mixtes combine ces mesures avec un système de revêtements protecteurs adapté.

Comment protéger la boulonnerie lors d'une repeinture ?

On la protège en la traitant comme une zone à part, avec sa propre préparation, sa couche de renfort et son contrôle. Une boulonnerie mal préparée est souvent la première zone à rouiller après une repeinture complète.

• Préparation. Outils mécaniques ou décapage selon le degré exigé ; sur les boulons galvanisés, retrait des sels de zinc et préparation légère compatible avec le primaire. Le degré de propreté est expliqué dans notre guide de préparation de surface NACE 2 / SSPC-SP 10.
• Primaire. Primaire compatible avec le métal de la boulonnerie ; une boulonnerie galvanisée demande un primaire adapté au zinc.
• Couche de renfort. À la brosse, sur toutes les têtes, écrous, filets et arêtes.
• Remplacement. Les boulons trop corrodés se remplacent un à un, selon une séquence définie par le concepteur pour ne pas affaiblir l'assemblage.
• Zinc sur place. Sur une structure où le décapage est possible, la galvanisation à froid ou la métallisation peuvent protéger les assemblages au même titre que le reste de l'acier.

Comment obtenir une soumission ?

Nos équipes et nos sous-traitants qualifiés interviennent à partir de LaSalle, notamment dans la ville de Québec, sur les charpentes, passerelles et supports d'équipements industriels. Envoyez des photos des assemblages, le type de boulonnerie, la finition de la charpente et l'exposition par la demande de soumission : prix sur consultation, réponse sous 24 heures ouvrables.

Questions fréquentes

Peut-on peindre des boulons galvanisés ?

Oui, avec une préparation et un primaire adaptés au zinc. On retire les sels de zinc et les contaminants, puis on applique un primaire compatible avec les surfaces galvanisées avant la finition.

Peut-on peindre les surfaces de contact d'un assemblage antiglissement ?

Seulement avec un revêtement qualifié par essai pour la classe de glissement exigée, selon la spécification RCSC, et à l'épaisseur de la qualification. Sinon, les surfaces sont masquées pendant la peinture.

Pourquoi la rouille gonfle-t-elle entre deux plaques boulonnées ?

Parce que l'eau entre par capillarité dans l'interstice et que la rouille occupe plus de volume que l'acier qu'elle remplace. Cette rouille feuilletée peut écarter et déformer les plaques ; le calfeutrage des bords l'évite sur une structure saine.

Des boulons inoxydables protègent-ils mieux une charpente en acier ?

Pas forcément. Ils ne rouillent pas eux-mêmes, mais créent un couple galvanique avec l'acier au carbone en milieu humide. On les isole par rondelles et manchons ou on préfère une boulonnerie galvanisée cohérente avec la charpente.