Nouvelles solutions de préparation et d'activation des surfaces : assemblages époxy-fonte

New solutions of preparation and activation of surfaces

• Auteur / Autrice : Caminde Rezai Bidakhavidi
• Direction : Cécile Langlade, Sophie Costil, Hanlin Liao
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance le 19/12/2017
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon) - Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon) - Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne [Dijon] / LICB
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de technologie de Belfort-Montbéliard (1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Benayoun
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cécile Langlade, Sophie Costil, Carole Levrau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Constantin Vahlas, François-Xavier Perrin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitements de surfaces par laser

Traitements de surface

Mots clés libres

Traitement de surface

Laser de structuration

Jet d'eau

Revêtement organique

Adhérence

Mécanismes d'adhésion

Surface treatment

Laser structuring

Water jet

Organic coating

Adhesion

Bonding mechanisms

Résumé

Les revêtements organiques déposés en surface de tuyaux en fonte ductile ont pour vocation d’assurer une protection (notamment la résistance chimique, la tenue à la corrosion) vis-à-vis des effluents agressifs transportés. Pour assurer l’adhérence entre le revêtement (époxy) et son substrat, une préparation de surface est souvent nécessaire. Parmi les procédés conventionnels, le grenaillage est la solution la plus utilisée. Simple à mettre en œuvre et d’efficacité prouvée, il permet d’assurer le décapage de la surface tout en générant une rugosité adaptée. Si la solution est approuvée, des questions subsistent néanmoins quant à l’influence respective de la topographie et de la physico-chimie des surfaces. De plus, encouragées par les nouvelles réglementations environnementales, de nouvelles techniques de préparation de surface se développent.Le travail présenté s’est alors attaché à évaluer l’effet de nouvelles techniques de préparation comme le laser de structuration et le jet d’eau à ultra haute pression à comparer à d’autres procédés conventionnels tels que le brossage et le sablage. Ces nouvelles alternatives vont permettre alors de mieux comprendre l’influence du décapage et de la rugosité de surface avant la mise en peinture.Enfin, les différents résultats obtenus ont été alors spécifiquement analysés pour permettre la compréhension des phénomènes ou mécanismes d’adhésion se produisant à l’interface du couple époxy/substrat, d’un point de vue mécanique et physico-chimique. Divers moyens d’analyses ont alors pu être mis en œuvre pour caractériser les surfaces d’un point de vue morphologique (ratio de surface) et chimique (spectroscopies Raman et photoélectronique à rayons X (XPS)) pour évaluer la tenue interfaciale (test de traction adhérence).

Organic coatings applied on the surface of cast iron pipes ensure very good chemical and anti-corrosion protection against aggressive effluents. To improve adherence between coating (epoxy) and substrate, a surface preparation is required. Among conventional processes shot blasting has emerged as the most efficient and cheapest solution for ensuring stripping while generating adapted roughness. However, as it may enhance both mechanical anchorage and chemical bonding a better understanding of these phenomena should be developed. Besides new eco-friendly alternatives were investigated.Indeed, new techniques were evaluated, i.e. laser structuring and an ultra-high pressure water jet whose major benefits are understanding the effect of ablation and surface roughness prior to applying a coating. Moreover, two other conventional processes (sand blasting and brushing) were introduced to obtain a various roughness.Results obtained were then analyzed to further understand bonding mechanisms at the interface.Several processes were then implemented to evaluate the surface morphology as well as the surface chemistry (spectroscopy Raman and XPS) correlated to the adhesion mechanisms