Métallurgie des Aciers Inoxydables pour Applications en Piscine

L’acier inoxydable, ou inox, est un alliage d’acier à haute résistance à la corrosion. Sa composition inclut un minimum de 10,5 % de chrome, formant une couche passive d’oxyde de chrome qui protège le métal de l’oxydation et des agressions chimiques. Cette couche est auto régénérante et confère à l’inox sa longévité exceptionnelle

Les inox se classent selon leur structure cristalline, dictée par leur composition chimique :

Austénitique :

• Grades courants : 304L/1.4307 (Inox A2 - Alimentaire), 316L/1.4404 / (Inox A4 - Marin).
• Résistance élevée à la corrosion et excellente soudabilité.
• Applications : Parois de piscine, équipements immergés.

Austéno-ferritique :

• Grade Courants: 1.4462 (Duplex), Uranus 65 (Super Duplex).
• Alliage combinant résistance mécanique et excellente tenue face aux chlorures.
• Applications : Piscines thermales, bassins à eau de mer.

Ferritique et Martensitique :

• Adaptés aux environnements non corrosifs ou nécessitant une forte résistance mécanique, mais peu utilisés en piscines.

Dans une piscine, l’exposition continue à des agents chimiques (chlorures, désinfectants) impose un choix méticuleux du grade d’inox.

Grades recommandés :

• 316L : Adapté aux piscines chlorées traditionnelles.
• Duplex 1.4462 : Recommandé pour les piscines à forte salinité ou à haute température.
• Uranus 65 : Indispensable pour les spas ou bassins d’eau thermale.

Avantages :

• Résistance à la corrosion : Les ions chlorures n’altèrent pas la couche passive dans les conditions normales d’utilisation.
• Longévité : Réduction des besoins en entretien intensif grâce à des matériaux durables.
• Esthétique : Brillance inoxydable qui valorise les installations.

Le choix de l’inox dépend également de son coût au kilogramme, influencé par sa composition et sa disponibilité :

• 304L (A2, alimentaire) : Environ 3,50 à 4,50 €/kg.
• 316L (A4, marin) : Entre 4,50 et 6 €/kg.
• Duplex (1.4462) : Entre 6 et 8 €/kg, selon le fournisseur.
• Super Duplex / Uranus 65 : Supérieur à 8 €/kg, en raison de ses propriétés renforcées.

L’oxyde de chrome, formé par le chrome de l’inox, agit comme une barrière protectrice naturelle. Cependant, certains environnements peuvent provoquer des types de corrosion spécifiques :

Types courants de corrosion :

• Piqûres : Causées par des ions chlorures. Prévenir avec des grades riches en molybdène comme le 316L ou les Duplex.
• Sous contrainte : Fractures dues à des tensions mécaniques combinées à un environnement chloré.
• Intergranulaire : Se produit après soudure, si le matériau n’est pas décapé et passivé correctement.

Importance du RA (Rugosité de Surface) :
Une rugosité de surface faible (≤ 0,8 µm) limite l’accumulation de chlorures et favorise la durabilité. Les finitions polies (ex : poligrain 600, Scotch Brite...) sont essentielles pour les zones immergées.
Un RA élevé (>0,8 µm) favorise la formation de micro-poches où les ions chlorures peuvent s’accumuler, conduisant à une corrosion par piqûres.

Finitions : Scotch Brite et Poligrain 600 :

Les finitions mécaniques jouent un rôle crucial dans la résistance et l’esthétique des aciers inoxydables en piscine. Les procédés de finition visent à réduire la rugosité de surface (RA, exprimée en micromètres), ce qui limite la rétention de contaminants et optimise la protection passive.

• Scotch Brite : Cette finition satinée utilise des abrasifs non tissés pour obtenir une rugosité autour de 0,8 µm. Idéale pour les surfaces visibles en environnement standard, elle offre un bon équilibre entre esthétique et résistance à la corrosion.
• Poligrain 600 : Cette finition est réalisée avec des grains ultra-fins pour atteindre une rugosité de 0,4 µm ou moins, adaptée aux environnements particulièrement corrosifs (spas, piscines d'eau de mer). En minimisant les crêtes microscopiques, cette finition limite les ruptures de la couche passive et réduit l’adhérence des chlorures.

Les procédés de soudure des inox utilisés en piscines doivent garantir la préservation des propriétés anticorrosion tout en évitant les défauts structuraux.

• TIG (Tungsten Inert Gas) : Méthode classique pour souder l’inox, elle utilise un arc électrique protégé par un gaz inerte (argon ou hélium). Ce procédé limite les impuretés et permet une soudure précise et homogène.
• Soudure laser : Technologie avancée offrant une grande précision et une très faible Zone Affectée Thermiquement (ZAT). Idéale pour les pièces nécessitant une résistance à long terme, elle minimise la dilution et conserve l'intégrité de la couche passive.

Importance de la ZAT et de la dilution :
La ZAT est la zone où les propriétés de l’inox peuvent être altérées par la chaleur. Une ZAT mal contrôlée peut entraîner une dégradation de la couche passive, augmentant les risques de corrosion. La dilution (mélange entre le métal de base et le métal d’apport) doit être optimisée pour éviter la formation de zones appauvries en chrome, responsables de la corrosion intergranulaire. Le choix du métal d'apport en fonction du métal de base est donc crucial dans la qualité de la soudure finale.

Inertage des tuyauteries :

L'inertage des tuyauteries est une technique essentielle lors du soudage de l'acier inoxydable, notamment pour les applications sensibles comme les piscines. Cette méthode consiste à remplacer l'air présent à l’intérieur de la tuyauterie par un gaz inerte, généralement de l’ argon ou de l’ hélium , afin de protéger la face interne de la soudure contre l'oxydation. En effet, lors du processus de soudage, la haute température peut entraîner la formation d'oxydes ou de décolorations à l'intérieur de la tuyauterie si elle n'est pas inertée. Ces défauts peuvent compromettre la résistance à la corrosion et la durabilité de l’installation.

Après soudure ou finition mécanique, le décapage et la passivation sont indispensables pour restaurer les propriétés anticorrosion de l’inox.

• Décapage chimique: Ce processus élimine les oxydes, impuretés et calamine issus de la soudure ou de la fabrication.
  • Acides utilisés :
    • Mélange d’acide nitrique (HNO₃) et d’acide fluorhydrique (HF).
    • Exemple de produits : Surfox (Walter), Pickling Paste (Avesta Finishing Chemicals).
  • Fournisseurs : DBP Inox, Avesta, Henkel.
• Passivation: Une fois la surface décapée, la passivation régénère la couche d’oxyde de chrome, essentielle pour protéger l’inox.
  • Acide utilisé : acide nitrique ou acide citrique, qui favorisent la formation de la couche passive sans résidus toxiques.
  • Fournisseurs : CitriSurf (Stellar Solutions), Avesta.

Ces étapes sont cruciales pour éviter les risques de corrosion, en particulier en environnement chloré.

Un inox bien entretenu conserve ses propriétés anticorrosion et son esthétique, même dans des environnements agressifs comme les piscines.

Bonnes pratiques :

• Nettoyage régulier : Utilisez des solutions douces à base d’eau et de détergents non chlorés. Évitez les produits abrasifs et les nettoyants à base d’hypochlorite de sodium (eau de Javel).
• Rinçage systématique : Après exposition à des désinfectants ou à de l’eau chlorée, rincez les surfaces à l’eau claire pour éliminer les résidus de chlorures.
• Inspection périodique : Vérifiez régulièrement l’état des soudures, des finitions et de la couche passive pour détecter les signes précoces de corrosion.

Produits recommandés :

• Passivants d’entretien : CitriSurf 77 Plus.
• Détergents spécialisés : Inox Clean Gel (Bohle), Innosoft B570.

Nettoyage des dépôts calcaires : un entretien essentiel :

Dans les régions à eaux dures, l’accumulation de dépôts calcaires peut altérer les performances et l’esthétique des surfaces inox.

Procédure de nettoyage :

• Utilisez des solutions acides douces comme l’acide citrique, le Vinaigre Ménager ou des nettoyants dédiés (ex : Innosoft B570).
• Appliquez avec une éponge non abrasive pour préserver la finition.
• Rincez abondamment à l’eau claire pour éviter les résidus chimiques.

Conseil : Évitez les produits chlorés ou abrasifs, qui pourraient endommager la couche passive.

Pour garantir une durabilité optimale, les étapes suivantes doivent être respectées à chaque phase du projet :

Conception et fabrication :

• Préférez des géométries simples et des surfaces inclinées pour limiter les zones de rétention d’eau.
• Utilisez des soudures continues pour éviter les reprise de soudures.
• Limitez les zones non aérées (Goulotte de débordement par exemple).
• Dans le cas d'une installation en intérieur, le système de déshumidification doit être parfaitement dimensionné pour éviter des taux de chloramine trop élevés.

Choix des matériaux :

• Pour les piscines standards : 316L (A4, qualité marine).
• Pour les spas et environnements salins : Duplex ou Super Duplex (1.4462, Uranus 65).
• Utiliser des tôles protégées par un film laser.

Installation :

• Optez pour un supportage en matériaux compatibles pour éviter la corrosion galvanique.
• Vérifiez que les équipements de levage et de manipulation (grues, treuils) sont adaptés pour éviter les déformations.
• Avant le premier remplissage, procéder à un décapage et une passivation de l'ensemble du bassin.
• Eviter tout contact avec un élément ferreux. Protéger le bassin.

Maintenance :

• Programmez un nettoyage trimestriel avec des produits adaptés.
• Inspectez et renouvelez la passivation tous les 2 à 3 ans en fonction de l’environnement.

L'Importance Cruciale de la Mise à la Terre des Bassins Inox :

La mise à la terre des bassins inox est une étape essentielle pour garantir la sécurité des installations et préserver l’intégrité du matériau. Un bassin inox, en tant que conducteur d’électricité, peut être sujet à des phénomènes électrochimiques et électrostatiques s’il n’est pas correctement relié à une terre non électrique.

Pourquoi une mise à la terre est indispensable ?

1. Éviter la corrosion galvanique :
   Sans mise à la terre, des courants vagabonds (induits par des équipements électriques voisins ou des différences de potentiel dans le sol) peuvent circuler à travers le bassin inox. Cela peut entraîner une corrosion accélérée des parois ou des soudures, dégradant rapidement l’installation.
2. Protéger les utilisateurs :
   Une mauvaise isolation ou des défauts dans le circuit électrique peuvent créer des tensions dangereuses pour les baigneurs. Une mise à la terre efficace permet de disperser ces courants et d’éliminer tout risque d’électrisation.
3. Préserver l’efficacité des traitements chimiques :
   Les phénomènes électrostatiques, fréquents en l’absence de mise à la terre, peuvent altérer l’efficacité des traitements de l’eau (chlore, oxygène actif), modifiant les équilibres chimiques nécessaires à la désinfection.

4. Pourquoi privilégier une terre non électrique ?

   Une mise à la terre non électrique, dédiée uniquement au bassin inox, offre une meilleure dissipation des courants parasites sans interférence avec les autres systèmes électriques du bâtiment. Cette approche réduit également les risques de surcharges électriques qui pourraient affecter les autres équipements (pompes, éclairages, automates).

5. Risques d’absence de mise à la terre :

   • Corrosion accélérée : Apparition rapide de points de piqûres et de fissures sur les parois inox.
   • Risque pour les utilisateurs : Chocs électriques potentiels en cas de défaut dans le système électrique.
   • Dégradation des équipements : Les courants vagabonds peuvent endommager les accessoires métalliques immergés, comme les buses ou les luminaires.

6. Conseil : Pour garantir une installation sûre et durable, confiez la mise à la terre du bassin à des professionnels qualifiés, en utilisant des connecteurs spécifiques adaptés à l’inox et en respectant les normes en vigueur (NF C15-100). Un contrôle périodique est également recommandé pour assurer une protection continue.

Incompatibilité des traitements par électrolyse au sel :

Les piscines utilisant des systèmes d’électrolyse au sel présentent un risque élevé pour les structures en inox en raison de la concentration importante en ions chlorures (supérieure à 4 g/L).

Problèmes induits :

• Accélération de la corrosion par piqûres : La couche passive de l’inox est attaquée par les chlorures.
• Formation d’hypochlorite de sodium : Produit très corrosif, généré par l’électrolyse, qui détériore les surfaces inox.

Solutions alternatives proposées par STEEL AND STYLE :

• Désinfection au chlore liquide (régulation pH-) : Stable et compatible avec l’inox.
• Oxygène actif couplé à un traitement UV : Méthode douce, idéale pour préserver les finitions inox.
• Ces alternatives garantissent une eau saine tout en préservant l’intégrité des structures.