Choisir l’acier

Bien conçue, bien protégée et bien entretenue, une construction métallique a une durée de vie pratiquement illimitée. Le degré de protection souhaitée exige toutefois une évaluation précise des conditions d’exposition à la corrosion atmosphérique, chimique ou en contact continu avec l’eau ou le sol.

Par ses caractéristiques intrinsèques, l’acier est le matériau qui résiste le mieux aux sollicitations naturelles comme les tempêtes, les séismes ou l’incendie et… aux parasites. Qui plus est, ce matériau inerte ne nécessite que peu d’entretien. Il existe cependant de nombreux systèmes de protection de l’acier. Ce matériau de construction à la composition régulière définie par des normes strictes permet l’emploi de procédés précis, réguliers et de très haute qualité.
Grâce aux nombreux systèmes de protection contre la corrosion comme la galvanisation, la métallisation et la peinture, l’acier peut garantir fiabilité et réelle longévité aux ouvrages. Mieux encore, les aciers inoxydables comme les aciers autopatinables, intrinsèquement stables, ne nécessitent, eux, absolument aucun traitement de protection complémentaire.

L’acier inoxydable est un matériau de construction alliant solidité, facilité de mise en œuvre et résistance à la corrosion à une image contemporaine et de progrès depuis sa mise au point en 1912. D’immenses progrès ont été réalisés au cours des dix dernières années dans le domaine des techniques de fabrication et de finition de ces matériaux, qui permettent aujourd’hui aux architectes de bénéficier d’une gamme très vaste d’aciers inoxydables d’excellente qualité et de résistance mécanique plus importante. Un très large choix de finitions de surface et de couleurs, utilisables à l’intérieur comme à l’extérieur, permettent aux architectes d’exprimer tous leurs talents.

Les aciers inoxydables comprennent plus de 120 nuances. Néanmoins, dans le bâtiment, seulement quatre ou cinq nuances couvrent 90 % des applications.
Les parties 4 et 5 de la norme EN 10088, qui concernent les produits plats et longs respectivement pour usage de construction, mentionnent 49 nuances différentes. Les aciers les mieux connus sont les nuances EN 1.4307 (AISI 304L) et 1.4404 (316L) appartenant à la famille des alliages fer-chrome-nickel et appelés austénitiques. Ils sont amagnétiques et ont une excellente aptitude au formage et au soudage.
La famille des aciers inoxydables ferritiques, c.-à-d. des alliages fer-chrome, constitue une alternative économiquement intéressante. Ces nuances magnétiques peuvent contenir des suppléments de titane et de niobium pour en stabiliser la structure (1.4509/~441) ou du molybdène pour augmenter leur résistance à la corrosion (1.4521/~444). On les trouve, par exemple, dans la couverture.
Une troisième famille connue en tant qu’aciers inoxydables austéno-ferritiques ou « duplex » combine une haute résistance mécanique avec une excellente résistance à la corrosion. La nuance EN 1.4462, par exemple, est utilisée pour la structure des ponts et passerelles en milieu côtier, voire tropical.
Ces derniers temps, des versions « maigres » gagnent du terrain dans les cas où la sollicitation corrosive n’est pas extrême, mais où une résistance mécanique élevée est souhaitée.
Le groupe des aciers inoxydables martensitiques, connu couramment dans la coutellerie, est plus exotique dans le bâtiment. Cependant, on les trouve quelquefois dans les fixations.

Le terme « acier inoxydable » définit un groupe d’alliages ferreux qui répondent à deux critères : ils ont, d’une part, une teneur en chrome d’au moins 10,5 % et, d’autre part, une teneur en carbone inférieure à 1,2 %.
Il existe plusieurs familles d’acier inoxydable. Les nuances dites ferritiques sont essentiellement des alliages fer-chrome – magnétiques. Une deuxième famille comprend les alliages fer-chrome-nickel – amagnétiques – à savoir les inox austénitiques. Les nuances EN 1.4307 (304L), souvent appelées « 10/18 », et EN 1.4404 (316L), en sont les exemples représentatifs les mieux connus. Une troisième famille est caractérisée par une structure mixte austéno-ferritique et est connue sous le nom de « duplex ». Elle est légèrement magnétique et possède des caractéristiques mécaniques très élevées.
Le choix de la bonne nuance pour un environnement donné est primordial pour une solution constructive durable. Il existe une large gamme de nuances ayant des niveaux de résistance à la corrosion très différents. Pour permettre la comparaison des nuances, l’index PREN (pitting resistance equivalent number) est souvent utilisé. Il se calcule suivant la formule suivante : PREN = % Cr + 3,3 × % Mo + 16 × % N.
C’est la teneur en chrome qui détermine la résistance à la corrosion d’une nuance d’acier inoxydable. Si le molybdène s’ajoute au chrome, il augmente sensiblement la résistance à la corrosion : 3,3 fois plus que le chrome seul. Par ailleurs, l’azote est au moins 16 fois plus efficace que le chrome à cet égard, surtout en ce qui concerne les inox duplex.  Il leur confère une excellente résistance à la corrosion, même s’il ne s’agit que d’un ajout de quelques dixièmes de pourcent. Le nickel, absent de cette formule, n’ajoute rien à la résistance à la corrosion globale des inox ; pourtant, il augmente son aptitude au formage et au soudage et en favorise la repassivation dans des conditions limite. 

Les aciers inoxydables austéno-ferritiques sont aussi appelés « duplex ».  Ils associent une excellente résistance à la corrosion à des propriétés mécaniques élevées.
Développés initialement pour des applications en milieux très corrosifs, surtout dans l’industrie du papier et le dessalement, ils s’imposent progressivement dans d’autres secteurs. Dans le bâtiment, on les retrouve dans les ponts et passerelles où ils garantissent souvent une durée de vie supérieure à cent ans aux structures, sans protection contre la corrosion extérieure, ni entretien, même en milieux tropical et marin.

Brillant comme un miroir ou mat comme le plomb – les finitions d’usine comprennent déjà de nombreuses options. Le polissage mécanique ou le grenaillage, l’électropolissage ou le laminage à motifs étendent encore davantage la gamme des surfaces. Des processus tels que la coloration ou la photogravure s’y ajoutent et permettent au concepteur de réaliser des surfaces sur mesure.
Pour ce qui concerne les finitions d’usine, il convient de distinguer d’abord les produits laminés à chaud, plutôt rugueux, d’une part, et les produits laminés à froid, beaucoup plus lisses, d’autre part. Selon les normes européennes EN 10088-4 (produits plats) et -5 (produits longs pour le bâtiment) respectivement, les premières sont désignées par le numéro 1 tandis que les dernières portent le numéro 2. Ces numéros sont suivis d’une lettre majuscule : « D » (« dull ») signifie « mat », « B » (« bright ») brillant et « R » (« reflective ») recuit-brillant – une surface déjà proche du poli miroir.
Les options sont nombreuses et comprennent le « K » pour une surface satinée mate, le « W » pour une surface ondulée, « L » colorée ou « S » revêtue. Cependant, ces désignations ne caractérisent les surfaces que de manière approximative. Dans les applications architecturales, pour lesquelles l’aspect visuel peut être primordial, il est recommandé d’échanger des échantillons entre le client et le fournisseur pour éviter les malentendus.

Les finitions de surface d’usine, obtenues par laminage, constituent des solutions à la fois esthétiques et économiques.
Ces finitions vont de la variante 1D, mate et assez rugueuse des produits plutôt épais, à une finition très réfléchissante appelée 2R. Les finitions populaires satinées sont obtenues par des opérations de polissage et de brossage. Les fabricants proposent également des surfaces à motifs. Certaines entreprises spécialisées sont capables de réaliser n’importe quel dessin par microbillage ou attaque chimique. La coloration ou l’application combinée des différentes techniques sont autant d’options possibles.

Même si l’inox est exceptionnellement résistant à la corrosion, un minimum d’entretien est nécessaire pour en assurer les qualités visuelles. Le choix de la nuance doit se faire en fonction des sollicitations corrosives locales. Les surfaces lisses minimisent l’adhésion des salissures. Dans les applications extérieures, une construction permettant à la pluie de rincer les surfaces possède des conditions optimales. Des produits non agressifs suffisent généralement à rendre les surfaces comme neuves. Il convient cependant d’éviter les ustensiles abrasifs et les produits contenant du chlore.

La mise en œuvre ressemble principalement à celle des aciers de construction. Néanmoins, certaines différences doivent impérativement être prises en compte pour réussir le travail de l’inox. Les paramètres de soudage et les matériaux d’apport doivent être choisis en fonction de la nuance. Le découpage et le pliage impliquent un écrouissage qui nécessite des machines plus puissantes.
Une bonne précaution consiste à séparer les inox des aciers au carbone. Les particules ferreuses (rouille, projections…) qui se déposent se corrodent rapidement et peuvent endommager la couche passive de l’inox. Dans les constructions mixtes, l’acier de construction et l’inox peuvent former une cellule galvanique, ce qui fait que l’acier de construction souffre. Certaines précautions doivent donc être prises au niveau de la conception et des techniques de mise en œuvre pour garantir un bon résultat.
La soudabilité des inox est excellente et le soudage sur chantier – même si la mise en œuvre en atelier est préférable – reste parfaitement possible. L’enlèvement des colorations dans la zone de soudure et dans la zone thermiquement affectée est néanmoins important pour s’assurer que la résistance à la corrosion du joint soudé soit équivalente à celle du matériau de base.

Les opérations de finition comme le meulage, le polissage et le brossage exigent un soin particulier pour obtenir un niveau optimal de service et de durée d’utilisation des pièces en acier inoxydable.
La finition mécanique des surfaces décoratives en acier inoxydable
Les opérations de découpage, de formage et de soudage risquent d’endommager localement la surface originale – décorative – d’une tôle polie ou brossée, par exemple. Il faut donc la reconstituer pour assurer l’uniformité visuelle de cet élément de construction. Les opérations de meulage et de polissage peuvent rendre un joint soudé invisible. Il convient de réserver des outils à la seule utilisation de l’inox. Les bandes abrasives, par exemple, ne doivent en aucun cas être utilisées successivement pour l’acier de construction et pour l’acier inoxydable. Une bonne protection des surfaces décoratives pendant le stockage, la manipulation et l’installation peuvent réduire au minimum les besoins de finition mécanique ultérieurs.

Les métiers de métallier et de couvreur ont apporté une grande contribution à la démocratisation des aciers inoxydables dans le bâtiment. En façade, l’inox a sa place depuis les années 1930. Son utilisation structurelle – par exemple dans les ponts et passerelles – est, par contre, une évolution plutôt récente.
L’inox est aujourd’hui un matériau de premier choix, utilisé partout dans les structures et alliant une très bonne durabilité à des performances mécaniques exceptionnelles. On le retrouve notamment largement utilisés dans la fabrication de pièces de fixations, de renfort de structures ou de reprise d’efforts tranchants. L’évolution des nuances Duplex contribuant à la démocratisation de ces produits.
On ne pense pas souvent à l’inox en tant que matériau structurel. Pourtant, la possibilité de le laisser à nu rend l’acier inoxydable intéressant pour les structures visibles, par exemple vitrées. Les nuances austéno-ferritiques (« duplex ») ont, en plus de leur résistance exceptionnelle à la corrosion, des caractéristiques mécaniques extraordinaires. Les concepteurs peuvent en tirer profit pour créer des structures qui ne nécessitent pratiquement aucun entretien pendant toute leur durée de vie – même dans des conditions corrosives et d’humidité permanente.
En façade, l’acier inoxydable se distingue des autres matériaux métalliques « nus » par la noblesse de ses surfaces. Les inox austénitiques ont un ton plutôt chaud – sensiblement différent de ceux des métaux légers – qui leur confère une qualité visuelle unique et explique pourquoi ce matériau est perçu comme particulièrement agréable. Tissus métalliques, tôles perforées ou nervurées, métal déployé… : les options sont nombreuses pour créer des façades uniques.
La tradition des aciers inoxydables dans la couverture métallique remonte aux années 1960. Les nuances ferritiques, c’est à dire les alliages fer-chrome, sont disponibles avec une couche d’étain. Cette dernière n’ajoute rien à la résistance à la corrosion du substrat, déjà très élevée ; mais elle se patine avec le temps et ressemble donc aux métaux de couverture plus traditionnels. D’autres finitions, mates ou réfléchissantes, et d’autres nuances sont disponibles et peuvent être choisies en fonction de la situation géographique et de l’effet visuel désiré.
Son exceptionnelle aptitude au formage et au soudage fait de l’inox un matériau apprécié par les métalliers. Il est facile de réaliser des constructions sur mesure. Aucune galvanisation ni peinture n’est nécessaire, ce qui peut réduire la complexité de l’organisation du travail.

L’inox offre la possibilité d’ériger une structure métallique durable qui peut rester à nu, même dans un milieu marin tropical. Les nuances austéno-ferritiques (duplex) combinent une résistance à la corrosion extraordinaire avec une résistance mécanique particulièrement élevée. Pour les structures secondaires, comme les façades vitrées, les inox classiques constituent souvent la solution idéale.

Les ponts et les passerelles ont une durée de vie souvent supérieure à 100 ans. L’entretien s’avère être l’élément de coût le plus important. L’inox – surtout les nuances dites « duplex » – offre des solutions métalliques qui se passent entièrement de peinture et d’entretien, même en situation de bord de mer.

L’inox est un matériau qui se marie facilement avec le verre. Il permet la réalisation de structures transparentes et légères. Les tôles en inox, polies, perforées, ou même colorées, sont tout à fait complémentaires aux surfaces vitrées. En ce qui concerne les éléments de fixation, l’inox est une solution à la fois sûre et décorative. Le métal tissé est très prisé pour la protection solaire.

L’inox contribue à assurer la pérennité du patrimoine architectural. Les fixations en inox peuvent remplacer les fixations initiales en acier, qui seront corrodées avec le temps. Des structures vitrées en inox permettent la protection des sites archéologiques tout en assurant leur accessibilité au public. L’inox est aussi une solution efficace pour la modernisation d’immeubles d’habitation et de bureaux.

Dans les espaces publics, le mobilier urbain est souvent réalisé en acier inoxydable parce qu’il est à la fois résistant à la corrosion et l’usure. L’inox donne aux mains courantes, parapets, luminaires et autres éléments fonctionnels des qualités esthétiques tout en augmentant leur durabilité.

Les éléments de façade comptent parmi les premières utilisations de l’inox dans le bâtiment au début des années 1930. Jusqu’à ce jour, l’inox n’a rien perdu de son image de qualité. Par ailleurs, on le retrouve aussi dans la valorisation et la rénovation des logements sociaux.

En façade, l’inox constitue le choix de la durabilité. Les éléments de façade en acier inoxydable les plus anciens datent de 1930 et sont toujours en parfait état. Les finitions de surface vont du poli miroir au mat profond, du satiné au gravé, y compris des colorations électrochimiques qui maintiennent la lueur métallique du matériau et sont totalement résistantes aux rayonnements UV.

Les tôles en inox très fines, de 0,4 à 0,5 mm d’épaisseur seulement et prévues à l’origine pour la couverture, s’utilisent aussi avec beaucoup de succès en façade. Les joints debout visibles confèrent aux enveloppes des bâtiments une structure visuelle et permettent des transitions douces entre le toit, d’une part, et la façade, de l’autre.

Des régions alpines, où la couverture métallique a une longue tradition, l’inox a vu croître sa popularité sous d’autres climats. Il peut se substituer à des métaux plus traditionnels dans la rénovation des bâtiments classés ou signer une architecture contemporaine. Les inox ferritiques sont largement utilisés en couverture grâce à leur très faible coefficient de dilation. L’absence de fragilisation à basse température des inox permet leur mise en œuvre, même par temps très froid (températures inférieures à 0°C).

En toiture, l’utilisation de tôles inox ultrafines de 0,4 à 0,5 mm seulement permet une mise en œuvre facile tout en assurant une excellente résistance mécanique de la peau métallique. Ces alliages fer-chrome (-nickel) peuvent se substituer aux autres métaux de couverture, plus classiques.  Les surfaces peuvent être réfléchissantes ou mates – éventuellement étamées – et développer une patine décorative. Le couvreur a le choix entre l’application de la technique du joint debout, habituelle, et celle du joint soudé. Grâce à cette deuxième technique, l’inox est le seul matériau métallique permettant de créer des couvertures complètement étanches à l’eau, même dans les parties plates où se forme une accumulation d’eau.
Acier inoxydable pour les systèmes d’évacuation des eaux pluviales
Pour l’évacuation des eaux pluviales, l’inox offre deux sortes de solutions : soit des finitions réfléchissantes avec un look définitivement inox, soit des finitions étamées qui développent une patine décorative dans le temps, sans pour autant perdre leur résistance à la corrosion intrinsèque.  Cette dernière facilite aussi le brasage.
Guide technique de la couverture en acier inoxydable
L’inox élargit les possibilités d’application de la couverture métallique à plusieurs égards : la technologie du joint soudé permet sa réalisation même lorsque le toit n’est pas en pente et que l’eau peut y stagner ;  la pose est possible même en plein hiver ; enfin, l’inox constitue aussi un support idéal pour les toits plantés.

L’inox offre alternativement une excellente ductilité grâce à l’utilisation des nuances austénitiques, de hautes limites élastiques par l’emploi de nuances Duplex et Lean Duplex, des propriétés thermiques avantageuses comparées à l’acier au carbone et le cas échéant des propriétés d’amagnétisme. Ces caractéristiques propres font de l’inox un matériau de choix utilisé en construction ou génie civil.

La norme internationale ISO 3506 part 1 et 2 définit les caractéristiques mécaniques propres aux aciers inox utilisés pour des éléments de fixations type visserie, écrous, tiges filetés, chevilles, pièces d’ancrage. Les inox sont répertoriés en fonction de leurs caractéristiques mécaniques et de leur résistance à la corrosion. En cours de révision, cette norme qui prend en compte principalement les nuances « traditionnelles » s’oriente dans une nouvelle révision vers des nuances techniques Duplex, Lean Duplex et résistantes à haute température.
Outre leur très bonne résistance à la corrosion, les inox assurent dans les connexions de bâtiment un meilleur comportement thermique que les aciers carbone, limitant les transferts entre l’extérieur et l’intérieur de l’enveloppe. Les caractéristiques mécaniques et ductiles des inox favorisent la performance des structures en milieu sismique. On retrouve ainsi des inox dans les applications suivantes :
– goujons de reprise d’efforts tranchants
– éléments de fixation
– connexion parois sandwich
– fixation paroi double peau
– cheville et fixations

Le hauban est une barre ou un câble en traction pure servant à maintenir la forme et/ou la position d’une poutre. Dans des milieux ou la corrosion est importante, l’utilisation des inox permet d’assurer la durabilité et l’esthétisme des constructions. Les nuances martensitiques sont très largement développées pour leur caractéristiques mécaniques dans des milieux moyennement agressifs tandis que les naunces Duplex écrouies offrent un excellent compromis en terme de corrosion et limite élastique avec des valeurs Rp0.2 > 800 Mpa.

Une gestion durable du patrimoine est une nécessité éthique et écologique. C’est également une nécessité économique, qui impose d’obtenir un coût d’usage de l’ouvrage sur sa durée d’utilisation, le plus réduit possible. Maintenir une construction en béton armé en bon état est d’autant plus délicat que la durée de service de l’ouvrage est importante ou que cet ouvrage est exposé à des risques accrus de corrosion des armatures. Selon leur positionnement dans la structure, toutes les armatures en acier carbone d’un ouvrage en béton armé ne subissent pas de manière identique l’agression des agents de corrosion. Dans les parties de l’ouvrage les plus exposées, les armatures inox sont la solution la plus efficace pour garantir la durabilité des bétons. C’est parce qu’ils se façonnent comme les aciers carbone, qu’ils peuvent être couplés aux armatures traditionnelles et bénéficier de propriétés géométriques et mécaniques au moins équivalentes, que les armatures inox sont utilisées en réparation comme en travaux neufs, en substitution partielle ou totale des aciers au carbone, dans les produits préfabriqués comme pour la réalisation de structures coulés en place.

Parmi les moyens de lutte contre la corrosion les aciers faiblement alliés, appelés également aciers autopatinables, se révèlent être extrêmement efficaces.

Depuis longtemps, on s’était aperçu que l’addition de cuivre à de l’acier doux améliorait sa résistance à la corrosion.  D’autres éléments d’alliage tels que le chrome, le nickel, le phosphore et l’aluminium ont été utilisés pour élaborer des nuances résistant mieux à la corrosion dans différents milieux. Les aciers autopatinables, vont, dans certaines conditions d’exposition, se couvrir d’une couche protectrice appelée « patine ».

La corrosion aqueuse se rattache à tous les phénomènes de corrosion en milieux aqueux ou assimilables à un milieu aqueux et notamment les eaux, les atmosphères humides et les sols. La corrosion atmosphérique est un cas particulier de la corrosion aqueuse ; c’est un phénomène électrochimique qui se produit à la surface des métaux en présence d’un électrolyte qui est un film d’eau très mince. La surface d’un métal est hétérogène et il se forme des sites anodiques et cathodiques qui, en présence d’un électrolyte, vont donner naissance à des piles locales et à des réactions électrochimiques. Lorsque ces sites sont proches les uns des autres à l’échelle microscopique, on a affaire à la corrosion généralisée ou uniforme ; lorsqu’ils sont éloignés les uns des autres, ils donnent naissance à la corrosion localisée. Dans les phénomènes de corrosion, ce sont les sites anodiques qui sont dissous et qui se combinent avec les composants de l’électrolyte et l’oxygène de l’air pour former les produits de corrosion.
Pour les aciers, les produits de corrosion en milieu aqueux sont des mélanges d’oxydes et d’hydroxydes, plus ou moins hydratés ; ils se transforment dans le temps en fonction des conditions d’oxydation, d’hydratation et du milieu environnant. Ces transformations jouent un rôle très important quant à leur pouvoir de protection contre l’évolution de la corrosion.
Certains produits de corrosion sont solubles, poreux, non adhérents, d’autres au contraire peuvent être insolubles, compacts et adhérents et retarder ou même arrêter la progression de la corrosion.

Les aciers autopatinables contiennent essentiellement du cuivre, du phosphore, du nickel et du chrome. L’enrichissement en cuivre de la couche d’oxyde qui se forme en surface au cours du processus de corrosion contribue à former une patine adhérente et compacte.
Le phosphore renforce l’action du cuivre et provoque une oxydation régulière sans piqûre ; de plus il favorise la « cicatrisation » de blessures de la couche d’oxydes. En présence de SO2, le chrome et le nickel favorisent la formation de sulfates basiques insolubles qui colmatent les porosités de la couche d’oxydes, améliorant ainsi leur étanchéité à l’eau.

Les paramètres qui influencent la formation, l’adhérence et la porosité de la patine dépendent non seulement de la porosité de la patine et de la composition de l’acier, mais également de facteurs climatiques locaux. L’alternance d’humidité et de sécheresse, en particulier, est un des facteurs qui conditionnent la formation d’une patine efficace, la présence de SO2 est également une condition favorable. La qualité de la patine évoluera en fonction de facteurs tels que : l’humidité relative, la température, le régime des vents et des précipitations, l’alternance des périodes de pluie et de sécheresse, la période initiale d’exposition, les agents polluants présents dans l’atmosphère, la rosée

Des traitements peuvent également être appliqués par les constructeurs métalliques ou les métalliers sur les chantiers ou en ateliers. C’est le cas pour la peinture, ou encore par traitement à chaud dans des usines spécialisées, comme par exemple, la galvanisation au trempé.
Pour garantir les effets de ces traitements, un entretien simple et facile, régulièrement dispensé, suffit à améliorer la durabilité de l’ouvrage. Les aciers mis en œuvre à l’intérieur d’une construction, à l’abri des intempéries et des agressions climatiques, ne nécessitent ni protection particulière, ni entretien spécifique.

La galvanisation des aciers est un gage de pérennité et de réduction des coûts d’entretien. C’est à ce jour, le procédé de protection durable le plus utilisé au monde.
La galvanisation de l’acier est un procédé permettant d’obtenir une protection très efficace et pérenne des aciers soumis à des agressions de toutes natures. Idéal pour les constructions en extérieur, la galvanisation est de plus en plus souhaitée pour les aciers apparents en architecture intérieur ou en structure visible de bâtiment.

Il existe deux techniques principales de galvanisation :
La galvanisation en continu, process industriel qui consiste à dérouler une bobine d’acier et à la faire passer dans un bain de zinc liquide pour être ensuite refroidie et enroulée à nouveaux. Dans la plupart des cas, les aciers galvanisés selon ce procédé (appelé aussi Sendzimir) sont destinés à être prélaqués. La vitesse de passage dans le bain est de l’ordre de 100 m/mn. De nombreux sidérurgistes produisent des bobines d’acier galvanisé.
La galvanisation à chaud (ou au trempé) consiste à plonger mécaniquement des pièces d’acier dans un bain de zinc liquide à 450°. Il se produit une réaction métallurgique de diffusion entre le zinc et le fer qui lie le zinc à l’acier. Les pièces sont entièrement protégées : à l’extérieur, à l’intérieur comme aux endroits les plus inaccessibles (corps creux, tubulaires…). Aucun autre procédé ne peut atteindre la protection complète que garantit la galvanisation à chaud grâce à sa technique d’immersion dans un bain liquide. Cette technique de mise en œuvre d’une protection durable de l’acier doit être opérée par des professionnels de la galvanisation qui connaissent les règles et les normes à respecter.

Les peintures jouent un rôle de revêtement protecteur. Cette protection est assurée soit par l’isolation de l’acier par rapport au milieu corrosif (de l’humidité et de l’oxygène), soit par une réaction électrochimique déclenchée par les pigments ou leurs produits de réaction avec l’acier.
Les premières couches (« primaires ») ont en effet un pouvoir inhibiteur. Les peintures antirouille usuelles sont le minium de plomb, le chromate de zinc, la poudre de zinc. L’oxyde rouge ferrifère (dit improprement « minium de fer ») et la poudre d’aluminium sont aussi employés en primaires, bien que sans pouvoir antirouille spécifique. Dans le cas des tôles minces, la peinture doit être appliquée sur une base déjà galvanisée. Lorsque l’application se fait en usine en continu, on parle de « prélaquage ». La peinture joue alors un rôle protecteur pour la galvanisation qui elle-même protège l’acier.
La préparation des surfaces avant peinture a une importance capitale. En effet, les supports en acier doivent être « décapés » au préalable par sablage ou grenaillage. Il existe quatre types de sablage : léger (SA1), soigné (SA2), très soigné (SA2.5), à blanc (SA3). Le sablage n’est autorisé à l’air libre que selon certaines précautions ; le grenaillage n’est possible économiquement qu’en atelier (récupération des grenailles). On applique quelquefois avant la peinture des produits de « passivation » améliorant la protection. La calamine qui peut subsister en en plaques sous la peinture rend celle-ci inefficace. Une méthode économique et efficace consiste à laisser les ossatures brutes exposées aux intempéries (soit au stockage sur parcs à fers, soit après fabrication ou montage) ; après un début de corrosion, la calamine part facilement à la brosse métallique.
Les surfaces d’acier protégées par galvanisation peuvent être peintes avec des peintures compatibles avec le zinc mais doivent être soigneusement dégraissées pour éviter le décollement de plaques de peinture. Il faut noter que la peinture ne doit pas être appliquée sur certaines surfaces (cas des assemblages par boulons HR précontraints certifiés à serrage contrôlé).

Les produits grenaillés et peints (tels que les poutrelles) subissent dans les ateliers de construction métallique ou dans les ateliers spécialisés en peinture un traitement comprenant un nettoyage des surfaces d’acier très poussé par grenaillage qui élimine toutes les impuretés (calamine, rouille,…) suivi immédiatement de l’application d’une couche de peinture antirouille. Ce traitement effectué en usine n’assure qu’une protection temporaire et doit être complété par un revêtement définitif.
Les critères de garantie sont fixés en France par l’Office national d’homologation de garantie des peintures industrielles (ONHGPI). Ces critères sont étalonnés par dix photographies qui montrent dix degrés de corrosion. Par exemple un critère de 5 ans cliché 7 signifie que la corrosion au terme de 5 ans devra correspondre à la photo de référence n° 7.

Il existe un grand choix de tôles minces (0,4 à 1,5 mm d’épaisseur) recouvertes de peinture en continu cuite au four, appelées tôles prélaquées ou prépeintes. La peinture (a ou revêtement organique ») est appliquée sur une tôle déjà galvanisée et comporte un primaire et une couche de finition. Ces tôles peuvent être « plastifiées » quand elles sont recouvertes d’une feuille de matière plastique par contre-collage. Ce procédé dit « skip-plate » permet une grande variété d’aspect, jusqu’au faux bois ! Le film plastique n’a cependant qu’une résistance limitée en extérieur, notamment à cause de l’action des UV.
Les tôles prélaquées sont produites par les usines sidérurgiques et présentent une grande variété quant à la nature des peintures qui leur sont appliquées, à leur épaisseur et à leurs coloris. Des nuanciers standard existent chez tous les fabricants, mais il est possible d’obtenir n’importe quelle teinte désirée lorsque la quantité de panneaux dépasse 2 000 M2. De nombreuses textures de peinture sont également disponibles, mate ou brillante, nacrée, pailletée, etc. Il est possible de ne pas appliquer le même traitement sur les deux faces de la tôle.
La résistance à la corrosion des tôles prélaquées est supérieure à celle des tôles galvanisées. Le choix du revêtement qu’elles reçoivent dépend du milieu dans lequel elles seront exposées. Des revêtements à base de polyvinyle difluorure (PVDF) augmentent encore la durabilité de la protection. Tous ces revêtements ont bénéficié des progrès accomplis dans le domaine de l’automobile et leur tenue dans le temps est excellente, au-delà de vingt ans.

L’émaillage des tôles en acier leur assurent une protection très efficace et très durable contre toute source de corrosion, aux UV et aux graffitis. Une couche d’émail est déposée par divers procédés sur la surface de la tôle de nuance spéciale. La cuisson au four à 830 °C permet de vitrifier l’émail et de créer une liaison indissociable entre l’émail et son support. On peut obtenir des couleurs très variées et reproduire facilement des motifs ou des images. L’acier émaillé est aussi utilisé en signalétique, en industrie et en salles blanches.