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Bricolage - L'Osmose

L'objectif est de donner des éléments cohérents de réflexions permettant de se forger une opinion face aux éventuels problèmes d'osmoses des stratifiés polyesters, pour pouvoir faire face correctement aux diverses solutions.

 

LE CLOQUAGE DES COQUES

PROBLÈME D’OSMOSE

Depuis plusieurs années, un phénomène est apparu qui montre, que la durée de vie des coques en stratifiés polyester pourrait être moindre que ce l’on pensait généralement. La progression du nombre de coques cloquées est significative de 1 à 2 % selon les constructeurs, de 10 à 20 % selon les experts et les chantiers de réparations. Dans la première moitié de la décennie soixante-dix, principalement dans les pays anglo-saxons, le phénomènes était en tout état de cause alarmant pour que des enquêtes et des études soient entreprises par: SBBNF (Ship and boatbuilders national federation) en Grande-Bretagne, NNMA (National marine manufacturers association) aux Etat-Unis, ou par l’ICOMIA (International council of marine industry association) au niveau international. En france, en dehors des navires importés l’osmose a atteint un niveau significatif à partir de la seconde moitié de la décennie soixante-dix. En France l’INERN (Institut national d’essais et de recherches nautiques) étudie et fournit un rapport en 1986.

L’Osmose

L’osmose est un phénomène physique dans lequel une solution à forte concentration absorbe, à travers une paroi semi-perméable, un solvant, dans notre cas de l’eau, tendant ainsi à égaliser la concentration de la solution de part et d’autre de la paroi. Le volume, et de ce fait la pression, de la solution concentré augmenteront, cette dernière pouvant atteindre 6 à 7 Kg/cm², provoquant la déformation de la paroi. Mais pour que l’osmose puisse se développer, il faut tout d’abord que la paroi, le gel-coat en l’occurrence, ne soit pas imperméable et ensuite, que l’eau dans un premier temps pénètre par capillarité (ou soit déjà présente dans le stratifié) et dans un deuxième temps trouve des produits à dissoudre par hydrolyse, permettant la formation d’une solution à haute concentration. Ces produits se trouvent soit dans le gel-coat, soit dans la résine ou ses adjuvants constituant la matrice du stratifié, soit dans les composants du liant assurant l’association entre les fibres et la résine. Les cloques relevant de l’osmose sont reconnaissables à la pression qui y règne et à l’acidité du liquide (ph<6 “acide acétique”) qui dégage une forte odeur de vinaigre.

Le cloquage des carènes en stratifié polyester peut être dû à de nombreuses causes. La dimension de ces cloques peut aller de quelques millimètres à plusieurs centimètres, de leur répartition, homogène ou localisé, de leur forme, qui peut permettre d’en diagnostiquer la cause, les cloques peuvent se situer à trois niveaux de l’épaisseur du bordé:

- Entre antifouling et le gel-coat, elles révèlent des problèmes de peintures classiques: surface ni sèche ni propre, mauvais mélange des composants, impuretés, solvant trop abondant ou inadapté, compliqués par la répartition spécifique des surfaces et par la présence des sous-couches de primaires nécessaires à l’accrochage des peintures.

- Entre le gel-coat et le stratifié proprement dit elles peuvent être dues à des causes multiples liées à la qualité du gel-coat et de sa mise en oeuvre.

- A l’intérieur du stratifié, en ce cas est généralement lié à une absortion d’eau par capillarité le long des fibres de verre.

 

L’OSMOSE ET LE VIEILLISSEMENT NATUREL DES STRATIFIES POLYESTERS

Tous les matériaux vieillissent, qu’ils s’agisse de l’oxydation des métaux, de l’érosion de la pierre, du pourrissement des bois. Ce vieillissement est une évolution lente et irréversible d’une ou plusieurs propriétés du matériau. Les “plastiques” et particulièrement le polyester, d’autant qu’ils se trouvent en milieu agressif, y sont sensibles comme les autres; le bateau sans vieillissement ni entretien n’existe pas, ce n’est qu’un mythe. Toute matière d’origine organique absorbe de l’eau, il est possible de ralentir le phénomène mais pas de le supprimer totalement, même avec des peintures “étanches” qui elles aussi se dégradent. Il y aura fatalement au cours du temps, une altération des propriétés comme de l’aspect, la résistance mécanique, la perméabilité. Toutefois on constate que l’omose touche plus rapidement les coques en eau douce, et en eau chaude (lac intérieur, Méditerranée).

Il est faux, toutefois, d’affirmer que tous les bateaux en stratifié verre/résine seront rapidement sujets à des problèmes de cloquage des oeuvres vives, souvent improprement attribués à des processus d’osmose, et que faute de traitement curatif, et même préventif, tous ces bateaux seront voués à une dégradation plus ou moins lente de leur aspect, voire de leur structure.

Il ne faut pas confondre hydrolyse et osmose d’un gel-coat.

 

LES CAUSES DE L'OSMOSE

Mise en oeuvre et qualités de produits

La sélection des produits et les méthodologies de production sont les premiers critères pour prévenir l’osmose. La cohérence des échantillonnages entre aussi dans ces éléments.

L’utilisation de gel-coat de qualité douteuse et la mise en oeuvre sont les causes les plus courantes de l’osmose: résines de basse qualité, pigments ou adjuvants hydrophiles, proportion de diluant trop importante, microbulle d’air, présence de sous produits gras (huile du au compresseur...), épaisseur trop faible ou trop épaisse et irrégulière, mauvais dosages entraînant des fissurations; application trop rapide du premier mat entraînant une dissolution du gel-coat et son transpercement par les fibres de verres.

L’utilisation de résine “ISO” à base d’acide isophatalique à faible reprise d’eau pour les gel-coats et la stratification est une garantie pour le plaisancier.

Au cour de la stratification de la coque l’utilisation: de résine trop diluée au styrène qui ramollit le gel-coat, de mat au liant mal adapté, accompagnés de mauvaises conditions d’hygrométrie et de température, de débullage insuffissant de la stratification, de mauvais contrôles de la polymérisation et de la régularité du rapport résine/verre, de l’absence de post cuisson qui permet de réduire le styrène libre présent dans le stratifié; limite la formation de microbulles dans les diverses couches.

L’utilisation depuis quelques années de résines à bas pics exothermiques, à temps de vie en pot allongée pour permettre une stratification en continu de fortes épaisseurs, a des conséquences graves. Ces résines sont en effet beaucoup moins tolérantes quant à la précisions de leur température de polymérisation, et l’on constate des chutes importantes de caractéristiques mécaniques. L’utilisation de ces résines promotorées malgré un gain de productivité semble incompatible avec le maintien de la qualité.

La sélection des matériaux est primordiale, l’exemple au milieu de la décennie quatre-vingt ou la présence de dyéthylène-glycol empêchant une polymérisation complète, qui a été le vecteur d’une vague de coques osmosées sans précédents. Les faits: plusieurs centaines de bateaux construits entre 1983 et 1985 dans divers chantiers européens ont eu une atteinte osmotique dés les premières semaines parfois même sur les aires de stockage des chantiers. Après une étude parfois difficile vu la discrétion de certains, un catalyseur distribué par plusieurs sociétés en Europe a été mise en cause par la présence de dyéthylène-glycol en tant que solvant à des taux de 16 à parfois prés de 50% alors qu’un pourcentage de 4% est considéré comme le maximum tolérable pour ce produit hautement hydrophile en place du diméthylphtalate dans le péroxyde. Ces bateaux qui normalement ont été traités sont à surveiller.

Entretien

Le manque d’entretien et de surveillance sont souvent une cause de mise en route d’un processus d’osmose. La dégradation naturelle d’un gel-coat commence à être significative à partir de 5 à 6 ans, mais cette couche de protection qui ne fait que 400 à 500 microns d’épaisseur doit à elle seule assurer la protection de la structure. Le gel-coat n’étant pas prévu pour subir des agressions mécaniques, l’utilisation de nettoyeur haute pression , spatule métallique, ponçage ne font qu’accélérer la dégradation de celui-ci. La vigilance est surtout constituée par un contrôle visuel et la recherche systématique de tous endommagements, éclatements, fissures, farinages, micro bulles. La réfection de ces petits dégâts , aprés un séchage complet,doit être faite sans délai et exclusivement à l'aide de système époxy pour les masticages et/ou de cycle polyuréthanne complet, l’utilisation de système polyester étant formellement poscrie. La vigilance doit être apportée aux oeuvres de la même manière. Un farinage du gel-coat sur les oeuvres mortes doit être repris par une application d’un système polyuréthane bi-composants.

Le vieillissement de la structure

Au cour de l’utilisation du bateau qui subit des efforts mécaniques conséquents, les chocs, les cycles de flexions, compressions, les agents atmosphériques (uv) et chimiques (hydrolyse), peuvent faire perdre au gel-coat par des fissures, farinage, microbulles ou délaminage, son étanchéité. La présence d’humidité dans les couches de stratifiés peut par destruction de l’enseminage des fibres provoquer un délaminage des couches de stratifiées et donc une détérioration de l’homogénéité de la structure de la coque. Il est de première importance, de ne pas laisser un processus d’osmose se développer, car la dégradation de la structure tout en étant liée aux efforts subits et inéductable, mais pas forcément visible.

LES TRAITEMENTS

Avant de ce préoccuper de la remise en état, il est capital d’évaluer les dégâts. De la qualité de cette expertise dépendra la qualité et la durabilité de la réfection. Il faut d’abord définir s’il s’agit d’une simple hydrolyse de gel-coat ou réellement d’osmose. Une élimination du gel-coat par sablage ou pelage permettre une réelle évaluation des endommagements. l’élimination des zones cloquées sera effectuée par le même moyen. L’utilisation de ponceuses électriques n’est pas à mon avis un moyen fiable, atteindre le fond des cloques est quasiment impossible , l’échauffement de la résine rebouche certaines microbulles, emprisonnant de l’air. Un pelage du gel-coat associé avec un sablage à l'eau chaude donne de trés bon résultats.

Suite à ce décapage mécanique, il est indispensable de laver abondamment la coque au jet haute pression afin d’éliminer les produits d’hydrolyse. Des traitements neutralisant l’acide acétique qui ne sèche pas à l’air apparaisse aujourd’hui sur le marché, l’utilisation de ceci est peut être à envisager car l’acide acétique est un détergent des bases aminés contenues dans les durcisseurs de certains systèmes époxy, cela à pour conséquences des défauts de polymérisation des résines de réfections qui peuvent être poreuses. Mais il faut être prudent à l'utilisation de produit sur un stratifié osmosé car diverses réactions chimiques peuvent se produire par exemple : alcool sur acide -->la formation d'acétate.

D’un séchage parfait dépend la longévité du traitement et de sa qualité. l’utilisation d’un local chauffé où l’on entreposera le bateau s’impose. Il est essentiel que l’humidité présente dans le stratifié soit éliminée totalement. Le séchage en extérieur parfois seul possible pour des raisons financières ou de disponibilité de locaux appropriés est un sérieux handicap. Il faux dans ce cas utiliser tous moyens de protections qui permettent de limiter le contact avec les forts taux d’humidité. Le chauffage de l’intérieur du bateau, un condensateur réduisant l’importance de l’humidité due à l’augmentation de l’hygrométrie de l’air réchauffé. L’utilisation du vide partiel peut-être une aide pour parvenir au but fixé. Ne pas oublier que toute présence d’humidité dans le matériaux est la principale cause d’osmose. De toute manière le temps de séchage sera de plusieurs mois selon la quantité d’eau présente et la rapidité de son élimination. Le mastiquage peut alors intervenir, seul l’emploi de système époxy est à retenir à l’exclusion de tout autre. Après plusieurs passes d’enduits il ne reste plus qu’a effectuer un cycle de finition avec des époxys ou polyuréthanes. Il est à retenir que ces cycles feront office de gel-coat et que leur application devra être soignée. Il faut toujours protéger un enduit même époxy car les charges du mastic peuvent être relativement hydrophiles. De toutes façons il est impératif de suivre à la lettre les conseils d’utilisations des fabricants de produits et éviter les mariages entre marques.

En conclusion de ce chapitre, la réfection est un travail très délicat, qui est difficile pour un particulier, d’autant plus qu’il est difficile de poser un diagnostic exact avant de traiter les causes.

La prévention

La première prévention est la qualité de l’entretien comme déjà souligné. On peut envisager sur un bateau neuf l’utilisation d’un film époxy après une préparation d’usage.

Sur un bateau plus ancien, la même méthodologie peut-être employée avec une préparation plus difficile, car il faut se garantir contre l’inclusion d’humidité et un décapage mécanique suivi d’un séchage long est nécessaire. L’état des fonds du bateau est à surveiller de prés, la stagnation d’eau de ruissellement due à la condensation, aux infiltrations (presse étoupe etc...). Souvent la qualité de finition de ce revêtement laisse à désirer, une réfection de celui-ci est à envisager.

Attention au polish à base de silicones qui peut attaquer le gel-coat, il est préférable d’utiliser des polish aux polymères. Il semblerait aussi que l’utilisation de certain antifouling contenant des choloroprènes dégrade les gel-coats.

Attention au nettoyeur haute pression, spatule métallique ... lors des carénages.

Il est évident qu’une fabrication soignée :(contrôle et respect de l’hygrométrie, température ... utilisation de résines isophtaliques pour le gel-coat et la stratification, application du premier mat avec liant poudre, grand soin lors de l’application du gel-coat et du débullage, post cuisson...) retarde le veillissement dû à l’osmose. Seul un entretien respectueux du bateau sera nécessaire pour une utilisation sans problèmes.

Les produits de substitution

Les résines vinylesters ont de meilleures caractéristiques mécaniques,supérieures aux orthophtaliques et offrent une faible reprise d’eau, mais leur coût est deux fois supérieur et leur mise en oeuvre plus délicate.

Les résines époxys sont synthétisées à partir du bisphénol et de l’épichlorhydrine. Les époxys de part leur composition n’ont pas de reprise d’eau, ni d’évaporation de solvant (aucun retrait). Mais leur coût est cinq fois supérieur et leur mise en oeuvre est très délicate.

CONCLUSION

Le phénomène de cloquage et d’osmose est un mal que l’on devrait savoir éviter et prévenir. Un contrôle de fabrication précis, une meilleure mise en oeuvre, une sélection des matières premières sans failles, accompagnés d’un entretien régulier, permettent de s’affranchir de tous problèmes.

Seule la méconnaissance technique favorise le développement ou la persistance de ces phénomènes. Le problème est trop ancien pour l’ignorer, trop technique pour ne pas le voir, trop grave pour ses conséquences .

Sources du texte:

PRE-COM (Piscine Rénovation Etanchéité COMposites)
Réalisation - Transformation - Rénovation - Etanchéité - Revêtement Polyester - Traitement Osmose
1505, RD 72
83550 VIDAUBAN
Tél 06.09.56.10.66 Tél/Fax : 04.94.73.65.73

Date de création : 17/02/2007 @ 22:53
Dernière modification : 12/06/2008 @ 21:43
Catégorie : Bricolage
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