Matériaux, assemblages et corrosion
Clique ici pour découvrir la 1ère partie.
01
Matériaux utilisés dans les structures offshore
02
Méthodes d’assemblage offshore
03
Mécanismes de corrosion en milieu marin
01
Matériaux utilisés dans les structures offshore
Les matériaux utilisés dans les structures offshores sont essentiellement des matériaux métalliques, notamment des aciers.
Propriétés mécaniques des aciers:
- Module d’Young: 207000 MPa
- Module de cisaillement: 79610 MPa
- Coefficient de Poisson: 0.3
- Masse Volumique: 7850 kg/m3
Limite élastique et Limite de rupture
La limite élastique de l'acier (Re) est la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter sans subir de déformation permanente, c’est-à-dire sans que sa forme ne soit modifiée de matinière irréversible.
La limite de rupture d'un acier (Rm) est la contrainte maximale que l'acier peut supporter avant de se briser complétement.
Généralement, les éléments structurels des structures offshore sont dimensionnés en utilisant la limite élastique.
Continuer
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01
Matériaux utilisés dans les structures offshore
Limite élastique et Limite de rupture des aciers couramment utilisés Pour la plupart des aciers couramment utilisés, la limite élastique et la limite de rupture dépendent de l’épaisseur nominale.
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01
Matériaux utilisés dans les structures offshore
Types d'aciers couramment utilisés :
Aciers C-Mn :
Les aciers au carbone-manganèse (C-Mn) sont des aciers au carbone courants appréciés pour leur bonne soudabilité, leur grande résistance, et leur ductilité acceptable
Ils sont généralement utilisés pour les tubes et les pieux.
Aciers HLE (Haute Limite Élastique) : Ces aciers, de par leur résistance élastique importante, permettent d’alléger les structures tout en conservant une bonne résistance mécanique.
Les aciers HLE les plus couramment utilisés sont le S355 ou S420
Autres types de matériaux utilisés :
Aciers inox et alliages spéciaux :
Utilisés pour les zones très exposées à la corrosion, notamment les équipements en contact avec l’eau de mer.
Composites et polymères renforcés :
Peuvent être utilisés pour certains éléments secondaires (passerelles, garde-corps) afin d’éviter la corrosion.
Peuvent également être utilisés dans les supports, notamment pour les éléments de seafastening.
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Matériaux, assemblages et corrosion
01
Matériaux utilisés dans les structures offshore
Clique ici pour découvrir la 2nd partie.
02
Méthodes d’assemblage offshore
03
Mécanismes de corrosion en milieu marin
02
Méthodes d’assemblage offshore
Assemblages principalement utilisés :
Boulonnage Utilisé pour les connexions démontables, zones de maintenance ou assemblages secondaires.
Autre type d'assemblage Manchon et douille filetée Il s’agit de systèmes alternatifs dans les zones fortement sollicitées ou pour réduire les défauts de soudure
Soudure Procédé dominant, en particulier les soudures à pénétration complète (full penetration welds). Exigences élevées en termes de contrôle (radiographies, ultrasons)
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Title
BOULONNAGE
Title
AUTRE TYPE D'ASSEMBLAGE
Title
SOUDURE
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02
Méthodes d’assemblage offshore
Soudures
Règles générales et Bonnes pratiques
Il convient de faire attention à l’épaisseur des éléments soudés.
En effet l’épaisseur de la tôle soudée doit rester inférieure à celle de la tôle sur laquelle on la soude
(il est possible d’avoir une épaisseur supérieure de quelques millimètres mais pas une épaisseur beaucoup plus grande)
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02
Méthodes d’assemblage offshore
Principaux types de soudures
On vient appliquer un cordon de soudure entre les 2 plaques.Ce type de soudure ne nécessite pas de préparation de surface
- Soudure pleine pénétration
soudure effectuée sur l’ensemble de la section de la plaque soudéeIl est nécessaire d’effectuer une préparation de surface au niveau de la tôle soudée
- Soudure pénétration partielle
Soudure effectuée sur une partie de la plaque soudée.Une préparation de surface est nécessaire
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02
Méthodes d’assemblage offshore
Paramètres d’une soudure
- Weld Leg (z) : la longueur de la zone soudée
- Weld Throat (a) : la section critique de la soudure
Contraintes dans une soudure Contrainte normale perpendiculaire à la section de soudure
Contrainte de cisaillement (dans le plan de la section de soudure) perpendiculaire à l’axe de la soudure Contrainte de cisaillement (dans le plan de la section de soudure) parallèle à l’axe de la soudure
Contrainte normale parallèle à l’axe de la soudure
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02
Méthodes d’assemblage offshore
Boulonnage
Eléments principaux composant un assemblage
- Boulons
- Rondelles
- Ecrous
Exemples d’assemblages boulonnés Assemblage par platine Assemblage avec des cornières
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02
Méthodes d’assemblage offshore
Méthodologie de calcul des efforts dans un assemblage boulonné Philosophie générale
On connait les efforts aux différents points de la structure.
L’objectif est de déterminer les efforts locaux au niveau de l’assemblage à partir des efforts dans la structure Exemple pour un assemblage platine-platine
- Effort normal:
- La traction est reprise par les boulons
- La compression est reprise par la surface de la platine
- Effort Tranchant:
- L’effort tranchant est repris par les boulons
Continuer
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02
Méthodes d’assemblage offshore
Méthodologie de calcul des assemblagesExemple pour un assemblage platine-platine
La flexion est reprise par un couple d’efforts de traction et de compression
- La traction est reprise par les boulons
- La compression est reprise par la platine
La torsion génère des efforts tranchants dans les boulons
Continuer
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02
Méthodes d’assemblage offshore
Détail des vérifications couramment effectuées
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Matériaux, assemblages et corrosion
01
Matériaux utilisés dans les structures offshore
02
Méthodes d’assemblage offshore
Clique ici pour découvrir la 3ème partie.
03
Mécanismes de corrosion en milieu marin
03
Mécanismes de corrosion en milieu marin
Types de corrosion :
Corrosion galvanique
La corrosion galvanique est due à la différence de potentiel entre deux métaux en contact (ex. acier + aluminium). Corrosion localisée Corrosion par piqûres (pitting)
Souvent au niveau des soudures mal protégées
Corrosion caverneuse
Corrosion située dans les zones confinées, soumises à faible renouvellement d’eau.
Continuer
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03
Mécanismes de corrosion en milieu marin
Zone de marnage :
La zone de marnage d'une structure fait référence à la partie d'un ouvrage (comme un mur, un quai ou une digue) qui est alternativement recouverte et découverte par l'eau lors des marées.
Elle est soumise à une humidité alternée entre marée haute et basse.
Il s’agit d’une zone particulièrement critique pour les structures immergées (typiquement, les structures flottantes).
Exemple: Zone de marnage au niveau d’une pile d’éolienne flottante
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03
Mécanismes de corrosion en milieu marin
Moyen de protection contre la corrosion :
Peinture époxy marine
Il s’agit d’une peinture spéciale qui permet de constituer une barrière physique.
L’application s’effectue en plusieurs couches (primaire, intermédiaire, finition).
Anodes sacrificielles
Une anode sacrificielle protège un autre métal de la corrosion en se corrodant à sa place, car elle est constituée d'un métal plus réactif (Zn, Al, Mg).
Ces anodes sont attachées aux structures.
Elles se corrodent à la place de la structure.
En effet, en présence d'un électrolyte (comme l'eau de mer), une réaction électrochimique se produit entre la structure et l’anode.
Le métal de l'anode s'oxyde (perd des électrons), tandis que le métal protégé (la cathode, ici la structure offshore installée) subit une réduction (gagne des électrons), empêchant ainsi sa corrosion.
Protection cathodique par courant imposé (ICCP)
Ce système a un principe de fonctionnement similaire à celui des anodes sacrificielles (utilisation d’une réaction électrochimique Anode/Cathode).
Il s’agit d’une technique qui protège les structures métalliques de la corrosion en leur fournissant un courant électrique continu via une source externe, comme un redresseur.
Il s’agit d’un système actif nécessitant une alimentation externe.
On l’utilise le plus souvent pour les grandes structures.
Choix des matériaux
Un choix judicieux des matériaux et des couples métalliques permet d’éviter les couples galvanostatiques.
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4. Structure Offshore
MYLEE - Vulcain
Created on May 16, 2026
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Mécanismes de corrosion en milieu marin
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Matériaux utilisés dans les structures offshore
Les matériaux utilisés dans les structures offshores sont essentiellement des matériaux métalliques, notamment des aciers.
Propriétés mécaniques des aciers:
- Module d’Young: 207000 MPa
- Module de cisaillement: 79610 MPa
- Coefficient de Poisson: 0.3
- Masse Volumique: 7850 kg/m3
Limite élastique et Limite de rupture La limite élastique de l'acier (Re) est la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter sans subir de déformation permanente, c’est-à-dire sans que sa forme ne soit modifiée de matinière irréversible. La limite de rupture d'un acier (Rm) est la contrainte maximale que l'acier peut supporter avant de se briser complétement. Généralement, les éléments structurels des structures offshore sont dimensionnés en utilisant la limite élastique.Continuer
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Matériaux utilisés dans les structures offshore
Limite élastique et Limite de rupture des aciers couramment utilisés Pour la plupart des aciers couramment utilisés, la limite élastique et la limite de rupture dépendent de l’épaisseur nominale.
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Matériaux utilisés dans les structures offshore
Types d'aciers couramment utilisés :
Aciers C-Mn : Les aciers au carbone-manganèse (C-Mn) sont des aciers au carbone courants appréciés pour leur bonne soudabilité, leur grande résistance, et leur ductilité acceptable Ils sont généralement utilisés pour les tubes et les pieux. Aciers HLE (Haute Limite Élastique) : Ces aciers, de par leur résistance élastique importante, permettent d’alléger les structures tout en conservant une bonne résistance mécanique. Les aciers HLE les plus couramment utilisés sont le S355 ou S420
Autres types de matériaux utilisés :
Aciers inox et alliages spéciaux : Utilisés pour les zones très exposées à la corrosion, notamment les équipements en contact avec l’eau de mer. Composites et polymères renforcés : Peuvent être utilisés pour certains éléments secondaires (passerelles, garde-corps) afin d’éviter la corrosion. Peuvent également être utilisés dans les supports, notamment pour les éléments de seafastening.
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Mécanismes de corrosion en milieu marin
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Méthodes d’assemblage offshore
Assemblages principalement utilisés :
Boulonnage Utilisé pour les connexions démontables, zones de maintenance ou assemblages secondaires.
Autre type d'assemblage Manchon et douille filetée Il s’agit de systèmes alternatifs dans les zones fortement sollicitées ou pour réduire les défauts de soudure
Soudure Procédé dominant, en particulier les soudures à pénétration complète (full penetration welds). Exigences élevées en termes de contrôle (radiographies, ultrasons)
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Soudures
Règles générales et Bonnes pratiques Il convient de faire attention à l’épaisseur des éléments soudés. En effet l’épaisseur de la tôle soudée doit rester inférieure à celle de la tôle sur laquelle on la soude (il est possible d’avoir une épaisseur supérieure de quelques millimètres mais pas une épaisseur beaucoup plus grande)
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Méthodes d’assemblage offshore
Principaux types de soudures
- Fillet Weld
On vient appliquer un cordon de soudure entre les 2 plaques.Ce type de soudure ne nécessite pas de préparation de surface - Soudure pleine pénétration
soudure effectuée sur l’ensemble de la section de la plaque soudéeIl est nécessaire d’effectuer une préparation de surface au niveau de la tôle soudée- Soudure pénétration partielle
Soudure effectuée sur une partie de la plaque soudée.Une préparation de surface est nécessaireContinuer
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Paramètres d’une soudure
Contraintes dans une soudure Contrainte normale perpendiculaire à la section de soudure Contrainte de cisaillement (dans le plan de la section de soudure) perpendiculaire à l’axe de la soudure Contrainte de cisaillement (dans le plan de la section de soudure) parallèle à l’axe de la soudure Contrainte normale parallèle à l’axe de la soudure
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Boulonnage
Eléments principaux composant un assemblage
- Boulons
- Rondelles
- Ecrous
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Méthodologie de calcul des efforts dans un assemblage boulonné Philosophie générale On connait les efforts aux différents points de la structure. L’objectif est de déterminer les efforts locaux au niveau de l’assemblage à partir des efforts dans la structure Exemple pour un assemblage platine-platine
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Méthodes d’assemblage offshore
Méthodologie de calcul des assemblagesExemple pour un assemblage platine-platine
- Moments de flexion :
La flexion est reprise par un couple d’efforts de traction et de compression- La traction est reprise par les boulons
- La compression est reprise par la platine
- Moment de torsion :
La torsion génère des efforts tranchants dans les boulonsContinuer
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Mécanismes de corrosion en milieu marin
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Mécanismes de corrosion en milieu marin
Types de corrosion :
Corrosion galvanique La corrosion galvanique est due à la différence de potentiel entre deux métaux en contact (ex. acier + aluminium). Corrosion localisée Corrosion par piqûres (pitting) Souvent au niveau des soudures mal protégées Corrosion caverneuse Corrosion située dans les zones confinées, soumises à faible renouvellement d’eau.
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Zone de marnage :
La zone de marnage d'une structure fait référence à la partie d'un ouvrage (comme un mur, un quai ou une digue) qui est alternativement recouverte et découverte par l'eau lors des marées. Elle est soumise à une humidité alternée entre marée haute et basse. Il s’agit d’une zone particulièrement critique pour les structures immergées (typiquement, les structures flottantes). Exemple: Zone de marnage au niveau d’une pile d’éolienne flottante
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Mécanismes de corrosion en milieu marin
Moyen de protection contre la corrosion :
Peinture époxy marine Il s’agit d’une peinture spéciale qui permet de constituer une barrière physique. L’application s’effectue en plusieurs couches (primaire, intermédiaire, finition). Anodes sacrificielles Une anode sacrificielle protège un autre métal de la corrosion en se corrodant à sa place, car elle est constituée d'un métal plus réactif (Zn, Al, Mg). Ces anodes sont attachées aux structures. Elles se corrodent à la place de la structure. En effet, en présence d'un électrolyte (comme l'eau de mer), une réaction électrochimique se produit entre la structure et l’anode. Le métal de l'anode s'oxyde (perd des électrons), tandis que le métal protégé (la cathode, ici la structure offshore installée) subit une réduction (gagne des électrons), empêchant ainsi sa corrosion. Protection cathodique par courant imposé (ICCP) Ce système a un principe de fonctionnement similaire à celui des anodes sacrificielles (utilisation d’une réaction électrochimique Anode/Cathode). Il s’agit d’une technique qui protège les structures métalliques de la corrosion en leur fournissant un courant électrique continu via une source externe, comme un redresseur. Il s’agit d’un système actif nécessitant une alimentation externe. On l’utilise le plus souvent pour les grandes structures. Choix des matériaux Un choix judicieux des matériaux et des couples métalliques permet d’éviter les couples galvanostatiques.
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