L'importance de la corrosion dans la dynamique de résistance à la fatigue des structures métalliques. Quelles actions préventives peuvent être adoptées?
 
ROUILLE: L'ACCELERATEUR PUISSANT QUI REDUIT LA VIE DES STRUCTURES
di Enrico Fabbri

L’accident survenu en Ohio (États-Unis) en juillet dernier a été choqué par les images brutes capturées par un spectateur, mais représente également un précédent important sur lequel il convient de réfléchir. En fait, la rouille est l’un des risques les plus dangereux pour la résistance des structures, car elle avance lentement mais inexorablement. Ces risques doivent être pris en compte lors de la phase de conception et lors des contrôles annuels, même en l'absence d'exigences spécifiques du fabricant.

La première photo ci-dessous montre un détail de l'attraction impliquée dans l'accident survenu à l'Ohio State Fair (États-Unis), tandis que la seconde montre la rupture d'une promenade en France. Deux manèges très différents, des fabricants différents, mais avec le même problème commun: une casse causée par la rouille.

Un bon fabricant conçoit des attractions capables de supporter au moins 35 000 heures de fonctionnement, ce qui correspond généralement à environ 20/25 ans d’exploitation. Les phases de conception et de calcul tiennent compte de nombreux facteurs, tels que les vibrations, les forces dynamiques et le vent, mais elles ne tiennent jamais compte des effets de la rouille. En règle générale, la rouille qui apparaît à l'extérieur des structures métalliques est la moins dangereuse: elle est visible et l'opérateur peut effectuer l'entretien requis en cas de besoin. Ce qui est potentiellement plus dangereux, c'est la rouille créée à l'intérieur de structures métalliques importantes - la rouille qui s'accumule de manière silencieuse et continue, sans que l'opérateur ne s'en aperçoive.
 
Comment se forme cette rouille? Les deux cas montrent clairement que de l’eau est probablement entrée par un côté de la structure et s’est accumulée dans la partie inférieure / extérieure. Dans les deux cas, l'eau n'a pas eu la chance de s'écouler à l'extérieur et a donc commencé à déclencher lentement mais inexorablement une corrosion. Je peux dire qu’il est assez difficile pour un concepteur de faire une hypothèse sur ce type d’événement; de l'eau peut en effet s'infiltrer dans la structure métallique à la fois pendant le transport et pendant l'installation ou le fonctionnement du manège. Il existe également de rares cas d'humidité dans des structures bien isolées en raison d'importantes variations de température entre le jour et la nuit.

Est-il possible de remarquer ce qui se passe? Eh bien, dans les deux cas rapportés ici, l'opérateur n'a remarqué le problème que lorsqu'il était trop tard. La seule différence est qu'en France, aucun mal n'a été causé aux personnes. Nous pouvons donc en conclure qu'il est assez difficile de déceler le problème simplement par inspection visuelle. De nombreux opérateurs effectuent des essais non destructifs sur les soudures les plus significatives. Cependant, cette technique risque de ne pas détecter le problème avec suffisamment de préavis. En effet, la rouille peut fracturer le métal à des endroits éloignés des soudures. On peut donc en conclure que l'expérience normale d'un bon opérateur n'est souvent pas suffisante pour identifier le problème.

Que peut-on faire alors? Pour voir ce qui se passe à l’intérieur d’une structure, le
suivants sont nécessaires:
- analyser la conception pour identifier les points critiques;
- inspectez visuellement l'attraction et l'intérieur des structures à l'aide de lampes puissantes et, si nécessaire, à l'aide d'une petite caméra vidéo. J'entends par là une petite caméra fixée à un tube flexible et connectée à un moniteur pour aider à voir ce qui se passe à l'intérieur d'une structure (endoscope);
- Si nécessaire, faites un petit trou dans la structure. Cette opération est très délicate. le choix de la meilleure position pour faire le trou doit être convenu avec le fabricant, ou alternativement avec un ingénieur très expérimenté;
- vérifier les soudures à l'aide d'essais non destructifs;
- vérifier l'épaisseur des structures métalliques avec un équipement spécial. Il convient de souligner que tout cet équipement doit être utilisé par du personnel professionnel qualifié en suivant des cours spéciaux. Veuillez vérifier auprès de votre ingénieur pour toutes ces procédures.
 
Comment les résultats sont-ils évalués? Et qu'est-ce qui se passe ensuite? Ces techniques détaillent le statut mis à jour de la résistance des composants. Si tout est en bon état, il n'y a aucun problème. Si l'intérieur de la structure s'est corrodé, des précautions doivent être prises: si la corrosion est mineure, les zones touchées peuvent être nettoyées, en localisant les endroits où l'eau peut être entrée et en appliquant une solution. Si, au contraire, la corrosion est considérable, la solution est la réparation ou le remplacement. Dans tous ces cas, avant de continuer, contactez toujours le fabricant, collectez et analysez méticuleusement toutes les informations nécessaires pour choisir la meilleure solution. Les réparations sont toujours des opérations très complexes. En effet, ceux-ci doivent fournir une série de renforts qui restaurent la résistance structurelle par rapport à la conception originale du fabricant. Souvent, les réparations ne constituent pas une solution optimale et il est donc nécessaire de remplacer l’ensemble du composant oxydé. Il est clair que le remplacement ne peut pas être effectué avec un composant identique à l'ancien. Par conséquent, un composant modifié doit être installé, en tenant compte des nouvelles solutions permettant d'éviter que la rouille ne se produise comme dans l'original.
 
Que faut-il éviter d'autre part? Il y a un certain nombre d'actions à éviter, telles que:
- percer des trous dans les structures métalliques pour laisser sortir l'eau. Cela est faux car même les trous dans les tôles peuvent provoquer une rupture du composant (surtout s’ils sont proches des soudures). Les trous ne peuvent être percés qu’après une analyse très précise pour décider de leur emplacement. Il vaut beaucoup mieux faire confiance aux experts;
- essayer de résoudre le problème vous-même, sans l'aide d'ingénieurs expérimentés ni du fabricant;
- en croyant que rien ne se passera parce que rien n'est jamais arrivé à d'autres qui ont le même attrait. Ce raisonnement est faux, car toutes les attractions ne sont pas utilisées dans le même environnement ou le même climat;
- faire vérifier ces aspects par des employés ou des gestionnaires qui n'ont peut-être pas compris l'importance du problème.

Que font les fabricants? Comme je l'ai mentionné au début de cet article, les accidents récents ont laissé leur marque. Certains fabricants ont donc commencé à examiner de manière plus critique certains composants d'attractions déjà terminées, en publiant des bulletins de service nécessitant des contrôles plus fréquents sur certains composants.

 

 

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Écrit par M. Enrico Fabbri enrico@fabbrirides.com
Article initialement publié dans le magazine Games Industry (Italie)
Date originale: Septembre 2017

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