10.0 LE DÉCAPAGE

10.3 Procédés de substitution

10.3.1 Projection d'abrasifs

10.3.1.5 Dioxyde de carbone

Description Des grains de dioxyde de carbone d'un diamètre maximal d'un peu plus de 6 mm à des températures de -43 à -70ºC sont projetés sur la surface à être décapée sous une pression supérieure à 1 400 kPa (Carnes,1991 ; Ivey,1990 ; Stratford,1991 ). Suite à l'impact, le dioxyde de carbone se sublime, laissant simplement les résidus de peinture (Ivey,1990 ).

Le mécanisme d'action du dioxyde de carbone diffère de celui des autres matériaux discutés dans cette section. Alors que ces derniers agissent par cisèlement en coupant le revêtement et en endommageant parfois le substrat, le dioxyde de carbone exerce plutôt un effet d'impact-lavage (Stratford,1991 ). Lors de l'impact, les grains de dioxyde de carbone produisent des fissures à la surface et en dessous de la surface du revêtement; à mesure que les grains se désintègrent, un faisceau de particules exerce un effet de soulèvement et de cisaillement (Stratford,1991 ). Malgré les affirmations de certains auteurs (Carnes,1991 ; Ivey,1990 ), il appert que le choc thermique n'est pas un facteur important dans la plupart des cas (Stratford,1991 ). L'effet du choc thermique répété sur la structure cristalline des substrats, notamment les revêtements métalliques d'avions, est toutefois inconnu (Carnes,1991 ).

Le dioxyde de carbone est très efficace pour le nettoyage de l'huile, des graisses et des empreintes digitales (Stratford,1991 ). Il peut être utilisé comme décapant pour une large gamme de substrats, bien qu'il soit contre-indiqué pour le décapage de couches épaisses de peinture sur les revêtement d'avions en aluminium mince. En effet, les alliages d'aluminium de moins de 0,81 mm d'épaisseur peuvent être déformés (Carnes,1991 ; Ivey,1990 ; Schmitz,1990 ; Schmitz,1991 ). Larson a rapporté des cas où l'aluminium de 5 mm d'épaisseur a été bosselé par le décapage au dioxyde de carbone (Larson,1990 ). Celui-ci ne décape que partiellement l'aluminium plaqué (Ivey,1990 ) et endommage les substrats tissés, les composites thermodurcis et les fibres en aramide, à moins qu'une attention particulière ne soit portée au temps de contact et à la distance de projection (Carnes,1991 ; Schmitz,1990 ; Schmitz,1991 ).

La littérature technique (Stratford,1991 ) rapporte l'emploi du dioxyde de carbone pour le décapage de :

moules;

fours;

convoyeurs;

presses à extrusion;

presses;

sous-systèmes électriques;

béton à haute densité revêtu de peinture radioactive;

citernes d'eau revêtues de peintures à base de résine époxy et de brai de goudron de houille;

revêtements multicouches à l'alkyde industriel;

soudures des cuves à haute pression dans l'industrie chimique.

La projection de dioxyde de carbone satisfait ou dépasse les normes suivantes du «Steel Structures Painting Council» (SSPC, Conseil sur la peinture des structures en acier) (Stratford,1991 ) :

SP-1 (nettoyage aux solvants)

SP-2 (nettoyage avec des outils manuels)

SP-3 (nettoyage avec des outils à moteurs)

SP-6 (grenaillage commercial, sauf pour l'acier neuf, puisque la projection de dioxyde de carbone n'enlève pas les scories de laminoir)

SP-7 (grenaillage léger)

Les normes du SSPC sont établies pour indiquer la qualité minimale requise de la préparation d'une surface d'acier devant être peinte.

Mode d'utilisation Les grains peuvent être projetés à des vitesses subsoniques, soniques ou supersoniques (Ivey,1990 ). Dans la plupart des cas, il n'y a aucun avantage à refroidir la surface à décaper; les revêtements en paraffines, les agents de démoulage ou les scellants peuvent cependant bénéficier d'un refroidissement (Stratford,1991 ). Dans le cas du décapage des peintures à base de résine époxy et de brai de goudron de houille, le refroidissement peut même entraîner une diminution du taux de décapage de 20 % comparativement au taux observé à la température ambiante (Stratford,1991 ).

Les buses de projection et les boyaux pèsent approximativement 9 kg; lorsque l'on décape une structure par en dessous, la poussée de projection ajoute 4,5 kg supplémentaires. À cause de cette contrainte ergonomique, les équipes de projection alternent aux 15 minutes (Ivey,1990 ).

L'angle optimal d'application est de 75-90º (Stratford,1991 ).

Avantages Cette méthode ne nécessite pas de lavage ou de traitement préalable des surfaces car son efficacité n'est pas fonction de leur propreté (Ivey,1990 ; Larson,1990 ; Schmitz,1990 ; Schmitz,1991 ). Puisqu'il n'y a aucune infiltration de matériau, il n'y a presque jamais besoin de masquer ou de désassembler les structures avant le décapage, ni de les laver par après (Ivey,1990 ; Schmitz,1990 ; Schmitz,1991 ; Stratford,1991 ). Seules les pièces délicates peuvent exiger un masquage (Ivey,1990 ).

La projection de dioxyde de carbone ne modifie pas la surface des pièces usinées à haute précision (Stratford,1991 ).

Le nettoyage postdécapage est très simple, se limitant essentiellement aux résidus de peinture (Schmitz,1991 ; Stratford,1991 ). Schmitz signale un cas où la quantité de déchets dangereux générée a été réduite de 96 % comparativement au décapage chimique, alors que les coûts de main-d'oeuvre associés au nettoyage ont été réduits de 50 % (Schmitz,1991 ).

Désavantages Le dioxyde de carbone est plus lourd que l'air et déplace l'oxygène; cela peut être particulièrement problématique lorsque le décapage se fait par en dessous (Stratford,1991 ).

En raison des contraintes ergonomiques, les équipes doivent alterner aux 15 minutes, ce qui implique l'allocation de deux personnes par buse (Ivey,1990 ). Ces contraintes peuvent réduire de deux-tiers le taux de décapage théorique (Ivey,1990 ).

Les niveaux de bruit engendrés par la projection à haute pression peuvent varier de 105 à 120 dbA (Stratford,1991 ).

Puisque les grains de dioxyde de carbone se désintègrent à l'impact, ils ne peuvent donc pas rebondir et nettoyer les surfaces cachées des structures complexes (Stratford,1991 ).

Performance Des taux de décapage de 93 à 930 cm²/min ont été rapportés, les taux les plus faibles étant observés avec les substrats en aluminium plaqué (Ivey,1990 ; Schmitz,1991 ). Un taux de 465 cm²/min a été rapporté pour le décapage de revêtements d'avion en aluminium plaqué ou en composites thermodurcis (Schmitz,1990 ).

Stratford (Stratford,1991 ) a étudié l'efficacité avec laquelle le dioxyde de carbone a décapé divers revêtements d'une épaisseur de 0,11 mm sur une surface préparée selon la norme SP-10 de la SSPC (grenaillage pour obtenir un métal presque blanc). Les taux de décapage observés s'étendaient de moins de 300 cm²/min à plus de 3 000 cm²/min, les peintures à base de résine époxy étant les plus résistantes.

Coûts L'appareillage de base coûte 100 000 $US et est plus dispendieux que celui requis pour la projection de plastique (Carnes,1991 ; Stratford,1991 ). Par contre, le coût opérationnel est de $53,82 $US/m² comparativement à 204,50 $US pour le décapage chimique (Schmitz,1991 ). Dans certains cas, ce procédé peut entraîner une réduction de 50 % des heures allouées à l'entretien (Schmitz,1990 ).