L’acier CorTen : qu’est-ce que c’est ?

Qu’est-ce que l’acier CorTen ?

Le terme CorTen fait référence à un acier techniquement défini comme ayant une faible teneur en alliage et une résistance mécanique élevée.

Breveté aux États-Unis en 1933 par l’United States Steel Corporation (U.S.S.) comme acier à haute résistance, auto-passivant et faiblement allié, dit “patinable”, il s’est ensuite répandu dans le reste du monde et en particulier en Europe, où il est utilisé dans de nombreuses applications.

La première utilisation architecturale a été faite par Eero Saarinen, pour la construction du siège mondial de John Deere dans l’Illinois en 1964.

CorTen Steel Features

Son nom dérive des principales caractéristiques qui le distinguent :

– Haute résistance à la corrosion (CORrosion resistance) ;

– Haute résistance mécanique (résistance à la traction).

Grâce à sa résistance mécanique, il est possible d’utiliser CorTen à la place des aciers de construction au carbone courants, mais avec une épaisseur réduite et donc un poids moindre.

Grâce à sa résistance à la corrosion, l’acier peut également être utilisé à l’état “nu”, alors que s’il est peint, il durera beaucoup plus longtemps et nécessitera donc un entretien moins fréquent.

Lorsqu’il est exposé à l’atmosphère sans être peint, l’acier Corten est recouvert au fil du temps d’une patine caractéristique, constituée des oxydes de ses éléments d’alliage, qui empêche la corrosion de progresser.

Au-delà de son rôle protecteur, cette patine brunâtre typique, qui prend avec le temps différentes nuances de couleur, confère au produit une grande valeur esthétique, et c’est grâce à cette qualité que le matériau est fréquemment utilisé pour la finition des façades des bâtiments architecturaux modernes ou pour les sculptures extérieures.

L’acier est défini comme patiné parce que la rouille est un effet délibéré, créé pour déterminer ce film superficiel de résistance à la corrosion formé par une couche extérieure poreuse et une fine couche intérieure amorphe et imperméable riche en cuivre, chrome et phosphore.

Les trois différents types d’acier CorTen

Les caractéristiques de résistance à la corrosion mécanique et atmosphérique varient en fonction de la composition chimique et de l’épaisseur. Il existe donc trois types différents d’acier CorTen pour les applications structurelles ou architecturales.

Ces différences de formulation sont définies dans la norme EN 10025-5 d.

L’acier CorTen utilisé pour les applications architecturales, de type A, a une composition appelée phosphore, qui a une résistance à la corrosion atmosphérique 5 à 8 fois supérieure à celle d’un acier au carbone ordinaire.

En général, des feuilles d’une épaisseur maximale de 12,5 mm sont produites pour ce type d’utilisation, bien que les concepteurs puissent également exiger des épaisseurs plus importantes.

Parmi les aciers les plus résistants aux contraintes mécaniques, on trouve par contre l’acier appelé vanadium, de type B et C, en raison de sa composition chimique.

Dans ce cas également, les effets de la résistance à la corrosion atmosphérique sont très élevés, de sorte que l’acier peut également être utilisé pour des applications architecturales, mais avec des effets esthétiques moins accentués que le phosphore.

L’acier CorTen est produit par laminage, en tôle ou sous forme de profilés, pour des applications structurelles ou pour la construction de fenêtres et de portes.

Oxydation de l’acier CorTen et formation de la patine

Pendant le processus d’oxydation de l’acier CorTen, qui dure de 18 à 36 mois, la rouille donne au matériau différentes couleurs, qui passent de l’orange initial au brun rougeâtre du produit après oxydation, lorsque l’épaisseur de la surface est réduite d’environ 0,5 mm.

Pour que la patine s’épanouisse correctement, il faut des circonstances particulières :

– L’alternance des cycles sec/humide

– Le contact avec l’atmosphère

– L’action photocatalytique de la lumière du soleil

– Pas de stagnation permanente avec l’eau.

La formation de la patine est également affectée par la pollution et le manque d’oxygène, de sorte que le processus peut être plus favorable dans les zones industrielles que dans les zones rurales.

L’installation n’est pas recommandée dans les environnements fermés ou marins, où la patine peut ne pas se former et où l’acier est attaqué par la corrosion, comme l’acier au carbone.

Si la patine est endommagée et réduite ou éliminée, le processus se reforme, de sorte que le matériau est vivant et capable de se protéger. Son apparence change également en fonction de la forme de l’objet, de l’endroit où il est placé et des conditions météorologiques auxquelles il est soumis.

Comment éviter les désagréments de CorTen Steel ?

Cependant, le CorTen présente également des inconvénients, qui nécessitent une installation professionnelle :

– La stagnation de l’eau doit être évitée.

– Il faut prévoir des conduits pour recueillir l’eau de pluie afin d’éviter de tacher les parties entourant l’acier.

– Seuls des éléments de fixation mécaniques en acier revêtu ou en acier inoxydable doivent être utilisés.

La soudure de l’acier CorTen

L’acier CorTen peut être soudé, mais si le matériau doit être utilisé “nu”, la soudure doit être effectuée en plusieurs passes et pour les deux dernières, il faut utiliser des électrodes à 2 % ou des électrodes à 3 i Nickel, afin d’obtenir des cordons de soudure de couleur similaire à l’acier.

Pendant la phase de durcissement, le CorTen peut rincer et tacher les surfaces en contact avec les fuites d’oxyde. Il s’agit d’un processus naturel et physiologique du matériau, mais pour cette raison, il est préférable d’éviter l’installation sur des produits manufacturés faits de matériaux de valeur, tels que le marbre, le granit, etc.

Comment fabriquer des matériaux similaires au CorTen ?

L’acier CorTen étant une finition très tendance, des matériaux offrant un effet similaire au produit original sans ses inconvénients se sont imposés sur le marché.

L’utilisation de ces matériaux peut être intéressante, mais ils ont bien sûr des limites par rapport au CorTen original.

Différents procédés sont utilisés pour fabriquer un “faux” CorTen :

– La métallisation : elle consiste à appliquer une fine couche superficielle de CorTen sur l’acier au carbone traditionnel ; bien entendu, si cette couche est endommagée, l’acier sous-jacent n’est pas protégé et peut être oxydé.

– Le tableau, avec des peintures qui reproduisent l’effet de rouille : il présente l’inconvénient que la peinture semble uniforme et ne reproduit pas parfaitement les nuances de l’original.

– L’oxydation simple : il s’agit de la rouille normale qui se forme par oxydation sur le fer, mais qui a l’inconvénient de l’enlever de la surface, ce qui entraîne un effet de saleté et de détérioration.

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