Fixations : la fin des inquiétudes

La fragilisation par l’hydrogène, tant redoutée, peut entraîner une rupture soudaine des boulons en acier à haute limite d’élasticité. Heureusement, le problème peut être résolu en associant, recherche, amélioration des normes et formation.

Dans le monde de la fixation, la fragilisation par l’hydrogène, et la défaillance possible d’assemblages critiques, font partie des phénomènes les plus anxiogènes. Bien qu’il reste occasionnel, ce type de défaillance et ses conséquences peuvent représenter de véritables cauchemars : pensez à un avion en plein vol, ou à une centrale nucléaire.

Pour ne pas arranger les choses, explique Salim Brahimi, spécialiste canadien en la matière, « de nombreux “experts” expriment des opinions infondées, trompeuses, voire complètement fausses, alimentées par la peur plutôt que par des données concrètes. »

La fragilisation par l’hydrogène prend différentes formes, mais suppose toujours l’application d’une tension et la pénétration d’hydrogène dans le métal. Les aciers à haute limite d’élasticité et faiblement alliés, les alliages de nickel et de titane, sont tous sensibles à différents mécanismes de fragilisation par l’hydrogène.

Dans le cas d’assemblages en acier à haute limite d’élasticité, les atomes d’hydrogène se diffusent entre les molécules de métal et s’accumulent dans les zones de concentration des contraintes. Lorsque la concentration locale d’hydrogène et de contraintes est suffisamment élevée, le métal perd de sa ductilité et devient fragile, ce qui entraîne des fissures, et finit par provoquer la rupture.

L’hydrogène peut pénétrer dans le métal par de nombreux biais, par exemple pendant la production de l’acier, le traitement des pièces, la galvanoplastie, ou comme sous-produit de la corrosion. M. Brahimi souligne que la fragilisation par l’hydrogène constitue un mécanisme de défaillance. Sa cause est toujours liée à une mauvaise fabrication ou à une conception inadéquate.

Depuis 25 ans, Salim Brahimi essaye de trouver des solutions efficaces. Pour cela, il travaille avec différentes comités de normalisation, il a fondé sa propre entreprise, IBECA Technologies, et il mène des recherches à l’Université McGill de Montréal (Canada) où il prépare actuellement son doctorat sur la fragilisation des fixations par l’hydrogène.

Pour prévenir ce type de défaillance, le plus efficace est de produire les éléments d’assemblage dans le cadre d’un processus bien contrôlé au lieu de s’appuyer sur une fabrication « au jugé » coûteuse qui n’est pas vraiment bénéfique. « J’encourage l’industrie à investir dans une prévention ciblée, en mettant en place des pratiques de fabrication exemplaires, et pour les pièces qui en ont besoin comme les fixations PC 12.9, en imposant une cuisson suffisamment longue, comme le préconisent les spécialistes d’après des données d´essais. »

Le risque de défaillances dues à la fragilisation par l’hydrogène peut également être réduit en instaurant des normes et des pratiques établies d’après des informations concrètes obtenues grâce à la recherche, affirme M. Brahimi. La formation joue également un rôle capital.

Lorsqu’on lui demande quels critères l’utilisateur final doit prendre en compte lors du choix d’un assemblage, il répond : « Il ne faut pas s’arrêter au coût à l’unité. Pour faire le bon choix, il faut poser des questions judicieuses sur la qualité, et sur la capacité du fabricant à produire invariablement d’excellentes pièces. »