Corrosion des goussets d'assemblage de fermes de toit dans les bâtiments d'élevage

Agdex :	714
Date de publication :	02/94
Commande no.	94-036
Dernière révision :	02/94
Situation :
Rédacteur :	H. Huffman - P. Eng./MAAARO; J. Johnson - P. Eng./MAAARO

Table des matières

1. Problème de corrosion
2. Causes de corrosion
3. Prévention de la corrosion
4. Recommandations
5. Résumé

Problème de corrosion

La détérioration des goussets de fermes de toit en métal est une préoccupation majeure dans les bâtiments dont l'intérieur constitue un milieu très humide et corrosif. Les goussets en tôle d'acier galvanisé exposés à l'humidité, à la condensation et à une circulation d'air chargé de gaz de fumier se corrodent rapidement. Après cinq à dix ans, bon nombre de ces bâtiments montrent des signes d'une grave corrosion qui peut affaiblir un bâtiment et conduire à une défaillance structurale.

Les goussets sont des plaques en métal de faible calibre utilisées pour joindre les composantes des fermes de toit préfabriquées en bois. Ils sont produits par poinçonnage dans une tôle galvanisée de faible calibre (ordinairement 16, 18 ou 20) de façon à faire sortir des pointes sur une des deux faces (figure 1). Puisque la tôle est galvanisée avant le poinçonnage, les goussets comportent de nombreuses arêtes et surfaces en métal non traité. Dans la fabrication des fermes de toit, ces goussets sont pressés sur le bois au moyen d'une presse hydraulique ou d'un rouleau pour enfoncer les pointes complètement.

Figure 1. Un gousset typique.

Les bâtiments les plus touchés par la corrosion sont les étables non chauffées, dites « froides », à ventilation naturelle, pour vaches laitières et bovins de boucherie, avec caillebotis sur fosse à fumier. Les porcheries chauffées et à ventilation naturelle sont également très vulnérables. Dans tous les cas, les fermes de toit sont à nu à l'intérieur du bâtiment, leur structure entière se trouvant exposée dans un milieu potentiellement humide, alors qu'elles sont généralement conçues pour une atmosphère sèche.

Les goussets se détériorent surtout près des ouvertures d'échange d'air — typiquement au talon (figure 2) et aux joints de faîte de la ferme de toit. Ce sont en effet les principaux points de mélange d'air, où les variations de température entraînent des problèmes de forte humidité et de condensation. Malheureusement, il s'agit aussi de joints d'importance capitale pour assurer l'intégrité structurale de la ferme de toit.

Figure 2. Une corrosion modérée s'est produite au talon des fermes de toit de cette porcherie à ventilation naturelle.

Causes de corrosion

Les causes de corrosion sont nombreuses dans les bâtiments où logent des animaux. Les animaux expirent un grand volume d'humidité dans l'air. Le degré d'humidité est beaucoup plus élevé à l'intérieur des bâtiments qui ne sont pas bien ventilés. En même temps qu'augmente le degré d'humidité, s'accroissent les risques de condensation sur les fermes de toit.

Le gaz ammoniac, qu'on trouve habituellement en milieu d'élevage, se mélange facilement à cette humidité pour produire de l'ammoniaque (liquide), qui attaque la plupart des surfaces métalliques. L'humidité sur la tôle d'acier non protégée entraîne le processus de la rouille. Le bois humide accélère la corrosion des attaches métalliques parce que le bois lui-même est légèrement acide. De plus, à la longue, le bois en milieu humide peut atteindre une teneur en eau dépassant 30 % et pourrir plus rapidement.

La poussière, qui se trouve habituellement en milieu d'élevage, constitue une surface propice aux réactions d'acides et de gaz, accélérant la corrosion de façon significative. Les colonies bactériennes communément trouvées dans les étables tendent à former des pellicules organiques sur les surfaces des bâtiments et du matériel, lesquelles sont à leur tour un milieu propre à la croissance de bactéries et à la production d'autres acides corrosifs.

Prévention de la corrosion

A) Ventiler le bâtiment convenablement

Le système de ventilation devrait faire circuler suffisamment d'air frais dans le bâtiment pour réduire à des niveaux acceptables l'humidité, les gaz et la poussière. Le système est jugé efficace s'il réduit à leur minimum les problèmes de corrosion. Toutefois, on ne doit pas s'attendre à ce qu'il compense les défauts architecturaux ou le mauvais réglage de la ventilation. En faisant appel à des spécialistes en ventilation, en matériel et en construction, on peut prévenir le problème de la corrosion.

Il arrive souvent qu'on s'efforce de rendre le bâtiment d'élevage plus étanche pour augmenter la température ou économiser sur le chauffage. Malheureusement, on augmente ainsi le degré d'humidité en nuisant à la ventilation. Dans un bâtiment équipé de ventilateurs, il est important de garder au moins un ventilateur d'évacuation en service continu pour expulser l'humidité d'origine animale. De même, dans les bâtiments à ventilation naturelle, il faut un échange d'air continu pour contrôler l'humidité. De plus, les bâtiments à ventilation en faîtage offrent une surface de condensation à chaque joint de faîte des fermes de toit. En ayant plutôt recours à des cheminées entre les fermes, on éloigne l'air de ventilation des goussets et on réduit les risques de corrosion.

Figure 3. Goussets métalliques protégés sur place par une application au rouleau.

B) Appliquer une couche de protection sur les goussets en métal

Une couche de protection doit être appliquée au rouleau sur les goussets avant ou après la mise en place des fermes. Cette couche doit couvrir même les bords de chaque plaque de tôle (figure 3). On recommande un revêtement époxyde exempt de plomb et de chromate, comme le suivant :

Apprêt et couche de finition à base d'époxydes-polyamides

(Peinture SSPC¹ n^o 22 ou peinture CGSB² n^o 1-GP-146)

Cette peinture époxyde est un produit à deux éléments dont le mélange et l'application requièrent une adresse particulière. On recommande que les goussets soient préparés au moyen d'un solvant de nettoyage ou par décapage au sable avant d'être peints. Ce travail peut être confié à un peintre professionnel ou à un entrepreneur en construction, à moins que le propriétaire ne s'en charge lui-même. C'est une opération d'envergure dont la réussite repose sur l'habileté et la compétence de l'utilisateur. Pour obtenir le produit de revêtement ci-dessus, ou un équivalent, consulter le fabricant des fermes de toit ou un fournisseur de peinture industrielle.

C) Utiliser des goussets en tôle prétraitée ou en acier inoxydable

On trouve dans le commerce des goussets en tôle prétraitée ou en acier inoxydable, mais ils se vendent très cher. Ils coûtent presque cinq fois le prix des goussets ordinaires en tôle galvanisée G90. C'est là une différence marquée dans le coût des fermes de toit.

D) Construire un plafond avec isolant et coupe-vapeur

Si un plafond les sépare complètement de l'espace réservé aux animaux, les fermes de toit ne seront pas endommagées par l'humidité et des facteurs connexes. Un coupe-vapeur en polythène de 4 ou 6 mils est nécessaire pour empêcher l'humidité de pénétrer dans le grenier. Un plafond en tôle ou en contre-plaqué ne constitue pas, en soi, un coupe-vapeur convenable. Les joints, les attaches et la porosité du matériau laisseront passer l'humidité. Il faut aussi un minimum d'isolation pour prévenir la condensation à la surface du plafond. Il reste possible de s'en tenir à la ventilation naturelle en installant des cheminées d'évacuation dans le grenier, entre les fermes (figure 4). Consulter un spécialiste en ventilation pour déterminer le nombre et la dimension des cheminées requises.

¹ Steel Structures Painting Council (U.S.)

² Canadian Government Specification Board (Comité de l'office des normes du gouvernement du Canada)

Recommandations

En cas de détérioration mineure, utiliser un ou plusieurs des moyens préventifs ci-dessus pour arrêter la corrosion.

S'il s'agit d'un dommage important, la réparation de la structure devra être envisagée. Il est recommandé de faire appel à un ingénieur-conseil pour évaluer les réparations et préciser leur teneur. Le Code du bâtiment de l'Ontario fait obligation de confier à des ingénieurs la conception des travaux liés aux systèmes de toiture.

Figure 4. Étable à ventilation naturelle avec cheminées dans le grenier.

Résumé

Même si l'importance du problème de la détérioration des fermes de toit n'est pas bien connue, on doit se préoccuper très sérieusement des bâtiments qui pourraient en souffrir. Les agriculteurs doivent inspecter leurs bâtiments régulièrement pour déceler tout indice d'humidité et de corrosion sur les goussets de fermes. Le cas échéant, il faut envisager la réparation. On fera appel à un entrepreneur en construction, à un fabricant de fermes de toit ou à un ingénieur-conseil. Il ne fait pas de doute que les frais de réparation ou de renforcement encourus sans tarder seront moins élevés que le coût de remplacement prématuré de la structure.

Nous remercions le Secrétariat d'État pour sa contribution financière à la réalisation de la présente fiche technique.