ANALYSE OSMOTIQUE 

Analyse osmotique d’une coque en matériaux composites

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Une analyse osmotique, également appelée diagnostic d’osmose, est un examen technique destiné à évaluer l’état d’une coque construite en matériau composite, généralement en polyester renforcé de fibres de verre.

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Son objectif est de rechercher la présence d’humidité anormale dans le stratifié, d’identifier les éventuels phénomènes osmotiques et d’en déterminer l’étendue et le niveau d’évolution.

L’osmose est parfois appelée, de manière imagée, « cancer du polyester ». Cette expression traduit son caractère progressif mais ne correspond pas à une définition technique.

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Comment apparaît l’osmose ?

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Le gelcoat constitue la première barrière de protection de la coque, mais il n’est pas totalement imperméable à l’eau. Avec le temps, une faible quantité d’eau peut migrer à travers cette couche puis pénétrer progressivement dans le stratifié.

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Lorsque cette eau rencontre des composants solubles, des résidus de fabrication ou certains produits issus de la dégradation chimique de la résine polyester, des solutions fortement concentrées peuvent se former dans les microcavités du composite.

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L’eau est alors attirée vers ces zones par différence de concentration. Le volume de liquide augmente progressivement et génère une pression interne.

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Parallèlement, l’eau peut provoquer une hydrolyse de certaines liaisons chimiques de la résine polyester. Cette réaction peut produire différents composés organiques, notamment des acides, dont de l’acide acétique.

 

Ces produits participent à l’acidification du liquide présent dans les cloques et peuvent accentuer la dégradation de la résine.

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La pression osmotique augmente progressivement jusqu’à provoquer une séparation locale entre le gelcoat et le stratifié ou à l’intérieur même du composite. Des cloques, ou blisters, apparaissent alors à la surface de la carène.

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Dans les cas les plus avancés, la résine peut perdre progressivement ses propriétés mécaniques et l’adhérence entre les différentes couches de fibres peut être altérée. On parle alors de délamination du stratifié.

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Les principaux contrôles d’une analyse osmotique

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Une analyse professionnelle ne repose pas sur un seul relevé. Elle consiste à croiser plusieurs observations et mesures.

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Examen visuel et tactile (La carène est inspectée méthodiquement afin de rechercher notamment ):

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• la présence de cloques ou de soulèvements du gelcoat 

• des fissurations ou défauts de surface 

• des zones présentant une différence d’aspect ou de dureté 

• d’anciennes réparations ou traitements 

• des signes de décollement du revêtement

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Lorsque des cloques sont présentes et que les conditions de l’expertise le permettent, certaines peuvent être ouvertes afin d’examiner le liquide qu’elles contiennent.

Un liquide sous pression, parfois visqueux et présentant une odeur acide pouvant rappeler le vinaigre, constitue un indice caractéristique d’un phénomène osmotique. Cette observation doit néanmoins être corrélée aux autres résultats de l’expertise et ne doit pas être utilisée seule pour établir le diagnostic.

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Mesures hygrométriques du stratifié

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La mesure de l’humidité constitue une partie essentielle du diagnostic, notamment lorsque le phénomène n’est pas encore visible en surface.

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À l’aide d’un humidimètre spécialisé pour matériaux composites, tel qu’un Tramex Skipper ou un appareil équivalent, une série de relevés est effectuée sur la carène.

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Les mesures sont réparties sur différentes zones des œuvres vives et comparées entre elles ainsi qu’avec des zones de référence situées au-dessus de la ligne de flottaison.

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Ces appareils ne donnent pas nécessairement un pourcentage absolu d’eau contenu dans le stratifié. Ils permettent principalement d’établir des valeurs relatives et de mettre en évidence des différences d’humidité entre différentes zones de la coque.

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L’interprétation doit également tenir compte de plusieurs paramètres : nature du stratifié, épaisseur du gelcoat, revêtements antifouling, température, salinité et délai écoulé depuis la sortie d’eau du navire.

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Une cartographie des valeurs permet ainsi de localiser les zones présentant une humidité anormalement élevée et d’évaluer l’homogénéité du phénomène.

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Contrôle de dureté du composite

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Lorsque l’état du stratifié le justifie, un contrôle de dureté peut compléter l’examen.

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Un duromètre de type Barcol permet de mesurer la dureté superficielle d’une résine ou d’un matériau composite et de comparer différentes zones de la coque.

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Des différences significatives peuvent mettre en évidence une modification des propriétés mécaniques de la résine ou contribuer à identifier une zone dégradée.

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La durométrie ne permet toutefois pas, à elle seule, de diagnostiquer une délamination.

Une suspicion de délamination peut nécessiter des investigations complémentaires telles qu’un contrôle par percussion, une inspection ultrasonore ou, dans certains cas, une investigation locale du stratifié.

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Osmose et délamination : deux phénomènes à distinguer

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L’osmose correspond principalement à un phénomène physico-chimique lié à la migration d’eau et à la formation de solutions dans le stratifié.

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La délamination correspond à une perte d’adhérence entre différentes couches constituant le composite.

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Une osmose avancée et une hydrolyse importante de la résine peuvent contribuer à une perte de cohésion du stratifié et favoriser une délamination, mais les deux termes ne doivent pas être considérés comme synonymes.

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Pourquoi réaliser une analyse osmotique ?

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Lors d’une expertise pré-achat, elle permet d’identifier un phénomène qui peut entraîner des travaux importants et coûteux : décapage ou pelage du gelcoat, ouverture des zones dégradées, séchage prolongé du stratifié, réparations locales puis application d’un nouveau système de protection.

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Dans le cadre d’un suivi préventif, les mesures permettent également de surveiller l’évolution de l’humidité dans le temps et d’intervenir avant l’apparition d’une dégradation plus importante.

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Conclusion

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L’analyse osmotique ne consiste donc pas uniquement à rechercher des cloques sur une coque.

Elle associe l’examen visuel, la mesure de l’humidité, l’analyse des éventuelles cloques et, lorsque nécessaire, des contrôles complémentaires de l’état mécanique du composite.

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L’objectif est de déterminer si le stratifié est sain, s’il présente une humidité anormale pouvant correspondre à une phase précoce du phénomène, ou si une osmose active avec dégradation de la résine et éventuellement délamination est déjà présente.

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C’est le croisement de l’ensemble de ces observations et mesures qui permet à l’expert d’établir un diagnostic technique argumenté et de déterminer la nécessité éventuelle d’investigations ou de travaux complémentaires.