L'acier au carbone figure parmi les matériaux les plus résistants disponibles pour la construction et le renforcement structurel. Cependant, il reste sensible aux effets du froid. Dans certains cas, les traitements appliqués lors de la production peuvent améliorer sa résistance et le rendre plus dur. Mais à partir d'un certain seuil de température, même l'acier trempé peut devenir cassant.
Les effets de la trempe
La fabrication de l'acier n'est pas aussi simple que de chauffer du minerai de fer jusqu'à le faire fondre : cela ne produirait qu'un simple métal brut. Un bon acier au carbone suit un processus rigoureux de fusion, de formage et de refroidissement rapide. Cette trempe immédiate modifie la structure moléculaire de l'acier au carbone, favorisant la formation de liaisons plus solides. Il en résulte un acier plus résistant et plus dur, qui s'use moins vite et supporte mieux les contraintes de pression. Un acier produit par trempe rapide peut ainsi présenter une dureté jusqu'à quatre fois supérieure à celle d'un acier simplement fondu puis moulé.
Comportement de l'acier dans le froid
L'exposition à des températures ambiantes basses, comme le froid extérieur, ne provoque aucun changement soudain dans la nature de l'acier au carbone. Grâce à la présence de carbone, l'acier résiste même mieux au froid que beaucoup d'autres matériaux. Toutefois, en dessous d'un certain seuil de congélation, le métal peut se solidifier complètement. Ce point critique dépend de la teneur en carbone de l'acier. En pratique, l'acier ne gèlera pas dans la plupart des conditions météorologiques habituelles.
La fragilité causée par le froid
L'acier au carbone perd néanmoins sa flexibilité lorsqu'il est exposé au froid. Bien qu'il conserve sa dureté, il devient alors cassant et vulnérable aux fissures. Les équipages des navires Liberty américains ont découvert ce problème de la manière la plus rude : leurs coques, soumises à de fortes tensions dues au chargement, se sont fendues au niveau des soudures lors de traversées des eaux glaciales de l'Atlantique pendant la Seconde Guerre mondiale. Le Titanic, tragiquement célèbre, a connu un sort similaire. C'est pourquoi l'acier au carbone doit être allié à d'autres métaux afin de conserver sa souplesse à basse température. Un acier non allié atteint son point de fragilité en dessous de -30 °C, un seuil largement dépassé dans de nombreuses régions du globe.
L'acier de construction face au froid
Lorsque l'acier refroidit, il a tendance à développer de la condensation. Cela peut constituer un problème majeur pour les constructeurs qui utilisent l'acier pour l'ossature de bâtiments, notamment lorsque le métal est proche de l'extérieur ou directement exposé aux intempéries. Le transfert de température qui en résulte provoque la formation de gouttelettes d'eau susceptibles de s'infiltrer dans la structure, entraînant avec le temps des dégâts d'humidité ou la pourriture sèche des éléments en bois.
En résumé, si l'acier au carbone demeure un choix privilégié pour la construction grâce à sa robustesse, il est essentiel de prendre en compte son comportement à basse température. Le recours à des alliages adaptés et une conception soignée permettent de limiter la fragilité et les problèmes d'humidité, garantissant ainsi la longévité des ouvrages.
Source : https://jardin.98905.com/landscaping-outdoor-building/landscaping-basics/1007091169.html