{"id":31595,"date":"2026-06-26T13:29:58","date_gmt":"2026-06-26T05:29:58","guid":{"rendered":"https:\/\/alllandpipes.com\/?p=31595"},"modified":"2026-06-26T13:41:44","modified_gmt":"2026-06-26T05:41:44","slug":"astm-a252-lsaw-steel-pipe-piles-offshore-foundations","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/alllandpipes.com\/fr\/blogs\/astm-a252-lsaw-steel-pipe-piles-offshore-foundations.html","title":{"rendered":"D\u00e9fis li\u00e9s \u00e0 la fabrication de pieux tubulaires en acier ASTM A252 \u00e0 paroi \u00e9paisse destin\u00e9s aux fondations offshore"},"content":{"rendered":"
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Introduction<\/strong><\/h2>\n\n

Les infrastructures offshore, telles que les monopiles \u00e9oliens en mer, les ponts transmarins et les quais en eaux profondes, sont soumises \u00e0 des contraintes m\u00e9caniques extr\u00eames et \u00e0 une corrosion marine bien sup\u00e9rieures \u00e0 celles subies par les structures terrestres. Les pieux tubulaires offshore sont soumis \u00e0 un cisaillement constant d\u00fb aux vagues, \u00e0 des charges cycliques li\u00e9es aux mar\u00e9es, \u00e0 une compression verticale et \u00e0 l'\u00e9rosion dans la zone d'\u00e9claboussement. Les tubes \u00e0 paroi mince ordinaires ne peuvent pas r\u00e9sister aux chocs li\u00e9s au trafic ni \u00e0 la d\u00e9gradation \u00e0 long terme caus\u00e9e par l'eau de mer, c'est pourquoi ASTM A252<\/a> Les tubes de pieux \u00e0 paroi \u00e9paisse sont d\u00e9sormais largement utilis\u00e9s comme mat\u00e9riau standard pour les fondations offshore.<\/p>\n\n

L'ing\u00e9nierie moderne des fondations offshore n\u00e9cessite des pieux tubulaires \u00e0 paroi \u00e9paisse et de haute pr\u00e9cision, dot\u00e9s de soudures sans d\u00e9faut, de propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques stables et de surfaces durables et r\u00e9sistantes \u00e0 la corrosion. Pieux en tube d'acier<\/strong>\u00a0est largement utilis\u00e9 dans les fondations offshore, o\u00f9 sa structure soud\u00e9e r\u00e9duit consid\u00e9rablement le risque de d\u00e9faillance structurelle lors de l'enfoncement et pendant toute la dur\u00e9e de vie de l'ouvrage.<\/p>\n\n

Cet article analyse les principaux d\u00e9fis techniques li\u00e9s \u00e0 la fabrication de tubes de pieux offshore \u00e0 paroi \u00e9paisse conformes \u00e0 la norme ASTM A252. Il aborde les technologies de formage professionnelles, les normes de performance m\u00e9canique, les solutions de rev\u00eatement marin et les syst\u00e8mes de contr\u00f4le qualit\u00e9 utilis\u00e9s par des fabricants agr\u00e9\u00e9s de tubes en acier de grand diam\u00e8tre tels qu\u2019Allland Pipes, l\u2019ensemble du contenu \u00e9tant conforme \u00e0 la API 5L<\/a>, les normes industrielles ASTM A252 et ISO 21809.<\/p>\n\n

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1<\/span>Introduction<\/a><\/span><\/div>\n
2<\/span>Pourquoi les fondations maritimes utilisent-elles des tubes LSAW de grand diam\u00e8tre comme pieux de structure ?<\/a><\/span><\/div>\n
3<\/span>Comportement m\u00e9canique de l'acier ASTM A252 de nuance 3 : limite d'\u00e9lasticit\u00e9 et fatigue sous l'effet de coups de marteau<\/a><\/span><\/div>\n
4<\/span>Conception de barri\u00e8res anticorrosion : syst\u00e8me de rev\u00eatement sur mesure pour les pieux offshore<\/a><\/span><\/div>\n
5<\/span>Contr\u00f4les de qualit\u00e9 de la production chez Allland Pipes : concilier les normes techniques<\/a><\/span><\/div>\n
6<\/span>Conclusion<\/a><\/span><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n
\"fabrication<\/div>\n\n

Pourquoi les fondations maritimes utilisent-elles des tubes LSAW de grand diam\u00e8tre comme pieux de structure ?<\/strong><\/h2>\n\n

Lorsqu'ils choisissent des pieux tubulaires pour des projets offshore, les ing\u00e9nieurs en g\u00e9nie civil \u00e9valuent trois proc\u00e9d\u00e9s de fabrication de tubes soud\u00e9s couramment utilis\u00e9s : le LSAW (soudage \u00e0 l'arc submerg\u00e9 longitudinal), le SSAW (soudage \u00e0 l'arc submerg\u00e9 en spirale) et l'ERW (soudage par r\u00e9sistance \u00e9lectrique). Chaque m\u00e9thode de fabrication entra\u00eene un mode de r\u00e9partition des contraintes qui lui est propre, ce qui influe directement sur les performances des pieux soumis \u00e0 des charges de battage importantes et \u00e0 des charges structurelles offshore \u00e0 long terme, ce qui rend Tube d'acier LSAW<\/a> le choix incontournable pour les fondations marines \u00e0 parois \u00e9paisses pieux en tube d'acier<\/strong>\u00a0applications.<\/p>\n\n

LSAW, SSAW et ERW : comportement sous contrainte sous l'effet des charges de pieux<\/strong><\/h3>\n\n

Tubes SSAW<\/a> se caract\u00e9risent par une soudure h\u00e9lico\u00efdale continue s'\u00e9tendant en diagonale sur le tube. Sous l'effet des chocs verticaux du marteau et des charges de compression axiales lors de l'enfoncement, les contraintes de cisaillement ont tendance \u00e0 se concentrer le long du cordon de soudure h\u00e9lico\u00efdal, ce qui entra\u00eene l'apparition de points de d\u00e9part de fatigue locaux. Lorsque l\u2019\u00e9paisseur de paroi des pieux individuels offshore est sup\u00e9rieure \u00e0 30 mm, la contrainte r\u00e9siduelle de la soudure h\u00e9lico\u00efdale augmente le risque de fissuration au niveau des pieds de soudure lors de martelages r\u00e9p\u00e9t\u00e9s. Les tubes ERW pr\u00e9sentent g\u00e9n\u00e9ralement une \u00e9paisseur de paroi limit\u00e9e et sont moins couramment utilis\u00e9s pour les applications de battage en eaux profondes n\u00e9cessitant des parois \u00e9paisses, conform\u00e9ment aux exigences de la norme ASTM A252 Grade 3.<\/p>\n\n

En revanche, le tube LSAW comporte une soudure longitudinale droite, parall\u00e8le \u00e0 l\u2019axe central du tube. La pression axiale et les forces d\u2019impact verticales sont r\u00e9parties uniform\u00e9ment sur la paroi du tube, et il n\u2019y a pas de concentration de contraintes diagonales au niveau de la soudure, ce qui \u00e9limine le principal mode de rupture observ\u00e9 dans les tubes de battage SSAW. Pour les applications structurelles \u00e0 paroi \u00e9paisse, les tubes LSAW fabriqu\u00e9s par JCOE garantissent une int\u00e9grit\u00e9 constante du chemin de charge. Il s'agit l\u00e0 d'un avantage essentiel pour les pieux offshore assembl\u00e9s en plusieurs sections. Cela assure un transfert de charge fluide au niveau des joints soud\u00e9s sur chantier.<\/p>\n\n

Cr\u00e9ation du JCOE<\/strong>\u2019<\/strong>Avantages techniques pour les tubes marins \u00e0 paroi \u00e9paisse<\/strong><\/h3>\n\n

Le proc\u00e9d\u00e9 de fabrication JCOE (formage en J, en C, en O et expansion) est largement reconnu comme un proc\u00e9d\u00e9 standard pour la production de pieux tubulaires en acier \u00e0 paroi \u00e9paisse par soudage longitudinal \u00e0 l'arc submerg\u00e9, et ce proc\u00e9d\u00e9 a \u00e9t\u00e9 adopt\u00e9 par les deux lignes de production JCOE d\u00e9di\u00e9es d'Allland Pipes. Contrairement au formage UOE en une seule \u00e9tape, le proc\u00e9d\u00e9 JCOE utilise un pressage \u00e0 froid progressif en plusieurs \u00e9tapes pour former des t\u00f4les d\u2019acier \u00e9paisses, ce qui r\u00e9duit consid\u00e9rablement le retour \u00e9lastique et les contraintes de formage r\u00e9siduelles dans la paroi du tube. L\u2019expansion m\u00e9canique \u00e0 froid apr\u00e8s le formage lib\u00e8re davantage les contraintes internes, tout en permettant de calibrer les tol\u00e9rances g\u00e9om\u00e9triques : l\u2019ovalisation (ellipticit\u00e9) est inf\u00e9rieure ou \u00e9gale \u00e0 0,61 TP4T du diam\u00e8tre ext\u00e9rieur nominal, et la rectitude est maintenue en dessous de 1 mm par m\u00e8tre de longueur de tube, deux crit\u00e8res incontournables pour l\u2019alignement des pieux offshore lors de l\u2019assemblage sur site.<\/p>\n\n

Contr\u00f4le de la production en usine chez les fabricants sp\u00e9cialis\u00e9s dans les tubes en acier de grand diam\u00e8tre<\/strong><\/h3>\n\n

Exp\u00e9riment\u00e9 fabricants de tubes en acier de grand diam\u00e8tre<\/strong>, comme Allland Pipes, int\u00e8grent des postes de pr\u00e9-chanfreinage, de pr\u00e9-cintrage automatique et de soudage LSAW double face afin de r\u00e9soudre les probl\u00e8mes li\u00e9s \u00e0 la fabrication de pi\u00e8ces \u00e0 parois \u00e9paisses. Avant le formage, la fraiseuse de bords usine avec pr\u00e9cision le bord de la t\u00f4le pour lui donner un angle oblique uniforme, afin de garantir une p\u00e9n\u00e9tration compl\u00e8te de la soudure lors du soudage \u00e0 l'arc submerg\u00e9 interne et externe. \u00a0<\/p>\n\n

Le formage et le soudage de pr\u00e9cision permettent de r\u00e9soudre directement l\u2019un des principaux d\u00e9fis de la construction offshore : l\u2019alignement dimensionnel constant des raccords de pieux sur site. Une ellipticit\u00e9 hors tol\u00e9rance ou une rectitude non uniforme entra\u00eeneront un d\u00e9calage des jeux de joint, affaibliront la liaison de raccordement et provoqueront l\u2019apparition de fissures de corrosion cach\u00e9es dans la zone d\u2019\u00e9claboussures marines lors du soudage sur site. La ligne de production JCOE d\u2019Allland fournit des tubes structurels \u00e0 paroi \u00e9paisse con\u00e7us pour \u00e9liminer les retards de raccordement et les points faibles structurels courants dans les tubes de pieux de qualit\u00e9 inf\u00e9rieure.<\/p>\n\n

Comportement m\u00e9canique de l'acier ASTM A252 de nuance 3 : limite d'\u00e9lasticit\u00e9 et fatigue sous l'effet de coups de marteau<\/strong><\/h2>\n\n

La norme ASTM A252 d\u00e9finit trois classes de r\u00e9sistance pour les pieux tubulaires en acier, parmi lesquelles la classe 3 est sp\u00e9cialement destin\u00e9e aux fondations offshore et maritimes, car elle pr\u00e9sente une excellente r\u00e9sistance m\u00e9canique aux chocs li\u00e9s \u00e0 l'enfoncement et \u00e0 la compression structurelle \u00e0 long terme. Ma\u00eetriser la r\u00e9gularit\u00e9 de la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 des tubes en acier tout au long de la production en s\u00e9rie repr\u00e9sente l'un des d\u00e9fis de fabrication les plus persistants pour les tubes de pieux marins \u00e0 paroi \u00e9paisse.<\/p>\n\n

Principaux param\u00e8tres de la norme m\u00e9canique ASTM A252<\/strong><\/h3>\n\n

Conform\u00e9ment \u00e0 la norme ASTM A252, la nuance 3 exige une limite d'\u00e9lasticit\u00e9 minimale de 310 MPa (45 000 psi), une r\u00e9sistance \u00e0 la traction minimale de 455 MPa (66 000 psi), et un allongement minimal de 20%, afin de garantir une d\u00e9formation ductile plut\u00f4t qu\u2019une rupture fragile sous des charges extr\u00eames. Contrairement aux normes relatives aux tubes telles que l\u2019API 5L, la norme ASTM A252 n\u2019impose pas de limites chimiques rigides pour les alliages, confiant ainsi l\u2019enti\u00e8re responsabilit\u00e9 du contr\u00f4le des mat\u00e9riaux aux fabricants de tubes en acier de grand diam\u00e8tre. Bien que la norme limite uniquement la teneur en phosphore \u00e0 un maximum de 0,050%, la production de pieux offshore n\u00e9cessite un \u00e9quilibre strict de l\u2019\u00e9quivalent carbone (Ceq) afin de maintenir la t\u00e9nacit\u00e9 de soudage dans les mati\u00e8res premi\u00e8res constitu\u00e9es de t\u00f4les \u00e9paisses.<\/p>\n\n

Risques li\u00e9s aux chocs cycliques de marteau dus \u00e0 une insuffisance <\/strong>Limite d'\u00e9lasticit\u00e9 des tubes en acier<\/strong><\/h3>\n\n

Des marteaux hydrauliques ou diesel lourds sont utilis\u00e9s pour le battage de pieux en mer. Lors de la pose, ces \u00e9quipements transmettent des ondes de choc m\u00e9caniques \u00e0 haute fr\u00e9quence et \u00e0 haute \u00e9nergie par l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 sup\u00e9rieure du tube. Si la limite d\u2019\u00e9lasticit\u00e9 de fabrication du tube en acier est inf\u00e9rieure aux exigences minimales de limite d\u2019\u00e9lasticit\u00e9 de la classe 3, l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 sup\u00e9rieure du tube subit un flambage irr\u00e9versible, un effondrement local de la paroi ou l\u2019apparition de microfissures au niveau des zones affect\u00e9es thermiquement (HAZ) des soudures. Une fois le pieu en place, ces microfissures se propagent sous l\u2019effet d\u2019une charge cyclique continue, entra\u00eenant une d\u00e9gradation structurelle progressive de l\u2019infrastructure offshore au cours de sa dur\u00e9e de vie nominale de 50 \u00e0 100 ans.<\/p>\n\n

Des \u00e9tudes de cas de d\u00e9faillances sur le terrain montrent que les mat\u00e9riaux \u00e0 faible teneur en Ceq et pr\u00e9sentant une limite d\u2019\u00e9lasticit\u00e9 stable conservent leur t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 l\u2019impact Charpy \u00e0 entaille en V \u00e0 de basses temp\u00e9ratures de l\u2019eau de mer, r\u00e9sistant ainsi \u00e0 la propagation des fissures apr\u00e8s des milliers de coups de marteau. Allland Pipes effectue des essais de traction par lots sur chaque coul\u00e9e de tubes de pieux \u00e0 paroi \u00e9paisse ASTM A252 de grade 3 afin de v\u00e9rifier les valeurs r\u00e9elles de limite d'\u00e9lasticit\u00e9 et de r\u00e9sistance \u00e0 la traction, et rejette toute coul\u00e9e dont les caract\u00e9ristiques m\u00e9caniques sont inf\u00e9rieures aux seuils minimaux fix\u00e9s par l'ASTM avant le d\u00e9but du formage.<\/p>\n\n

Optimisation de la composition chimique pour am\u00e9liorer la t\u00e9nacit\u00e9 de la zone affect\u00e9e par la soudure<\/strong><\/h3>\n\n

Dans le cadre du processus de production par soudage \u00e0 arc submerg\u00e9 (LSAW) et du soudage d\u2019\u00e9pissure sur site, un \u00e9quivalent carbone non ma\u00eetris\u00e9 dans les t\u00f4les \u00e9paisses conformes \u00e0 la norme ASTM A252 entra\u00eene la formation d\u2019une microstructure dure et fragile dans la zone affect\u00e9e thermiquement (HAZ) de la soudure. Les fissures \u00e0 froid dans les soudures \u00e0 paroi \u00e9paisse pr\u00e9sentent un risque catastrophique pour les pieux offshore sous-marins. Dans ce cas, il est pratiquement impossible de d\u00e9tecter ces fissures apr\u00e8s la mise en place des pieux. Les fabricants sp\u00e9cialis\u00e9s limitent le Ceq de l\u2019acier destin\u00e9 aux pieux offshore \u00e0 une valeur inf\u00e9rieure \u00e0 0,42 et \u00e9quilibrent les teneurs en carbone, en mangan\u00e8se et en oligo-\u00e9l\u00e9ments d\u2019alliage afin de maintenir une ductilit\u00e9 suffisante apr\u00e8s les cycles de soudage \u00e0 haute temp\u00e9rature. Le protocole interne d\u2019essais m\u00e9tallurgiques d\u2019Allland valide la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 l\u2019impact \u00e0 basse temp\u00e9rature dans les zones de soudure et de m\u00e9tal de base, garantissant ainsi des performances fiables des tubes en acier LSAW pour une utilisation marine \u00e0 long terme. pieux en tube d'acier<\/strong>\u00a0projets.<\/p>\n\n

Conception de barri\u00e8res anticorrosion : syst\u00e8me de rev\u00eatement sur mesure pour les pieux offshore<\/strong><\/h2>\n\n

Les pieux tubulaires en acier utilis\u00e9s en mer sont expos\u00e9s \u00e0 quatre zones de corrosion diff\u00e9rentes, et la r\u00e9partition des contraintes chimiques et m\u00e9caniques varie consid\u00e9rablement. Il est n\u00e9cessaire d\u2019adapter les syst\u00e8mes de rev\u00eatement afin de r\u00e9soudre les probl\u00e8mes d\u2019usure et de d\u00e9gradation \u00e0 long terme due \u00e0 l\u2019eau de mer lors de l\u2019enfoncement. En comparant Rev\u00eatement 3LPP vs 3LPE<\/strong>\u00a0L'utilisation conjointe de couches d'appr\u00eat FBE (\u00e9poxy li\u00e9 par fusion) est obligatoire dans le cadre des cahiers des charges des projets offshore, car chaque variante de rev\u00eatement offre des performances sp\u00e9cifiques dans les zones atmosph\u00e9riques, d'\u00e9claboussures, de submersion totale et situ\u00e9es sous la ligne de boue.<\/p>\n\n

R\u00e9partition de la charge de corrosion marine par zone<\/strong><\/h3>\n\n

1. Zone atmosph\u00e9rique : expos\u00e9e aux vents charg\u00e9s de sel, aux rayons UV et aux variations de temp\u00e9rature ; l'apport constant d'oxyg\u00e8ne acc\u00e9l\u00e8re la formation de rouille en surface.<\/p>\n\n

2. Zone de projection : l'immersion dans l'eau de mer et l'exposition \u00e0 l'air se succ\u00e8dent ; le taux de corrosion y est le plus \u00e9lev\u00e9, et il est aggrav\u00e9 par l'\u00e9rosion due aux vagues et le d\u00e9p\u00f4t de cristaux de sel.<\/p>\n\n

3. Zone submerg\u00e9e : contact permanent avec l'eau de mer, avec une p\u00e9n\u00e9tration uniforme d'ions chlorure, et une usure m\u00e9canique mod\u00e9r\u00e9e due aux s\u00e9diments entra\u00een\u00e9s par le courant.<\/p>\n\n

4. Zone sous la ligne de boue : enfouie dans les limons du fond marin ; frottement abrasif extr\u00eame lors de l'enfoncement des pieux, associ\u00e9 \u00e0 une corrosion microbienne ana\u00e9robie et \u00e0 un risque de d\u00e9collement cathodique.<\/p>\n\n

Un seul rev\u00eatement universel ne peut pas remplir le m\u00eame r\u00f4le dans ces quatre domaines, ce qui oblige les fabricants \u00e0 concevoir des syst\u00e8mes anticorrosion multicouches en fonction de la profondeur de l'eau et de la g\u00e9ologie sous-marine propres \u00e0 chaque projet. En tant que solution fiable, fabricant de tubes en acier<\/a><\/strong>, Allland Pipes fabrique des tubes rev\u00eatus de FBE et des tubes en acier dot\u00e9s d'un rev\u00eatement anticorrosion 3LPE\/3LPP sur cinq lignes de rev\u00eatement anticorrosion d\u00e9di\u00e9es, afin de r\u00e9pondre aux exigences de protection sp\u00e9cifiques \u00e0 chaque zone.<\/p>\n\n

Comparaison directe des performances des rev\u00eatements 3LPP et 3LPE pour les pieux marins<\/strong><\/h3>\n\n

Ces deux syst\u00e8mes \u00e0 trois couches utilisent un appr\u00eat \u00e9poxy FBE li\u00e9 au substrat en acier pour assurer l'adh\u00e9rence, associ\u00e9 \u00e0 une couche interm\u00e9diaire adh\u00e9sive et \u00e0 une couche protectrice externe en polym\u00e8re. La principale diff\u00e9rence r\u00e9side dans le mat\u00e9riau polym\u00e8re de la couche de finition, qui d\u00e9termine la r\u00e9sistance \u00e0 l'usure par dispersion et \u00e0 la temp\u00e9rature.<\/p>\n\n