L’EXPERTISE METALLURGIQUE Albaret Sainte Marie Le 6 Juin 2012

SOMMAIRE Introduction I – Présentation du groupe Bureau Veritas II – Présentation de Bureau Veritas Laboratoires. III – Expertise métallurgique – Exemples d’analyses de pièces rompues. Conclusion

I – Présentation du groupe Bureau Veritas

Notre métier depuis 1828 A travers nos 7 métiers, nous vérifions la conformité et améliorons les performances de nos clients dans les domaines de la Qualité, la Sécurité, l’Hygiène-Santé, l’Environnement et la Responsabilité Sociale Marine Evaluation de conformité des navires et équipements Evaluation de conformité des équipements et installations Tests de minéraux Industrie Inspection périodique d’équipements et installations techniques Inspection & Vérification en service Evaluation de conformité des bâtiments et infrastructures Construction Certification Certification des systèmes et processus de gestion en matière de QHSE, et service d’audits seconde partie Tests, inspection et certification de biens de consommation Biens de Consommation Services aux Gouvernements & Commerce International Services pour faciliter les échanges commerciaux, inspection de produits de commodités et tests

Bureau Veritas, un réseau international 09/04/2017 20:00 Bureau Veritas, un réseau international EMEA (1) 360 bureaux, et 110 laboratoires 13,100 employés 87 pays France 178 bureaux et 10 laboratoires 7,300 employés Asie-Pacifique 210 bureaux et 110 laboratoires 16,700 employés 22 pays Amériques 200 bureaux, et 100 laboratoires 10,800 employés 30 pays France is country of origin: dense network Other regions: generally a “younger” network Increasing share of fast growing regions (LA – APZ) With CCI, we now have over 28 000 staff in over 700 locations Plus de 900 implantations et 330 laboratoires dans 140 pays (1) EMEA comprend : Europe – hors France Moyen-Orient Afrique Chiffres à fin 2010 s_quintp\Bureau Veritas\06 Truth Analyst Presentation (New Template).ppt 5

Bureau Veritas en chiffres Evolution du chiffre d’affaires Évolution du nombre d’employés Répartition du chiffre d’affaires Les Amériques 22,5 % Les performances de Bureau Veritas sur les 10 dernières années en font un groupe solide et sûr, véritable partenaire de confiance : Une progression constante et à 2 chiffres du chiffre d’affaires et des effectifs Asie Pacifique 35 % France 15,5 % * EMEA comprend : Europe – hors France Moyen-Orient Afrique EMEA* 27 %

II – Présentation de Bureau Veritas Laboratoires Une expertise des matériaux au service des industriels

Bureau Veritas Laboratoires en quelques chiffres 2 3 Filiale à 100% de Bureau Veritas France 12 M€ de CA en 2011 120 personnes Reconnaissances Certification ISO 9001 Accrédité Cofrac Essais et PRI NADCAP Agrément Crédit Impôt Recherche Synergie avec les implantations industrie en proximité 4 laboratoires 35 Implantations Industrie

Pour vos matériaux, équipements et installations à tous les stades de vie NOS PRESTATIONS Essai des matériaux métalliques Chimie et Microanalyses Essais mécaniques Métallographie Vieillissement Expertise, analyse de défaillance Avarie : dégradation, rupture Corrosion Essai des polymères et composites Physico-chimie Propriétés électriques Mesure des émissions COV et odeurs Suivi des fournisseurs Audit selon NF EN 17025 Qualité des matériaux et procédés Suivi en service matériaux / procédés Bains de traitement Propreté Analyse d’huiles de transformateurs…

Nos marchés

Reconnaissances : certification, accréditation et agréments Accréditations ISO 9001:2008 N° 1-0036 N° 1-1990 N° 1-2055 Portées sur www.cofrac.fr Agréments clients Agrément Crédit Impôt Recherche (CIR) : Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Exemple d’assistance technique à la recherche et développement : Choix de matériaux métalliques, polymères et composite Vieillissement accéléré Résistance à la corrosion Validation de fournisseurs ou de produits… …

Le laboratoire de Saint-Ouen l’Aumône 4 724 k€ de CA en 2010 40 personnes Domaines Métallurgie : essais mécaniques, chimiques et examens des structures Mesure des émissions des matériaux et odeurs Analyse d’huile et diagnostic de transformateurs Principaux marchés Aéronautique Energie Industrie Produits de la construction Les savoir-faire spécialisés Dissection de pièces et qualification des matériaux et procédés Suivi périodique de bains de traitement Détermination des causes et origines des défaillances et préconisations associées

Le laboratoire de Pessac 1 940 k€ de CA 2011 18 personnes Domaines Métallurgie Polymères et composites Expertises d’avarie, analyses de défaillance Principaux marchés Aéronautique Industrie Marine Les savoir-faire spécialisés Caractérisation microstructurale et microanalyse X EDS et WDS Fractographie Datation de fissures Eprouvettes d’essais mécaniques Comptage de stries… Caractérisations chimique, mécanique et électrique des polymères et composites

BUREAU VERITAS Laboratoires PESSAC 14

Le Laboratoire Matériaux Métalliques de Pessac Effectifs 18 personnes Budget 2012 : 2 200 k€ Savoir faire : Caractérisation microstructure / microanalyse (MEB/EDS, WDS) (membre commission AFNOR X21A, analyse par microfaisceaux d’électrons), Essais & Etudes sur matériaux et procédés métallurgiques et composites Fractographie (Datation fissures, Eprouvettes d’Essais Mécaniques, Comptage de stries) Expertises d’avaries sur matériaux métalliques et composites Conseil, audits fournisseurs aéronautiques

Nos moyens de préparation métallographique Moyens de découpe (scies à ruban et à fil, micro-tronçonneuse) Enrobage à chaud et à froid Bancs de polissage manuels et semi-automatique, Bancs d’attaque (chimique, électrolytique)

Nos moyens d’observation et d’essais Banc macrographique Microduromètre Microscopes optiques (droit et inversés : 8) Analyse d’Image (AnalySIS) MEB / EDS x 4 (1 W, 3 FEG) Microsonde électronique (SX100) Radiographie µ Foyer (160 kV, détection de défauts de 3 ou 4 µm) Tomographie X Et des moyens spécifiques aux matériaux organiques (DSC, ATG, IRTF, …) 17

Et le support des moyens d’essais de l’Agence Laboratoire Essais mécaniques : Traction Fatigue Flexion par choc Fluages (rupture + allongement) Dureté et microdureté HV, HB, HRc Analyse Chimique : Spectrométrie Plasma, ci-contre Spectrométrie par étincelle et par fluorescence X, Analyseur spécifique de gaz dans les métaux (Hydrogène, Carbone, Soufre, Oxygène, Azote). Vieillissement accéléré : Enceintes de brouillard salin, ci-contre Enceinte Kesternich Enceintes climatiques (chaleur, humidité, UV) 18

III – Expertise métallurgique – Exemples d’analyses de pièces rompues

III – Expertise Métallurgique – « Définition » Caractériser et identifier l’origine de l’avarie. 1 ou plusieurs hypothèses possibles. préconisation de solutions…

III – Expertise métallurgique – Représentation schématique

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 Objet : Rupture d’un tendeur d’ancrage. Echantillon transmis : Tendeur d’ancrage CdG TA15B rompu sur la ligne 225 kV AMARGUE-AMIENS Z ARGOEUVES. Rompu le 25/04/10. But de l’expertise : Déterminer les causes probables à l’origine de la rupture. EXECUTION DE L’EXPERTISE : 1°) Analyse morphologique de la rupture (Meb) 2°) Analyse de composition chimique. 3°) Examen métallographique sur coupe passant par le plan de rupture. 4°) Mesures de dureté Vickers à partir de la préparation métallographique. 5°) Essai de traction à température ambiante. 6°) Synthèse des résultats obtenus - Conclusions.

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 ETAPE INITIALE : LOCALISATION DES RUPTURES. Partie A Partie B

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 ETAPE 1 : ANALYSE MORPHOLOGIQUE DE LA RUPTURE Aspect macrographique de la rupture Partie A Partie B Zone 2 Zone 1

III – Expertise – Cas concret N°1 FATIGUE Sollicitations dynamiques = Flexion plane répétée + traction Lignes d’arrêt Amorçage Empreinte

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 Aspect micrographiques des stries de fatigue.

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 Aspect macro-fractographique de la zone d’amorçage : Aspect granuleux du revêtement zingué Empreinte

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 Aspect macrographique des filets après dézingage : Présence de nombreuses écailles. Certaines écailles désolidarisées Empreintes. Zinc

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 Aspect macrographique des filets après dézingage : Ecaille prête à se décoller

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 Aspect macrographique de la zone d’amorçage (après dézingage). Site d’amorçage localisé au niveau d’1 empreinte Initiation à 1 extrémité empreinte… Point d’accroche de l’écaille ?

III – Expertise – Cas concret N°1 Aspect macro et micro-graphique de la zone de rupture finale. inclinée à 45 ° faible étendue du faciès (zone 2) pas surchargé en service. morphologie majoritairement brutale ductile à cupules.

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 ETAPE 2 : ANALYSE DE COMPOSITION CHIMIQUE DE L’ACIER Nuance annoncée : non communiquée. Nuance correspondante : s’apparente à un acier type XC 38 selon la norme NF A 35-551 de Septembre 1966 - périmée).

II – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 ETAPE 3 : EXAMENS METALLOGRAPHIQUES SUR COUPE PASSANT PAR LA ZONE D’AMORÇAGE Découpe / Prélèvement Enrobage Polissage Analyses sur microscope optique avec et sans attaque

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 Présence d’écailles (ou empreintes) sur tous les filets. Bord de rupture écrouissage marqué. Microstructure : ferrito-perlitique à grains équiaxes. Macrostructure et Microstructure au niveau de la zone d’amorçage Bord de rupture Résidus d’écaille

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 Microstructure sur le bord de rupture, au niveau de la zone d’amorçage : Présence d’écailles.

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 ETAPE 4 : MESURES DE DURETE VICKERS Mesurées à partir de la préparation métallographique sous une charge de 5 Kgf. HV5 = 168 – 174 – 167. Moyenne HV5 = 169,7 ≈ 170. Absence de valeurs de référence.

III – Expertise – Cas concret N°1 ETAPE 5 : ESSAI DE TRACTION A TEMPERATURE AMBIANTE Norme d’essai : NF EN 10002-1

III – Expertise métallurgique – Cas concret N°1 ETAPE 6 : SYNTHESE DES RESULTATS / CONCLUSIONS Rupture par fissuration progressive (fatigue) Mauvais état des filets présence de nombreuses écailles matière ( usinage mal maîtrisé -mauvais affûtage de l’outil). Zingage réalisé par dessus. Identification précise du site d’amorçage sur 1 empreinte Analyse de composition chimique : acier type XC 38 Microstructure : type ferrito-perlitique (état normalisé). Examen des surfaces des filets (vers amorçage notamment) : existence d’écailles. Caractéristiques mécaniques (traction+duretés) : en accord avec les structures observées. RUPTURE LIEE A mauvaise qualité d’usinage des filets.

III – Expertise métallurgique : Cas concret N°2 Objet : Expertise d’un bloc hydraulique fissuré. Démarche générale : Etape N°1 : - Ouverture de la (ou des) fissures. - Examen visuel et à la loupe binoculaire du faciès. Etape N°2 : Caractérisation du faciès de rupture au MEB : - Définition du mode de rupture (fatigue, brutale, etc…) - Localisation et caractérisation du (des) sites d’initiation. Etape N°3 : Examen métallographique sur coupe.

III – Expertise métallurgique : Cas concret N°2 CND : 3 criques identifiées : 2 dans puit du filtre 1 dans vanne de mode

Fissures dans puit du filtre Avant ouverture Après ouverture III – Etape N°1 : Ouverture des fissures et Localisation des zones d’amorçages Fissures dans puit du filtre Avant ouverture Après ouverture

Fissures dans vanne de mode III– Etape N°1 : Ouverture des fissures et Localisation des zones d’amorçages Fissures dans vanne de mode

Exemple d’analyse d’une fissure dans puit du filtre III – Etape N°2 : Caractérisation du faciès de rupture au MEB Définition du mode de rupture Exemple d’analyse d’une fissure dans puit du filtre MODE DE RUPTURE : Fissuration progressive (Fatigue) Mesure de la distance interstries (estimation) Nombre de cycles endommageant

III – Etape N°2 : Caractérisation du faciès de rupture au MEB Localisation du site d’amorçage Exemple d’analyse d’une fissure dans puit du filtre Localisation du site d’amorçage sur intermétalliques oxydés Identification de « cavités » (lié à l’ébavurage électrochimique)

III – Etape N°3 : Examen métallographique sur coupe. Identification des cavités dues à ébavurage électrochimique Profondeur : 20 µm

III – Synthèse des résultats – Conclusions Fissuration par fatigue initiée à partir de discontinuités géométriques (augmentation locale de contraintes par effet d’entaille) Les discontinuités géométriques se sont formées par attaque chimique des composés intermétalliques lors de la préparation avant anodisation (décapage, ébavurage électrochimique). Préconisations Optimisation de la préparation avant anodisation Mise en place d’une procédure de suivi des bains

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers LANCE D’INCENDIE

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers BLOC d’INJECTION

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers FISSURATION CULASSE ET BLADE CARRIER

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers FISSURATION CULASSE ET BLADE CARRIER

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers Cas atypiques : FLACON DE PARFUM - Particules dans pompe

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers Cas atypiques Corrosion de boîtes de Soda sur porte-conteneur

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers Cas atypiques Objet exogène présent dans un poisson (supermarché)

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers EXEMPLES DIVERS : Cas atypiques Expertise judiciaire pour la gendarmerie

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers Cas atypiques Expertise judiciaire sur le BAGALED BREIZH

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers Cas atypiques FABERGE ou PAS ?

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers Cas atypiques Plus près de toi mon Dieu…

III - Expertises métallurgiques – Exemples divers

CONCLUSION GENERALE « Même si nous sommes capables d’appréhender quelques clés objectives qui fonderont notre action, le risque subsistera toujours car l’incertitude est constitutive de notre monde » L’expertise est nécessaire à l’obtention d’informations afin de décider, non pas en toute connaissance de cause, mais de la manière la plus objectivement fondée que possible. Elle permet d’apporter, à un décideur, un avis contenant, du vrai, du démontré, du probable, du possible, du vraisemblable et aussi du doute.  L’expertise n’a de raison d’être que dans la qualité du résultat. Le degré de fiabilité de l’expertise passe par la bonne maîtrise de son processus de conduite et donc par une démarche cohérente et structurée.

Merci de votre attention.

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