Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

L'accumulation de la glace et de la neige mouillée sur les structures, notamment sur les équipements des réseaux aériens de transmission et distribution de l'énergie électrique, est un problème grave pour les régions soumises au givrage atmosphérique. Pour contrer ce problème, différentes techniques de dégivrage et d'antigivrage ont été développées. Cependant, la plupart des techniques actuellement utilisées, appelées méthodes actives de déglaçage, sont utilisées là où les accumulations de glace ou de neige sont considérables. De nouvelles méthodes, plus efficaces, consistant en la création de revêtements anti-givres ou glaciophobes pour inhiber ou retarder l'accumulation de glace gagnent en popularité.

La corrosion des surface métalliques devrait être également prise en compte parce que le métal ou les alliages métalliques sont soumis à un environnement humide et agressif, et donc le développement de tout revêtement glaciophobe sur les surfaces d'aluminium est étroitement lié à la protection anti-corrosive du métal. Par conséquent, les efforts pour préparer des revêtements (une couche ou multi-couches) sur des substrats polis d'AA6061 et AA2024 combinant à la fois réduction de l'adhésion de la glace et une meilleure résistance à la corrosion ont été réalisés dans ce travail de recherche.

Les stabilités des revêtements en milieu aqueux et leurs propriétés glaciophobes furent systématiquement étudiées. Par conséquent, ce travail de recherche a tenté d'étudier l'influence de la rugosité de la surface sur les propriétés glaciophobes et de l'hydrophobicité de ces surfaces. Tous les revêtements élaborés ont montré une perte graduelle de leurs propriétés hydrophobes après environ 1000 h d'immersion dans l'eau. La corrosion des surfaces a également été observée, sauf pour les surfaces traitées avec des revêtements de conversion permanganate, ce qui a fourni une bonne protection anti-corrosive.

Toutes les surfaces planes avec revêtement ont montré des valeurs de contrainte de cisaillement (détachement de glace) au moins -1. 5 fois inférieures comparées aux surfaces non- revêtues (poli miroir de Al) et environ ~ 2 fois inférieures à celles d'échantillons bruts. Les valeurs des facteurs de réduction d'adhérence (FRA) ont diminué après 12 événements de givrage/dégivrage, ce qui implique une certaine dégradation des revêtements.

Tous les échantillons à relief inégal super-hydrophobes ont donné des valeurs de contrainte de cisaillement au moins ~ 4 à 7 fois plus faibles que celles obtenues sur les surfaces d'échantillons bruts de Al. Après 24 expériences de givrage/dégivrage, toutefois, la force d'adhérence de la glace a augmenté de manière significative sur ces surfaces par un facteur de ~ 2 après 24 cycles de givrage/dégivrage.

En outre, toutes les surfaces plates et rugueuses revêtues ont progressivement perdu leurs propriétés hydrophobes après presque chaque cycle de givrage/dégivrage. La capacité de détachement de glace de tous les échantillons testés a été évaluée en fonction du temps.

Nos études montrent, donc, qu'il est possible de préparer des revêtements qui offrent une adhérence réduite de glace sur les surfaces en aluminium avec certains degrés de protection contre la corrosion.