Comment fonctionne la soudure sous-marine

En tant que plongeur, vous avez probablement déjà entendu parler du terme  » soudure sous-marine « . La soudure sous-marine est l’un des emplois les plus connus (et les plus lucratifs) disponibles pour les plongeurs commerciaux.

La plupart d’entre nous ont une compréhension de base de la soudure, mais comment est-elle exactement effectuée sous l’eau ? Nous en apprenons plus sur cette carrière intéressante mais dangereuse ci-dessous.

Qu’est-ce que le soudage sous l’eau ?

Le soudage sous l’eau, souvent appelé soudage hyperbare, existe depuis le début des années 1930 et est toujours pratiqué dans de nombreuses régions du monde pour l’entretien et la réparation d’infrastructures marines partiellement ou totalement immergées dans l’eau. Les soudeurs terrestres travaillent sur les ponts, les barrages et les petits bateaux, tandis que les soudeurs offshore s’occupent des pipelines, des plateformes pétrolières, des grands navires, des habitats sous-marins et même des centrales nucléaires.

Le soudage sous l’eau n’est en fait pas si différent du soudage sur la terre ferme. Les deux utilisent les mêmes techniques et équipements de soudage de base, ce qui explique pourquoi les soudeurs sous-marins s’entraînent généralement pour devenir d’abord des soudeurs certifiés au-dessus de l’eau. Néanmoins, c’est un domaine de travail dangereux qui implique des années de formation afin d’acquérir non seulement les connaissances et l’ensemble des compétences requises, mais aussi la certification nécessaire auprès d’une école de plongée commerciale accréditée.

La première pensée qui vient à l’esprit des gens lorsqu’ils parlent de soudage sous l’eau est le danger de mélanger l’eau et l’électricité. En effet, c’est l’une des menaces de ce métier, mais étonnamment pas la plus importante (plus d’informations sur les dangers de la soudure sous-marine ci-dessous). Pourtant, beaucoup choisissent ce parcours professionnel pour l’excitation et les défis qui accompagnent le travail – sans parler d’une bonne rémunération d’une moyenne de 53 990 $ par an (ou plus pour les soudeurs-plongeurs offshore).

Bien que le travail implique généralement l’utilisation d’un bâton de soudage spécialisé (ou électrode) et de bulles gazeuses, il existe deux principaux types de soudage sous l’eau :

Soudage à sec

Bien que nous nous imaginions normalement que le soudage sous l’eau se fait en étant complètement immergé dans l’eau, la plupart du temps, il se fait dans des habitats secs. Le soudage à sec fait appel à une chambre ou un habitat sec (caisson hyperbare) où l’eau est remplacée par un mélange de gaz afin qu’un ou plusieurs soudeurs puissent effectuer le travail dans des conditions sèches.

Ces chambres peuvent être coûteuses et les soudeurs-plongeurs n’en ont pas toujours à leur disposition. Dans ce cas, les soudeurs-plongeurs doivent alors recourir à la soudure humide, où ils n’ont rien pour les protéger de l’eau.

Soudure humide

La soudure humide se fait en fonction de l’accessibilité de la zone de soudure et de la gravité de la réparation nécessaire. L’une des raisons pour lesquelles il est surtout utilisé en dernier recours, outre le danger évident d’utiliser l’électricité dans l’eau, est qu’il y a plus de chances que la soudure se refroidisse trop rapidement en raison de la température de l’eau environnante, ce qui augmente les risques de fissures.

Nous apprendrons également comment chaque type de soudage fonctionne ci-dessous.

Comment fonctionne le soudage sous l’eau ?

Alors, comment le soudage est-il effectué sous l’eau ? Il y a étonnamment un certain nombre de façons dont les soudeurs-plongeurs le font. Après avoir reçu une mission, les chefs de projet et les soudeurs-plongeurs experts choisissent entre plusieurs types de soudage sous l’eau qui répondront le mieux à leurs besoins. Découvrez ci-dessous leurs procédés de soudage spécifiques.

Soudure humide

La plupart du temps, les plongeurs utilisent la soudure à l’arc métallique blindé (SMAW) ou  » soudure à la baguette « , car c’est la méthode la plus rentable et la plus polyvalente pour la soudure humide. Avec cette méthode, ils produisent un arc électrique entre leur électrode et les métaux d’infrastructure (comme l’acier inoxydable et l’aluminium) qui seront soudés ensemble.

Il est important que les plongeurs-soudeurs gardent leurs électrodes propres. De plus, une fois qu’ils ont atteint la zone de soudage, les plongeurs vérifient généralement les environs pour voir s’il n’y a pas d’obstruction ou de risque pour la sécurité avant d’effectuer la soudure.

Quand le plongeur est prêt, il commence par placer son électrode sur la surface cible et fait signe à son équipe de basculer le courant, ce qui génère 300 à 400 ampères d’électricité via le courant continu (CC).

Sur la façon dont le plongeur ne s’électrocute pas, la clé réside dans l’épaisse couche de bulles gazeuses que le flux (ou revêtement externe) de l’électrode crée pour couvrir la soudure et protéger l’électricité de l’eau, des gaz corrosifs et d’autres composés oxydants. L’équipe utilise également le courant continu (CC) car il est plus sûr et plus efficace à utiliser sous l’eau que le courant alternatif (CA).

Les autres types courants de méthodes de soudage sous-marin humide comprennent :

• Le soudage à l’arc avec fil fourré (FCAW) – Fait appel à un métal d’apport ou à une électrode alimentée en continu pour souder les alliages à base de nickel et les métaux en fonte, entre autres.
• Soudage par friction (FW) – Utilise une friction et une chaleur élevées au lieu de la fusion du matériau pour fusionner le métal ou les thermoplastiques.

Soudage à sec

Comme mentionné précédemment, le soudage à sec ou soudage de l’habitat implique l’utilisation d’une chambre hyperbare tout en se référant au même processus de soudage de base. Après avoir créé un joint autour de la structure à souder, des tuyaux connectés chassent l’eau et la remplace par un mélange de gaz, comme l’hélium et l’oxygène.

Après avoir poussé toute l’eau, le caisson hyperbare sera ensuite pressurisé à la bonne profondeur pour éviter les accidents de décompression.

La technique qui sera utilisée dépendra de la taille du caisson. Voici les quatre types de méthodes de soudage à sec que les soudeurs-plongeurs choisissent :

• Soudage sous pression – Méthode utilisée pour travailler dans un appareil à pression, qui mesure environ une unité d’atmosphère de pression (similaire à la pression du niveau de la mer).
• Soudage dans l’habitat – Le soudeur-plongeur utilise une petite chambre de la taille d’une pièce avec la même pression à l’extérieur (pression ambiante) à la profondeur de travail. La chambre déplace l’eau dans la masse d’eau environnante avant que le plongeur-soudeur n’y entre.
• Soudage en chambre sèche – Le plongeur-soudeur entre dans la petite chambre par le dessous et se couvre uniquement de la tête jusqu’aux épaules (avec un équipement de plongée).
• Soudage par points secs – Technique utilisée pour les chambres claires et à peu près aussi petites que la tête d’une personne. Elle est placée sur le site de soudure et le soudeur-plongeur devra insérer l’électrode dans l’habitat, qui se scellera commodément autour d’elle.

Le soudage à l’arc métallique blindé (SMAW) et le soudage à l’arc avec fil fourré (FCAW) sont également utilisés lors du soudage sous-marin à sec, ainsi que les soudures courantes suivantes :

• Soudage à l’arc en tungstène gazeux (GTAW) – Également appelé  » TIG « , ce procédé de soudage utilise une électrode non consommable en tungstène. La chaleur sera appliquée, ainsi qu’un arc électrique, sur l’acier inoxydable, l’aluminium et d’autres métaux qui doivent être soudés.
• Soudage à l’arc gaz-métal (GMAW) – Également appelé  » MIG « , il est connu pour ses diverses méthodes de transfert du métal. Cette méthode utilise un gaz de protection qui circule dans le pistolet de soudage autour de l’électrode pour souder des métaux non ferreux comme l’aluminium.
• Soudage à l’arc plasma (PAW) – Utilise également un arc électrique, mais l’arc est resserré pour produire une vitesse d’arc (plasma) élevée et une chaleur intense pour souder l’acier inoxydable, l’aluminium et d’autres métaux.

Pour les soudures sous-marines profondes étendues à l’intérieur de grandes chambres hyperbares, les soudeurs-plongeurs travaillent généralement en binôme. Une fois que les opérateurs ont descendu la chambre jusqu’au site de soudage et l’ont remplie de gaz, les soudeurs descendent à la même profondeur (dans un scaphandre), nagent dans la chambre et commencent la soudure, souvent en alternant des quarts de travail de 6 à 8 heures.

Pour une explication visuelle du fonctionnement de la soudure sous-marine humide et sèche, regardez la vidéo ci-dessous réalisée par Water Welders :

Dangers du soudage sous l’eau

Puisque les soudeurs sous l’eau ont beaucoup plus de variables avec lesquelles travailler – différents gaz atmosphériques, pressions d’eau et de gaz, équipement de plongée et de soudage spécialisé, et espace limité, en plus de l’eau et de l’alimentation en courant électrique – c’est un domaine réservé aux soudeurs-plongeurs experts (y compris les ingénieurs et les gestionnaires) qui sont pleinement préparés à éviter les risques et à gérer les dangers, tels que les suivants :

• Noyade – Généralement causée par les dangers Delta P, ou pression différentielle, où une différence de pression d’eau importante fait qu’un plongeur se retrouve coincé dans un goulot d’étranglement où l’eau se précipite pour remplir un autre espace avec une grande force, parfois égale à plus de mille livres de pression.
• Explosions – Peuvent se produire lorsque les gaz d’hydrogène et d’oxygène se mélangent et s’accumulent dans les poches.
• Décharges électriques – Souvent la plus grande préoccupation lorsqu’il s’agit d’eau et d’électricité, en particulier lorsque des soudeurs inexpérimentés n’utilisent pas le courant continu (CC) pour fournir du courant.
• Maladie de décompression – Préoccupation courante en plongée sous-marine, causée par l’accumulation de bulles d’azote dans le sang
• Hypothermie – Résultat du travail dans des conditions d’eau sombre et froide pendant de nombreuses heures par jour.

Les précautions à prendre comprennent le fait d’être attaché à la surface, d’avoir un autre soudeur-plongeur pour aider et surveiller le ou les soudeurs primaires, et d’être en communication avec l’équipe tout au long de l’opération de soudage. Heureusement, les cours de soudage vous préparent à ces situations et à bien d’autres encore. Et si vous souhaitez commencer une carrière dans le soudage sous-marin, consultez notre guide sur la façon de devenir un soudeur sous-marin.