FRP vs acier : pourquoi le coût total de possession est plus important que le prix d'achat

Lors de la sélection des matériaux pour les projets industriels et d’infrastructures, les équipes achats se concentrent souvent sur un chiffre clé : le prix d’achat initial.

Cependant, les équipes d’ingénierie et de projet se penchent généralement sur une question plus large :combien coûtera le matériau tout au long de sa durée de vie ?

Cette différence est particulièrement importante lorsqu'on comparePRFprofils composites avec acier conventionneldans des environnements exposés à l'humidité, aux produits chimiques, au sel et à d'autres facteurs corrosifs.

Bien que les produits FRP puissent avoir un prix d'achat initial plus élevé que l'acier de construction standard, leur résistance à la corrosion, leurs faibles besoins d'entretien et leur conception légère peuvent réduire considérablement les coûts du cycle de vie. 

Le prix d’achat initial : année 0

Au stade de l’approvisionnement, l’acier apparaît souvent comme l’option la plus économique.

L’acier de construction standard est largement disponible et son prix d’achat initial est relativement bas. Les profils FRP, en revanche, peuvent nécessiter un investissement initial plus élevé en raison du coût des matériaux composites et de la fabrication spécialisée.

Toutefois, le prix d'achat ne représente que le début du cycle de vie économique du matériau.

Pour les projets à long terme, la question la plus pertinente est :

Quel sera le coût total après 5, 10 ou 20 ans d’exploitation ?

Années 1 à 5 : début de la maintenance

Dans des environnements corrosifs ou humides, les structures en acier nécessitent généralement une inspection régulière et des mesures de protection.

Selon les conditions d'exploitation, cela peut inclure :

● Contrôles anticorrosion

● Revêtement de retouche et traitements de protection

● Préparation de surface et repeinture

● Surveillance de la corrosion précoce

● Maintenance complémentaire en milieu marin et chimique

Les composites FRP se comportent différemment.

Étant donné que le FRP ne rouille pas et offre une forte résistance à l'humidité et à de nombreux environnements corrosifs, l'entretien de routine lié à la corrosion peut être considérablement réduit par rapport à l'acier conventionnel.

Cela peut également réduire le besoin d’accès, de main-d’œuvre et d’interruptions opérationnelles liées à la maintenance.

Années 5 à 10 : L’écart de coût du cycle de vie se creuse

Les structures en acier restant exposées à des environnements agressifs, les besoins de maintenance peuvent devenir plus importants.

Selon le projet et les conditions environnementales, l'acier peut nécessiter :

● Grands cycles de repeinture

●  Inspections structurelles détaillées

●  Réparations locales ou remplacement de composants

● Protection supplémentaire contre la corrosion

● Main d'œuvre et matériel pour les opérations de maintenance

●  Temps d'arrêt potentiel pendant la maintenance

Le FRP, en revanche, est conçu pour offrir des performances à long terme avec un entretien de routine minimal.

L’absence d’exigences de repeinture et de réparation liées à la corrosion peut devenir un avantage économique significatif sur des cycles de vie de projet plus longs.

Années 10 à 20 : Au-delà du prix d’achat

Pour les infrastructures censées fonctionner pendant des décennies, le coût cumulé de la maintenance devient de plus en plus important.

Les cycles répétés de revêtement, d’inspection, de réparation et de remplacement peuvent augmenter considérablement le coût total d’une structure en acier.

Dans certains environnements agressifs, les dépenses de maintenance accumulées peuvent approcher ou dépasser le coût d’achat initial du matériau.

Le FRP peut aider à éviter bon nombre de ces dépenses récurrentes liées à la corrosion.

Sa résistance à la corrosion et ses faibles exigences de maintenance signifient que, lorsqu'il est correctement conçu et spécifié pour l'application, les dépenses d'exploitation supplémentaires peuvent rester relativement faibles tout au long de la durée de vie.

L’autre avantage économique : un poids réduit

L’économie du cycle de vie ne se limite pas à la maintenance.

Les profilés FRP sont nettement plus légers que l'acier. Selon le profil et la conception spécifiques, le FRP peut peser jusqu'à environ75% de moins que l'acier.

Cela peut créer des économies supplémentaires pendant :

● Transport

● Gestion

● Installation

● Conception de supports structurels

●  Assemblage sur site

Un matériau plus léger peut également simplifier l’installation dans des endroits où l’accès aux équipements de levage lourds est difficile.

Pour les grands projets d’infrastructure, ces économies indirectes peuvent avoir un impact significatif sur le coût global du projet.

PRFvs acier : une perspective du cycle de vie

Lorsque l’on compare des matériaux, il est utile d’examiner ensemble les principaux facteurs de coût :

L’économie exacte du cycle de vie dépendra toujours de l’application, des spécifications des matériaux, des conditions environnementales, de la méthode d’installation et de la durée de vie attendue.

Applications du monde réel

Les avantages du FRP sont particulièrement pertinents dans les environnements où la corrosion et la maintenance sont des préoccupations majeures.

Les exemples mis en avant par Nanjing Spare incluent des applications dans :

Systèmes de ponts à câbles en Norvège

Des composants FRP ont été fournis pour les systèmes de ponts à câbles en coopération avec Oglaend Industries. Selon les informations du projet, les systèmes ont fonctionné pendant environ 10 ans sans interventions de maintenance documentées.

Pont Rama 8 — Bangkok

Les sections de tablier en FRP sont utilisées sur le pont Rama 8 à Bangkok depuis 2001. L'application démontre le potentiel des composants en FRP pour une utilisation à long terme des infrastructures sans les exigences conventionnelles de repeinture de l'acier.

Traitement de l'eau à Shenzhen

Dans une application de traitement de l’eau, les composants métalliques du grattoir ont connu des défaillances après plusieurs années de fonctionnement. Des remplacements de FRP ont ensuite été introduits et ont fonctionné avec des besoins de maintenance considérablement réduits.

Raffinage de ZhenhaiTours de refroidissement

Les composants FRP ont été introduits dans les applications de tours de refroidissement pour remplacer les composants métalliques et réduire les besoins de remplacement récurrents.

Ces exemples illustrent pourquoi les matériaux composites sont de plus en plus pris en compte pour les infrastructures exposées à l'eau, à l'humidité, aux produits chimiques et à d'autres conditions d'exploitation agressives. Au-delà de la maintenance : considérations relatives à la durabilité Le coût du cycle de vie n'est pas le seul facteur pouvant influencer le choix des matériaux.

Le faible poids du FRP peut réduire les exigences de transport et d'installation, tandis que la fabrication de composites peut avoir une empreinte carbone inférieure à celle de certains matériaux alternatifs.

Les données sources de cette analyse indiquent que la fabrication de PRF peut avoir une empreinte carbone allant jusqu'à8 fois inférieur à l'aluminium, bien que l'impact environnemental réel dépende des matériaux spécifiques, du processus de fabrication, du transport et du scénario de fin de vie.

Pour les projets où les performances économiques et environnementales sont importantes, l’analyse du cycle de vie peut donc fournir une image plus complète que le seul prix d’achat.

Que doivent prendre en compte les équipes d’approvisionnement ?

Un matériau moins cher à l’achat n’est pas nécessairement moins cher à posséder.

Lors de l’évaluation du FRP par rapport à l’acier, les équipes d’approvisionnement et d’ingénierie doivent prendre en compte :

● Prix d'achat initial

● Durée de vie prévue

● Exposition à la corrosion

● Exigences d'inspection

● Fréquence de repeinture

● Main d'œuvre d'entretien

● Coûts de remplacement

● Installation et transport

● Temps d'arrêt pendant la maintenance

● Conditions environnementales

● Performance structurelle requise

Pour les projets nécessitant une longue durée de service, en particulier dans les environnements marins, de traitement des eaux usées, chimiques, pétrochimiques et autres environnements corrosifs, ces facteurs peuvent avoir un impact majeur sur les résultats économiques finaux.

FRP : évaluation du cycle de vie complet des actifs

Le FRP ne doit pas simplement être considéré comme une alternative plus coûteuse à l’acier.

La comparaison la plus utile est le coût total de possession sur la durée de vie prévue de l'actif.

Un investissement initial plus élevé peut potentiellement être compensé par une maintenance réduite liée à la corrosion, une installation plus facile, des besoins de remplacement réduits et des performances de service plus longues.

Pour les projets dont les exigences de service sont de 10, 20 ans ou plus, l'évaluation du coût du cycle de vie complet peut fournir une base beaucoup plus claire pour la sélection des matériaux que la simple comparaison des prix d'achat.

Besoin d'une comparaison des coûts du cycle de vie ?

Chaque projet est différent. Les conditions environnementales, les dimensions, les quantités, les exigences de chargement et la durée de vie attendue influencent tous les paramètres économiques finaux.

Nanjing Spare New Materials peut évaluer les solutions FRP en fonction des exigences de votre projet et fournir une proposition technique et commerciale personnalisée.

Envoyez-nous vos dessins, spécifications et exigences du projet, et notre équipe pourra vous aider à comparer les avantages potentiels du PRF sur le cycle de vie par rapport aux matériaux conventionnels.