FR 2892174 A1 20070420 FR 0510503 A 20051014 SETVAL38.FRD Élément fileté tubulaire muni d'un revêtement protecteur sec L'invention concerne un élément fileté pour un joint fileté tubulaire. État de la technique Les éléments filetés réalisés en extrémité d'un composant tubulaire (tube ou manchon) et utilisés dans les puits d'hydrocarbures doivent d'abord être protégés contre la corrosion durant le transport et le stockage sur site de forage et pour cela ils sont traditionnellement enduits de graisses ou d'huiles de protection en sortie d'atelier de fabrication. Sur puits ils peuvent avoir à subir plusieurs cycles de vissage et de dévissage. Les opérations de vissage se font verticalement sous forte charge axiale, par exemple sous le poids d'un tube de plusieurs mètres de longueur (typiquement 10 à 13 mètres de longueur) à assembler par le joint fileté verticalement, ce qui induit des risques de grippage, notamment des filetages. Cette charge peut en outre être localisée par un léger désalignement de l'axe des éléments filetés à assembler du fait que le tube à assembler est suspendu verticalement, ce qui augmente les risques de grippage. Ainsi la figure 1 représente l'assemblage par un joint fileté de deux tubes 1 et 2 de 10 à 13 mètres sur chantier avec un désalignement, une clé de vissage 3 étant utilisée pour visser la partie filetée mâle 4 du tube 1 dans la partie filetée femelle 5 du tube 2. Pour protéger les parties sensibles telles que les filetages contre le grippage lors des opérations de vissage et de dévissage, les filetages sont traditionnellement débarrassés de la graisse de protection et enduits de graisses spéciales de vissage telles que la graisse selon API Bul. 5A2 ou 5A3. L'utilisation de telles graisses chargées en métaux lourds et/ou toxiques tels que le plomb a, outre l'inconvénient de 1 devoir faire une seconde enduction sur puits, celui de provoquer une pollution des puits et de l'environnement, l'excès de graisse étant éjecté des filetages lors du vissage.. US 6 933 264 propose de remplacer la double enduction par une simple enduction, réalisée en atelier de fabrication des éléments filetés, d'une couche mince d'un lubrifiant à consistance cireuse (dite semi-sèche) comprenant au moins un additif extrême pression à action chimique. Un tel revêtement semi-sec a cependant l'inconvénient de nécessiter une protection mécanique contre une pollution par des particules de poussières ou de sable durant le transport et le stockage. US 4 414 247, US 4 630 849, US 6 027 145, US 6 679 526 B2, US 2004/0166341 Al et WO 2004/033951 proposent de remplacer les graisses par divers revêtements protecteurs à l'état solide appliqués en atelier de fabrication des éléments filetés, comprenant une matrice solide adhérant au substrat dans laquelle sont dispersées des particules de lubrifiants solides, parmi lesquels est plus particulièrement cité le disulfure de molybdène MoS2. Ces revêtements, bien qu'apportant une amélioration par rapport aux graisses, ne sont pas encore entièrement satisfaisants. En particulier, on assiste fréquemment dans les conditions de chantiers de forage à un écaillage du revête-ment et/ou à un arrachage de particules provenant de la surface frottante de celui-ci et qui sont dispersées dans l'environnement, ces incidents entraînant le retour du composant tubulaire en usine. En outre ces revêtements nécessitent généralement un durcissement induit par une cuisson dans un four à environ 200 C durant plusieurs dizaines de minutes voire plus d'une heure, ce qui alourdit considérablement le cycle de réalisation du revêtement, lequel ne peut s'enchaîner avec l'usinage des filetages. De plus ils ne protègent généralement pas ou pas suffisamment les éléments filetés de la corrosion de sorte que US 6 679 526 B2 et WO 2004/033951 prévoient l'application d'une couche séparée d'un matériau inhibiteur de corrosion (sel métallique d'acide carboxylique pour le premier document, résine époxy contenant des particules de zinc pour le second). Un tel revêtement bicouche nécessite des cycles de réalisa-10 tion encore plus lourds et ne résout pas plus les problèmes d'arrachement de particules. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients des graisses et des revêtements secs ou semi-secs connus, au 15 moins du point de vue de la tribologie en conditions de chantier et de la productivité de l'application du revêtement et optionnellement du point de vue de la corrosion. On entend par vissage dans les conditions de chantier un 20 vissage en position verticale dans lequel (i) un premier élément fileté est maintenu vertical et fixe et (ii) un second élément fileté à visser sur le premier élément fileté, disposé ou solidarisé à l'extrémité basse d'un tube dont la longueur peut atteindre 13 mètres, est maintenu sensiblement 25 verticalement au-dessus du premier élément fileté par un engin de levage, le second élément fileté étant ensuite vissé dans le premier par un dispositif adéquat tel qu'une clé de vissage motorisée. On entend de même par dévissage dans les conditions de chantier un dévissage des premier et second 30 éléments filetés disposés verticalement donc supportant le poids d'un tube et sujets à un éventuel désalignement, le tube à dévisser étant suspendu à un engin de levage. L'invention vise notamment un élément fileté pour un joint 35 fileté tubulaire résistant au grippage, comportant un filetage recouvert d'un revêtement mince à l'état solide non collant au toucher et adhérant au substrat qui comprend une matrice solide dans laquelle sont dispersées des particules de lubrifiants solides. Selon l'invention, la matrice solide est lubrifiante et présente un comportement rhéologique du type plastique ou viscoplastique, et lesdites particules de lubrifiants solides comportent des particules de lubrifiants d'au moins deux des classes 1, 2, 3 et 4 telles que définies plus loin. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après: - Ladite matrice présente un point de fusion compris entre 80 et 320 c. - Ladite matrice comprend au moins un polymère thermoplastique. - Ledit polymère thermoplastique est du polyéthylène. - Ladite matrice comprend au moins un savon métallique. - Le savon est propre à contribuer à capturer les débris du revêtement produits par frottement. - Le savon est du stéarate de zinc. - Ladite matrice comprend au moins une cire d'origine végétale, animale, minérale ou de synthèse. - La cire est propre à contribuer à capturer les débris du revêtement produits par frottement. - La cire est de la cire de carnauba. - Ladite matrice comprend au moins un inhibiteur de corrosion. -L'inhibiteur de corrosion est un dérivé de sulfonate de calcium. 35 - Le savon est choisi pour améliorer le temps d'apparition de la corrosion au test de brouillard salin selon norme ISO 9227. - Ladite matrice comprend au moins un polymère liquide d'une viscosité cinématique à 100 c au moins égale à 850 mm2/s. - Ledit polymère liquide est insoluble dans l'eau. - Ledit polymère liquide est choisi parmi un polyméthacrylate d'alkyle, un polybutène, un polyisobutène et un polydialkylsiloxane. - Ladite matrice comprend au moins un colorant. - Ladite matrice comprend au moins un antioxydant. - Les particules de lubrifiants solides comprennent des particules d'au moins un lubrifiant solide de classe 2 et 20 d'au moins un lubrifiant solide de classe 4. - Les particules de lubrifiants solides comprennent des particules d'au moins un lubrifiant solide de classe 1, d'au moins un lubrifiant solide de classe 2 et d'au moins un 25 lubrifiant solide de classe 4. - Les particules de lubrifiants solides ne comprennent pas de particules de graphite. 30 - Les particules de lubrifiants solides comprennent au moins des particules de nitrure de bore en tant que lubrifiant solide de classe 1. - Les particules de lubrifiants solides ne comprennent pas de 35 particules de bisulfure de molybdène. - Les particules de lubrifiants solides comprennent des particules d'au moins un lubrifiant solide de classe 2 choisi15 parmi le fluorure de graphite, les sulfures d'étain et les sulfures de bismuth. - Les particules de lubrifiants solides comprennent au moins 5 des particules de polytétrafluoréthylène en tant que lubrifiant solide de classe 4. - Ledit revêtement comprend des molécules d'au moins un fullerène de géométrie sphérique. 10 - La composition pondérale de la matrice est comme suit: polyéthylène homopolymère 15 à 90 % cire de carnauba 5 à 30 % stéarate de zinc 5 à 30 % 15 dérivé de sulfonate de calcium 0 à 50 % polyméthacrylate d'alkyle 0 à 15 % colorant 0 à 1 % antioxydant 0 à 1 %. 20 - La composition pondérale des lubrifiants solides est comme suit: fluorure de graphite 20 à 99 % nitrure de bore 0 à 30 % polytétrafluoréthylène 1 à 80 %. 25 - La composition pondérale des lubrifiants solides est comme 30 suit: 20 à 99 % sulfures d'étain nitrure de bore 0 à 30 % polytétrafluoréthylène 1 à 80 %. - La composition pondérale des lubrifiants solides est comme suit: sulfures de bismuth 20 à 99 % 35 nitrure de bore 0 à 30 % polytétrafluoréthylène 1 à 80 %. - La composition pondérale du revêtement est comme suit: matrice 70 à 95 % lubrifiants solides 5 à 30 %. - L'épaisseur du revêtement est comprise entre 10 pm et 50 pm. - Le revêtement est également appliqué sur une surface d'étanchéité apte à être en contact serrant étanche avec une surface d'étanchéité correspondante d'un second élément fileté après assemblage par vissage des deux éléments filetés. L'invention a également pour objet un joint fileté tubulaire comprenant un élément fileté mâle et un élément fileté femelle, dans lequel l'un au moins desdits éléments filetés est tel que défini ci-dessus, ainsi qu'un procédé de finition d'un élément fileté tubulaire, dans lequel on applique au moins sur la surface du filetage un revêtement antigrippant solide en couche mince tel que défini ci-dessus, après avoir soumis la surface à revêtir à un traitement de surface propre à améliorer l'adhésion du revêtement. Le procédé selon l'invention peut comporter au moins certaines des particularités suivantes: - On porte les constituants du revêtement à une température supérieure à celle de fusion de la matrice et on applique ensuite le revêtement par pulvérisation desdits constituants comprenant la matrice à l'état fondu. - On applique le revêtement par projection à travers une flamme d'une poudre formée par les constituants du revête-ment. 35 - On applique le revêtement par pulvérisation d'unE émulsion aqueuse dans laquelle les constituants du revêtement sont dispersés. 30 -L'élément fileté est porté à une température supérieure ou égale à 80 C - Ledit traitement de surface est choisi parmi les traite-5 ments mécaniques, les traitements chimiques et les dépôts non réactifs. - La surface à revêtir est une surface métallique et ledit traitement de surface est un traitement de conversion 10 chimique de cette surface. - Ledit traitement de conversion chimique est une phosphatation. 15 - Ledit traitement de surface est suivi d'un traitement d'imprégnation de la rugosité ou des porosités de la surface à revêtir (12) par des nanomatériaux (11) à action anticorrosion. 20 - Lesdits nanomatériaux sont des particules (11) d'oxyde de zinc. - Lesdits nanomatériaux ont une taille médiane de particules de l'ordre de 200 nm. - Lesdits nanomatériaux sont appliqués sous forme de dispersion aqueuse. Les caractéristiques et avantages de l'invention sont exposés 30 plus en détail dans la description ci-après, avec référence aux dessins annexés. La figure 1 représente schématiquement deux tubes prêts à être assemblés par vissage de leurs éléments filetés dans un 35 puits d'hydrocarbures. La figure 2 représente à échelle agrandie une partie de la surface du filetage d'un élément fileté, dont la porosité est 25 imprégnée par des nanomatériaux dans le cadre du procédé selon l'invention. Les figures 3 et 4 représentent schématiquement des disposi-5 tifs utilisables pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 5 représente schématiquement un dispositif pour évaluer le revêtement de l'invention par un essai de vissage 10 et de dévissage. L'invention repose sur une étude du comportement tribologique de certains matériaux et fait appel à certaines notions qui sont rappelées ci-après. 15 Notions de base Effet de feuil ou de film de transfert des lubrifiants solides Les lubrifiants solides en régime de lubrification à sec et 20 hydrodynamique, lorsqu'ils sont dispersés dans un matériau fluide ou viscoplastique, ont tendance à se fixer sur les surfaces de manière stable en modifiant les caractéristiques de frottement de celles-ci. Ils sont transférés et liés à la surface par liaison chimique ce qui entraîne une grande 25 résistance à l'usure et une amélioration des propriétés de frottement. Selon la nature des solides, cela confère aux surfaces une protection anti-usure, des propriétés de résistance et anti-usure aux pressions extrêmes générées par de fortes contraintes de charges en surface appelées 30 contraintes de Hertz, et un faible coefficient de frottement dans un large spectre de charges et de vitesses de frotte-ment. Ces propriétés de génération de film de transfert ou de feuil sont utilisées pour les types de frottement où les surfaces sont sollicitées de manière répétée, ainsi que cela 35 se produit lors des vissages et dévissages des systèmes de joints filetés tubulaires. Troisième corps de frottement Le troisième corps de frottement est la substance qui s'interpose entre deux surfaces en contact durant le frottement. En l'absence de lubrifiant deux corps en frottement relatif et sous contrainte produisent un troisième corps formé des débris transformés chimiquement ou non de chacun des corps. Ce troisième corps définit une partie des propriétés de frottement par son comportement sous la contrainte appliquée, son mécanisme de transformation sous contrainte, sa capacité à migrer, à se fixer ou à s'éliminer. Lorsqu'un lubrifiant liquide, fluide ou solide plastique, c'est à dire se déformant sous cisaillement de manière plastique avec écoulement de matière, est interposé entre les deux corps, le lubrifiant forme un film séparant les surfaces des deux corps et constitue en lui-même un troisième corps. Sa composition est modifiée en régime limite, c'est-à-dire lorsque les contraintes de frottement aboutissent à un contact des matériaux lubrifiés, avec production de solides se mélangeant au matériau fluide ou plastique. Propriétés aux pressions extrêmes Ce sont les propriétés de certains produits permettant aux surfaces subissant des contraintes de Hertz très élevées de résister à l'usure et de glisser avec de faibles coefficients de frottement. Contrainte de Hertz ou pression de Hertz Les surfaces en contact sous contrainte de charge se déforment de manière élastique définissant une zone de contact d'une certaine surface. La charge appliquée divisée par cette surface définit la pression ou contrainte de Hertz. Lors de fortes contraintes de Hertz, les matériaux solides non plastiques peuvent subir des cisaillements internes réduisant leur durée de vie par fatigue du matériau alors que les matériaux solides plastiques subissent ce cisaillement sans dégradation structurale. Matrice On désigne ainsi un système permettant de fixer ou de porter un principe actif à un endroit donné. Elle sert également d'agent de cohésion à un système hétérogène et peut avoir des . fonctions complétant celles des principes actifs qu'elle lie ou porte. Synergie Des corps ayant des propriétés de base peuvent se combiner en un corps complexe aux caractéristiques et comportements totalement différents. Dans le cas où ces comportements conduisent à des performances supérieures au cumul de celles des constituants, on parle de synergie. Viscosité, plasticité, viscoplasticité, comportement granulaire II existe des corps très déformables ou fluides qui subissent une déformation finie sous l'effet d'une pression hydrostatique, et un écoulement indéfini sous l'effet d'une contrainte de cisaillement même faible. Ce sont par exemple les huiles et graisses. II existe des corps peu déformables ou solides qui subissent une déformation finie quelle que soit la nature de la contrainte, au moins jusqu'à un certain seuil de contrainte. C'est le cas des systèmes thermodurcissable ayant une limite élastique au-delà de laquelle il y a dégradation structurale du matériau. II existe des matériaux (les plus courants) qui sont compris entre ces deux extrêmes (les matériaux à comportement élastique, plastique, visqueux, viscoplastique). Le troisième corps généré ou présent lors d'un frottement 35 doit ses propriétés lubrifiantes ou non lubrifiantes à son état physique, selon le tableau 1 ci-après. Tableau 1 Catégorie 1 2 3 État physique du Solide plastique Solide granulaire Fluide troisième corps Description du Écoulement ' État frictionnel- Comportement comportement viscoplastique collisionnel frictionnel-visqueux Effet Lubrifiant Non lubrifiant Lubrifiant Les matériaux utilisés dans la matrice selon l'invention 10 appartiennent à la catégorie 1 du tableau 1. Polymères thermoplastiques et thermodurcissables Le terme thermoplastique qualifie un polymère fusible susceptible d'être, de manière réversible, ramolli puis fondu 15 par chauffage respectivement aux températures TG et TF (point de transition vitreuse et température de fusion) et solidifié par refroidissement. Les polymères thermoplastiques sont transformés sans réaction chimique contrairement aux polymères thermodurcissables. Les polymères thermoplastiques sont 20 utilisés dans l'invention afin d'obtenir sous contrainte de frottement un écoulement visqueux tout en conservant de manière statique une structure solide sèche (non collante) au toucher et stable. Au contraire, généralement, les polymères thermodurcissables n'ont pas ou ont peu de comportement 25 visqueux sous contrainte. Savon métallique Ce terme recouvre les savons de métaux alcalins et alcalino-terreux et d'autres métaux. Ce sont des composés fusibles 30 ayant des capacités d'écoulement entre des surfaces (catégorie 1 du tableau 1). Cire Ce terme recouvre des substances fusibles à propriétés 35 lubrifiantes d'origines diverses (minérale notamment issue de la distillation du pétrole, végétale, animale ou de synthèse) dont la consistance plus ou moins pâteuse ou dure et la température de fusion et le point de goutte peuvent varier dans d'importantes proportions selon leur nature.5 Inhibiteurs de corrosion Ce sont des additifs conférant à un matériau liquide ou solide appliqué sur une surface la capacité de protéger cette surface de différents modes de corrosion. Ces inhibiteurs de corrosion fonctionnent selon divers mécanismes chimiques, électrochimiques ou physico-chimique. Lubrifiants solides Un lubrifiant solide est un corps solide et stable qui en s'intercalant entre deux surfaces de frottement permet d'abaisser le coefficient de frottement et de réduire l'usure et l'endommagement des surfaces. Ces corps peuvent être classés en différentes catégories définies par leur mécanisme de fonctionnement et leur structure: Classe 1: corps solides devant leurs propriétés lubrifiantes à leur structure cristalline, par exemple graphite, nitrure de bore BN. Classe 2: corps solides devant leurs propriétés lubrifiantes d'une part à leur structure cristalline et d'autre part à un élément chimique réactif de leur composition, par exemple bisulfure de molybdène MoS2, fluorure de graphite, sulfures d'étain, sulfures de bismuth. Classe 3: corps solides devant leurs propriétés lubrifiantes à leur réactivité chimique, par exemple certains 25 composés chimiques de type thiosulfates. Classe 4: corps solides devant leurs propriétés lubrifiantes à un comportement plastique ou viscoplastique sous contrainte de frottement, par exemple polytétrafluoréthylène PTFE, polyamides. 30 Afin de pouvoir définir un produit de très hautes performances, les inventeurs ont étudié les propriétés de synergie entre les différentes classes de lubrifiants solides. 35 Les lubrifiants solides utilisés préférentiellement dans l'invention comprennent des composés de classe 2 peu utilisés jusqu'ici tels que les fluorures de graphite, les sulfures complexes d'étain ou de bismuth. Ils diffèrent, selon les inventeurs, des produits lubrifiants solides traditionnels tels que le graphite, le bisulfure de molybdène ou le bisulfure de tungstène par leur plus grande capacité de liaison avec les métaux et leurs performances aux pressions extrêmes largement plus élevées. Utilisés en synergie avec des lubrifiants solides d'autres classes, ils permettent d'atteindre des performances particulièrement remarquables. Les inventeurs ont notamment recherché des solutions ne mettant pas en oeuvre de graphite, susceptible de faciliter l'apparition de corrosion, ni de bisulfure de molybdène, ce composé étant connu pour être instable notamment en présence d'humidité et libérer de l'oxyde de soufre corrosif pour l'acier ou du sulfure d'hydrogène rendant éventuellement l'acier sensible à la rupture différée sous contrainte par l'hydrogène (sulfide stress cracking ou SSC). Fullerènes Ce sont des matériaux moléculaires ayant une structure sous forme de tubes fermés ou ouverts ou de sphères fermées ou ouvertes, en monocouche ou en multicouches. Les fullerènes sphériques ont une taille de quelques dizaines de nm en monocouche et supérieure à environ 80 nm en multicouche. Ils agissent sur les surfaces en bloquant de manière stable les sites créés par les rugosité de surface et en bloquant les dégradations du type écaillage. Types de contraintes L'invention prend en compte les différentes contraintes auxquelles sont soumis les joints filetés tubulaires lors de 30 leur fonctionnement. Frottements à faibles et fortes vitesses, faibles et fortes contraintes de Hertz Le système de frottement lors du vissage et du dévissage des 35 joints filetés est rendu complexe par la grande variété de vitesses de frottement rencontrée. En effet les vitesses peuvent être relativement importantes au cours du vissage et quasi nulles en fin de vissage ou en début de dévissage. D'autre part les contraintes de Hertz sont très importantes dans les mêmes périodes de frottement conduisant à des régimes limites. Les inventeurs ont donc cherché à définir un système répondant à ces contraintes. Pour résoudre les problèmes dus aux contraintes cinétiques, les inventeurs ont mis au point une matrice dont les propriétés sont à caractéristique plastique conduisant à un écoulement visqueux sous contraintes et répondant à toutes les situations de vitesse rencontrées. L'utilisation de plusieurs constituants est nécessaire pour les systèmes les plus performants afin de les adapter à cette grande variété de cisaillements. Cette matrice permet de maintenir les autres éléments actifs en place et contribue à l'élaboration de feuils ou films de transfert stables. Les résines thermoplastiques possédant généralement des caractéristiques plastiques ont été choisies et les inventeurs ont privilégié le polyéthylène parmi l'ensemble des polymères viscoplastiques existants, de préférence à d'autres polymères viscoplastiques tels que le polyamide 6, le polyamide 11 et le polypropylène, qui posent des problèmes d'application en raison de leur haute viscosité à l'état fondu. Parmi les qualités de polyéthylène, le choix s'est porté sur celles ayant des points de fusion supérieurs à 105 C. Une plasticité améliorée de la matrice a été obtenue par l'adjonction de composés chimiques de type savon métallique, parmi lesquels les savons de calcium, de bismuth et de zinc qui ont donné d'excellents résultats en nombre de vissage et dévissage dans les conditions de chantier décrites plus haut ainsi qu'une amélioration des propriétés de réaggiomération des débris. Parmi ces savons le stéarate de zinc a été sélectionné pour son intervention en synergie avec les inhibiteurs de corrosion étudiés ci-après. L'incorporation dans la matrice de corps gras naturels tels que la cire de carnauba permet d'optimiser les propriétés de 16 réagglomération des débris lors des opérations de vissage-dévissage. De manière à répondre dans les conditions quasi-statiques aux contraintes de lubrification limite avec conjonction de charges de frottement très élevées, les inventeurs ont élaboré un système d'additifs adéquat à base de lubrifiants solides. Les additifs classiques ne fonctionnent que lorsque les sollicitations en surface leur permettent de réagir ce qui ne se produit que dans certains domaines de charge et de vitesse de frottement. Les inventeurs ont donc utilisé la technique des lubrifiants solides, capables de garantir un régime lubrifié même en condition quasi statique. Les inventeurs ont plus particulièrement utilisé la synergie entre différentes classes de lubrifiants solides et la synergie entre ceux-ci et les comportements viscoplastiques de la matrice, pour couvrir toutes les conditions de vitesse et de contrainte rencontrées. Ces synergies produisent facilement un effet de feuil renforcé par l'action de la matrice. Les synergies classe 1/classe 2 et classe 1/classe 2/classe 4 ont notamment été testées avec succès. Une augmentation de 50 % du nombre de cycles de vissage et de dévissage en conditions de chantier a été observée avec des systèmes associant les classes 1, 2 et 4 par rapport à une synergie de type classe 2/classe 4. Les inventeurs ont constaté les synergies particulièrement performantes des produits suivants: fluorure de graphite (classe 2)/PTFE (classe 4)/nitrure de bore (classe 1), bisulfure d'étain (classe 2)/PTFE (classe 4)/nitrure de bore (classe 1) et sulfure de bismuth (classe 2)/PTFE (classe 4)/nitrure de bore (Classe 1). Environnement hostile (humidité saline ou non) En fonction des exigences de protection anticorrosion de surface, il peut être nécessaire d'incorporer dans la matrice des inhibiteurs de corrosion. Parmi ceux-ci les dérivés de sulfonates de calcium et plus particulièrement ceux provenant de l'association d'oxyde de calcium et de sulfonates de calcium dans un milieu constitué de cires, de résines pétrolières ou de paraffines tels que le produit commercialisé par la société LUBRIZOL sous la dénomination ALOX 2211 Y se sont montrés particulièrement performants, mais d'autres composés peuvent également être utilisés tels que ceux de type amine, aminoborate, amine quaternaire, sulfonate suralcalinisé sur polyalfaoléfine, phosphosilicate de strontium, phosphosilicate de zinc, borate carboxylate. La résistance à la corrosion peut encore être améliorée en associant l'inhibiteur de corrosion sélectionné à des composés agissant selon d'autres mécanismes bloquant la corrosion. Comme indiqué plus haut, le stéarate de zinc en particulier montre des propriétés synergiques avec les inhibiteurs de corrosion tout en contribuant largement au comportement lubrifiant de la matrice. Le test principal de la protection anticorrosion est l'essai au brouillard salin réalisé selon la norme ISO 9227 et évalué par l'indice Re selon ISO EN 2846-3 sur plaque traitée par phosphatation au manganèse (dépôt de 8 à 20 g/m2 de phosphate. Utilisation enenvironnement protégé (contraintes de compa-25 tibilité avec l'environnement) La composition de la matrice peut être prévue pour bloquer les débris issus des frottements sur la surface afin d'éliminer les possibilités de pollution de l'environnement. Grâce à une composition appropriée de la matrice, ces débris se 30 réagglomèrent aussitôt qu'ils sont formés. Afin de mettre en évidence cette propriété les inventeurs ont inclus dans les protocoles expérimentaux des procédures de mesure quantitative par pesée des débris générés lors du 35 frottement. Ils ont ainsi pu constater l'efficacité à cet égard des savons métalliques et des cires. Toutefois, en fonction des teneurs en inhibiteurs de corrosion nécessaires, une dégradation des propriétés de piégeage ou réagglomération des débris peut être observée, que les inventeurs ont cherché à corriger. C'est ainsi qu'ils ont considéré l'influence de polymères très visqueux tels que polyméthacrylates d'alkyle (PANA), polybutènes, polyisobutè- nes et polysiloxanes, d'excellents résultats au test de réagglomération des débris étant obtenus avec un PANA d'une viscosité cinématique de 850 mm2/s à 100 C commercialisé par la société ROHMAX sous la dénomination VISCOPLEX 6-950. L'examen, après des cycles de vissage et de dévissage, de deux filetages munis d'un revêtement selon l'invention dont l'un seulement contient un PANA montre qu'avec ce revêtement les débris produits par le frottement se sont agglomérés et incorporés sur la surface de frottement sans provoquer de pollution externe, tandis qu'avec l'autre revêtement les débris restent dispersés. L'invention associe ainsi deux groupes de produits, avec utilisation systématique des interactions synergiques entre 20 ceux-ci: • Les constituants de la matrice. • Un ensemble synergique de lubrifiants solides. Le procédé selon l'invention comporte une préparation de 25 surface des éléments à lubrifier. Des essais de vissage et de dévissage ont montré que pour obtenir l'établissement d'un film de transfert correct, il était nécessaire de modifier la surface à revêtir soit par un 30 traitement mécanique tel qu'un sablage ou un grenaillage, soit par une modification physique ou chimique des surfaces au moyen d'un traitement réactif à base de dépôts minéraux cristallisés en surface, d'une attaque chimique par exemple par un acide, d'un traitement de phosphatation au zinc ou au 35 manganèse ou d'une oxalatation conduisant à une couche de conversion chimique de la surface. Parmi ces traitements de surface, la phosphatation est préférée car elle permet d'obtenir une surface d'accrochage correcte conduisant à l'établissement d'un film de transfert résistant lors du 19 frottement et très stable, ainsi qu'une protection anticorrosion de base. Il peut par ailleurs être souhaitable de procéder à une préparation de surface complémentaire consistant notamment à imprégner la porosité de la surface par des nanomatériaux dont la taille leur permet de s'insérer dans les porosités. L'objectif de cette imprégnation est de bloquer et de saturer les sites créés par la porosité par un matériau à action passivante protégeant la surface contre la corrosion tout en conservant une bonne adhérence du revêtement. La figure 2 montre schématiquement l'imprégnation de parti-cules 11 dans des sites de porosité 12 d'un substrat métal-15 lique 13. Les inventeurs ont constaté des améliorations de performance à l'essai au brouillard salin selon les normes précitées (augmentation de 20 % du temps d'apparition de la corrosion) 20 en insérant des particules d'oxyde de zinc de taille nanométrique (200 nm en moyenne), appliquées en dispersion simple dans l'eau. De manière à permettre une identification visuelle des 25 surfaces traitées, on peut utiliser tous colorants organiques connus à des teneurs telles ( Pour préserver le revêtement de la dégradation par oxydation 30 due par exemple à la chaleur ou à l'exposition aux rayons UV, on peut ajouter un ou plusieurs antioxydants. Les composés polyphénoliques, les dérivés de naphtylamine et les phosphites organiques constituent les principales familles d'antioxydants. Les inventeurs ont choisi plus particulièrement 35 une combinaison des produits IRGANOX L150 (système d'antioxydants polyphénoliques et aminés) et IRGAFOS 168 (phosphite de tris(2,4-di-tert-butylphényle)) de la société Ciba-Geigy. L'invention porte également sur des modes d'application du revêtement permettant une facilité de mise en place industrielle. Différentes techniques sont utilisables à cet effet, celles qui apparaissent les plus appropriées étant décrites ci-après. La technique de pulvérisation à l'état fondu consiste à maintenir le produit à haute température en phase liquide et à le pulvériser au moyen de pistolets de pulvérisation thermostatés. Le produit est chauffé entre 10 et 50 C au-dessus de sa température de fusion et pulvérisé sur une surface préchauffée à une température supérieure à la température de fusion afin d'obtenir un bon recouvrement de la surface. La figure 3 représente un exemple d'installation pour la mise en oeuvre du procédé. Le produit 20 est fondu dans une cuve 21, avec agitation par un agitateur à hélice 22, puis envoyé par une pompe à débit réglable 24, à travers un tuyau 25, à une tête de pulvérisation 23 également alimentée en air par un compresseur 26. Les composants 21 et 23 à 26 sont régulés en température. Une autre technique est celle de l'application en émulsion, dans laquelle le produit est pulvérisé sous forme d'émulsion aqueuse. L'émulsion et le substrat peuvent être à température ambiante, un temps de séchage étant alors nécessaire. Ce temps de séchage peut être considérablement réduit en préchauffant le produit entre 60 et 80 C et/ou la surface entre 50 et 150 C. La figure 4 illustre la technique de pulvérisation thermique ou pulvérisation au travers d'une flamme. Dans ce cas le produit 30 sous forme pulvérulente est projeté sur la surface à revêtir au moyen d'un pistolet 31 alimenté en air 32 et en gaz combustible 33. La poudre fond en traversant la flamme 34 et recouvre de manière homogène la cible. Exemple On part d'un joint fileté de type VAM TOP HC de diamètre nominal 177,8 mm (7 in) et de masse linéique 43,15 kg/m (29 lb/ft) en acier faiblement allié (grade L80) selon fiche technique éditée par la division OCTG de la société Vallourec & Mannesmann Tubes. L'élément fileté mâle a subi avant application du revêtement une phosphatation au zinc (poids de couche compris entre 4 et 20 g/m2) et l'élément fileté femelle une phosphatation au manganèse (poids de couche compris entre 8 et 20 g/m2). Les éléments filetés sont préchauffés à 130 C on y applique par pulvérisation thermique une couche de 35 um d'épaisseur d'un produit maintenu fondu à 150 C, ayant la composition pondé- raie suivante: Polyéthylène commercialisé par la société CLARIANT sous la dénomination PE 520 19 % Cire de carnauba 15 % Stéarate de zinc 20 % PAMA commercialisé par la société ROHMAX sous la dénomination VISCOPLEX 6-950 5 % Dérivé de sulfonate de calcium commercialisé par la société LUBRIZOL sous la dénomination ALOX 2211 Y 30 % Fluorure de graphite 7 % Polytétrafluoréthylène 2 % Nitrure de bore 1 % Colorant (vert de quinizarine C28H22N2O2) 0,5 % Antioxydants commercialisés par la société Ciba-Geigy: IRGANOX L150 0,3 % IRGAFOS 168 0,2 %. Résultat de l'essai au brouillard salin selon ISO 9227 et ISO EN 2846-3: Re = 0 après 1000 heures. On simule les conditions de chantier par un essai de vissage et de dévissage dans lequel le manchon 40 (figure 5) comportant l'élément femelle est maintenu verticalement dans le mors fixe 41 d'une clé de vissage et l'élément mâle, formé à l'extrémité inférieure d'un tube court 42 dit "pup joint" disposé verticalement, est prévissé à la main dans l'élément femelle. Pour compenser la faible longueur du tube 42 (1 mètre) et simuler un tube de 13 mètres de longueur, une masse 43 de 420 kg préalablement suspendue à un pont est placé à l'extrémité supérieure du tube 42, sans que le centre de gravité de la masse 43 soit disposé exactement sur l'axe du tube 42 et du manchon 40. L'élément mâle est alors pris dans le mors mobile 44 de la clé de vissage et vissé dans l'élément femelle avec une vitesse de rotation initiale de 16 t/min, et diminution de la vitesse en phase finale jusqu'à annulation lorsqu'est atteint le couple nominal de vissage du joint fileté non revêtu, qui est de 20 100 N.m dans l'exemple. Le dévissage est effectué de manière symétrique, c'est-à-dire à une vitesse de rotation croissante. Plus de 10 cycles de vissage et de dévissage ont pu être réalisés dans ces conditions sans dégradation des parties constitutives des éléments filetés.20 Revendications 1. Élément fileté pour un joint fileté tubulaire résistant au grippage, comportant un filetage recouvert d'un revêtement mince à l'état solide non collant au toucher et adhérant au substrat qui comprend une matrice solide dans laquelle sont dispersées des particules de lubrifiants solides, caractérisé en ce que la matrice solide est lubrifiante et présente un comportement rhéologique du type plastique ou viscoplastique, et en ce que lesdites particules de lubrifiants solides comportent des particules de lubrifiants d'au moins deux des classes 1, 2, 3 et 4. 2. Élément fileté selon la revendication 1, dans lequel 15 ladite matrice présente un point de fusion compris entre 80 et 320 C. 3. Élément fileté selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite matrice comprend au moins un polymère 20 thermoplastique. 4. Élément fileté selon la revendication 3, dans lequel ledit polymère thermoplastique est du polyéthylène. 25 5. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite matrice comprend au moins un savon métallique. 6. Élément fileté selon la revendication 5, dans lequel le 30 savon est propre à contribuer à capturer les débris du revêtement produits par frottement. 7. Elément fileté selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel le savon est du stéarate de zinc. 8. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite matrice comprend au moins une cire d'origine végétale, animale, minérale ou de synthèse. 23 35 9. Élément fileté selon la revendication 8, dans lequel la cire est propre à contribuer à capturer les débris du revêtement produits par frottement. 10. Élément fileté selon l'une des revendications 8 et 9, dans lequel la cire est de la cire de carnauba. 11. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite matrice comprend au moins un 10 inhibiteur de corrosion. 12. Élément fileté selon la revendication 11, dans lequel l'inhibiteur de corrosion est un dérivé de sulfonate de calcium. 15 13. Élément fileté selon l'une des revendications 11 et 12 en combinaison avec l'une des revendications 5 et 6, dans lequel le savon est choisi pour améliorer le temps d'apparition de la corrosion au test de brouillard salin selon 20 norme ISO 9227. 14. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite matrice comprend au moins un polymère liquide d'une viscosité cinématique à 100 C au 25 moins égale à 850 mm2/s. 15. Élément fileté selon la revendication 14, dans lequel ledit polymère liquide est insoluble dans l'eau. 30 16. Élément fileté selon l'une des revendications 14 et 15, dans lequel ledit polymère liquide est choisi parmi un polyméthacrylate d'alkyle, un polybutène, un polyisobutène et un polydialkylsiloxane. 35 17. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite matrice comprend au moins un colorant. 18. Elément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite matrice comprend au moins un antioxydant. 19. Elément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les particules de lubrifiants solides comprennent des particules d'au moins un lubrifiant solide de classe 2 et d'au moins un lubrifiant solide de classe 4. 20. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les particules de lubrifiants solides comprennent des particules d'au moins un lubrifiant solide de classe 1, d'au moins un lubrifiant solide de classe 2 et d'au moins un lubrifiant solide de classe 4. 21. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les particules de lubrifiants solides ne comprennent pas de particules de graphite. 22. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les particules de lubrifiants solides comprennent au moins des particules de nitrure de bore en tant que lubrifiant solide de classe 1. 23. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les particules de lubrifiants solides ne comprennent pas de particules de bisulfure de molybdène. 24. Élément fileté selon l'une des revendications précé- dentes, dans lequel les particules de lubrifiants solides comprennent des particules d'au moins un lubrifiant solide de classe 2 choisi parmi le fluorure de graphite, les sulfures d'étain et les sulfures de bismuth. 25. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les particules de lubrifiants solides comprennent au moins des particules de polytétrafluoréthylène en tant que lubrifiant solide de classe 4. 26. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit revêtement comprend des molécules d'au moins un fullerène de géométrie sphérique. 27. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la composition pondérale de la matrice est comme suit: polyéthylène homopolymère 15 à 90 % cire de carnauba 5 à 30 % stéarate de zinc 5 à 30 % dérivé de sulfonate de calcium 0 à 50 % polyméthacrylate d'alkyle 0 à 15 % colorant 0 à 1 % antioxydant o a 1 %. 28. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la composition pondérale des lubrifiants solides est comme suit: fluorure de graphite 20 à 99 % nitrure de bore 0 à 30 % polytétrafluoréthylène 1 à 80 %. 29. Élément fileté selon l'une des revendications 1 à 27, dans lequel la composition pondérale des lubrifiants solides 25 est comme suit: sulfures d'étain 20 à 99 % nitrure de bore 0 à 30 % polytétrafluoréthylène 1 à 80 %. 30 30. Élément fileté selon l'une des revendications 1 à 27, dans lequel la composition pondérale des lubrifiants solides est comme suit: sulfures de bismuth 20 à 99 % nitrure de bore 0 à 30 % 35 polytétrafluoréthylène 1 à 80 %. 31. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la composition pondérale du revêtement est comme suit:matrice 70 à 95 % lubrifiants solides 5 à 30 %. 32. Élément fileté selon l'une des revendications précé-5 dentes, dans lequel l'épaisseur du revêtement est comprise entre 10 pm et 50 pm. 33. Élément fileté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le revêtement est également appliqué sur 10 une surface d'étanchéité apte à être en contact serrant étanche avec une surface d'étanchéité correspondante d'un second élément fileté après assemblage par vissage des deux éléments filetés. 15 34. Joint fileté tubulaire comprenant un élément fileté mâle et un élément fileté femelle, caractérisé en ce que l'un au moins desdits éléments filetés est conforme à l'une des revendications précédentes. 20 35. Procédé de finition d'un élément fileté tubulaire, dans lequel on applique un revêtement antigrippant en couche mince au moins sur la surface du filetage de manière à obtenir un revêtement solide, caractérisé en ce qu'on soumet la surface à revêtir à un 25 traitement de surface propre à améliorer l'adhésion du revêtement et que les constituants dudit revêtement sont tels que définis dans l'une des revendications 1 à 32. 36. Procédé selon la revendication 35, dans lequel on porte 30 les constituants du revêtement à une température supérieure à celle de fusion de la matrice et on applique ensuite le revêtement par pulvérisation desdits constituants comprenant la matrice à l'état fondu. 35 37. Procédé selon la revendication 35, dans lequel on applique le revêtement par projection à travers une flamme d'une poudre formée par les constituants du revêtement. 38. Procédé selon la revendication 35, dans lequel on applique le revêtement par pulvérisation d'une émulsion aqueuse dans laquelle les constituants du revêtement sont dispersés. 39. Procédé selon l'une des revendications 35 à 38, dans lequel l'élément fileté est porté à une température supérieure ou égale à 80 C 40. Procédé selon l'une des revendications 35 à 39, dans lequel ledit traitement de surface est choisi parmi les traitements mécaniques, les traitements chimiques et les dépôts non réactifs. 41. Procédé selon la revendication 40, dans lequel la sur- face à revêtir est une surface métallique et ledit traitement de surface est un traitement de conversion chimique de cette surface. 42. Procédé selon la revendication 41, dans lequel ledit 20 traitement de conversion chimique est une phosphatation. 43. Procédé selon l'une des revendications 35 à 42, dans lequel ledit traitement de surface est suivi d'un traitement d'imprégnation de la rugosité ou des porosités de la surface 25 à revêtir (12) par des nanomatériaux (11) à action anticorrosion. 44. Procédé selon la revendication 43, dans lequel lesdits nanomatériaux sont des particules (11) d'oxyde de zinc. 45. Procédé selon l'une des revendications 43 et 44, dans lequel lesdits nanomatériaux ont une taille médiane de particules de l'ordre de 200 nm. 35 46. Procédé selon l'une des revendications 43 à 45, dans lequel lesdits nanomatériaux sont appliqués sous forme de dispersion aqueuse. 30