Soutenance mémoire
Les structures en milieu tropical humide et/ou marin sont soumises à un environnement naturel particulièrement agressif qui affecte non seulement leurs conditions de fonctionnement, mais génère également des coûts de maintenance élevés. La protection contre la corrosion des parties émergées de ces structures est, le plus souvent, assurée par des revêtements organiques. La durabilité attendue pour ces protections est variable selon le secteur industriel mais une tendance naturelle est de chercher à l’augmenter afin de minimiser la fréquence des travaux de maintenance.
La maîtrise des coûts de fonctionnement requiert une planification optimale des périodes d’entretien et, par conséquent, une connaissance de plus en plus précise des propriétés de protection anticorrosion de ces matériaux et de leur durabilité. En particulier, on cherche à déterminer des indices réalistes et mesurables in situ témoins de leur niveau de vieillissement. Par ailleurs, les revêtements de peintures font actuellement l’objet d’un travail de développement qui vise à les mettre en conformité avec les nouvelles exigences des réglementations Hygiène-Sécurité et Environnementales. Le manque de retour d’expérience pour ces nouveaux systèmes rend d’autant plus nécessaire l’approfondissement des connaissances sur leurs structures, leurs propriétés et leurs mécanismes de vieillissement. Cependant, l’évaluation du niveau de protection d’un revêtement de peinture et la prédiction de sa durée de vie restent, encore, la plupart du temps empiriques.
Des travaux antérieurs [1], réalisés au laboratoire sur un primaire anticorrosion (DGEBA-Polyamidoamine), avaient permit la description de la microstructure de ce revêtement et d’étudier sa perméabilité en l’associant à ses propriétés anticorrosion. Le but de ces travaux était également de valider des moyens de suivi de ces propriétés au cours de vieillissements accélérés, en vue de leur utilisation pour l’évaluation de la durabilité des revêtements. Cependant, tout en répondant à ces attentes, ce travail a montré la nécessité d’avancer dans la compréhension de la formation de l’interphase et de ses conséquences sur l’adhérence du revêtement sur son substrat métallique. Il a également mis en évidence le besoin de pousser plus avant, par la méthode Spectroscopie d’Impédance Electrochimique, le suivi, d’une part, des phénomènes de dégradation au sein du revêtement et, d’autre part, du développement de l’activité électrochimique à l’interface métallique au cours d’immersion, responsable de la perte d’adhérence .
En tenant compte du rôle important, surtout pour un primaire, de l’adhérence entre revêtement et substrat, l’objectif du présent travail est d’utiliser de nouvelles méthodes afin de compléter les informations manquantes et contribuer à la mise en évidence de la zone d’interphase.
L’évaluation des propriétés barrière d’un revêtement organique est de première importance pour qualifier son efficacité vis-à-vis de la protection contre la corrosion. Afin d’assurer une protection optimale, le revêtement devra satisfaire aux caractéristiques essentielles suivantes : imperméabilité aux gaz, à l’eau et aux ions, adhérence sur le substrat et stabilité chimique. Normalement, une protection anticorrosion assurée par un système de peinture comprend une superposition de plusieurs couches de peintures compatibles entre elles, formant un film isolant et adhérent sur le substrat métallique. Les deux propriétés fondamentales attendues par un système de peinture anticorrosion sont donc l’effet barrière (protection passive) et l’adhérence. On complète souvent l’effet protecteur en ajoutant dans le primaire des inhibiteurs de corrosion ou de la poudre de zinc, on parle alors de « primaires riche en zinc » (PRZ) dans lesquels le zinc assure une protection sacrificielle de l’acier. Dans ces deux cas, il s’agit d’une protection active qui agit à l’interface primaire/métal et améliore la durabilité de l’adhérence du système. La multiplication des effets protecteurs assure la performance et la durabilité du système de peinture mais il faut noter que ces deux propriétés sont essentiellement liées aux phénomènes ayant lieu à l’interface primaire/métal.
La nature et l’intensité des interactions qu’un revêtement organique anticorrosion établit avec un substrat métallique sont donc déterminantes vis-à-vis de ses propriétés de protection. On décrit ces interactions à travers les notions d’adhérence et/ou d’adhésion. Les interactions à l’interface revêtement/métal induisent la formation d’une zone au sein du film qui possède des propriétés différentes de celles de la masse, et qu’on appelle « interphase ». La connaissance des mécanismes de sa formation et sa caractérisation est essentielle à la compréhension des phénomènes d’adhésion.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
1. Introduction
2. Le primaire anticorrosion étudié
2.1 Principaux types de primaires anticorrosion
2.1.1. Revêtements en phase aqueuse
2.1.2. Revêtements à base de solvants organiques
2.1.3. Systèmes hydrides
2.2. Mécanismes réactionnels époxy/amine
2.2.1. Réactivité des amines
2.2.2. Suivi de la réaction de réticulation époxy/amine
2.3. Charges et pigments utilisés dans les formulations
2.3.1. Pigments anticorrosion
2.3.1.1. Oxydes de fer
2.3.1.2. Phosphates de zinc
2.3.2. Talc
2.4. Interphases dans les revêtements organiques
2.4.1. Interphases charges / matrice polymère
2.4.2. Interphases époxy-amine / substrat métallique
2.4.3. Paramètres influençant l’interphase époxy-amine / métal
2.5. Conclusion
3. Notions d’adhésion, d’adhérence et d’interphase
3.1. Théories de l’adhésion
3.1.1 Théorie mécanique
3.1.2. Théorie de la diffusion
3.1.3. Théorie électrostatique
3.1.4. Théorie des interactions moléculaires de l’adhésion
3.1.4.1. Forces de Van der Waals
3.1.4.2. Liaisons chimiques
3.1.5. Théorie thermodynamique
3.1.6. Théories de l’adhésion massique
3.2. Liaisons polymère / métal
3.2.1. Les forces de Van der Waals
3.2.2. Liaison Hydrogène
3.2.3. Interactions Acide – Base
3.2.4. Conclusion
CONCLUSION GENERALE
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