La corrosion et la protection des matériaux

La corrosion et la protection des matériaux

Généralités sur la corrosion 

La corrosion est une dégradation du matériau ou de ses propriétés par réaction chimique avec 1’environnement [03]. Cette définition admet que la corrosion est un phénomène nuisible : Elle détruit le matériau ou réduit ses propriétés, le rendant inutilisable pour une application prévue.
La corrosion métallique est le phénomène suivant lequel les métaux et les alliages ont tendance, sous l’action de réactifs chimiques ou d’agents atmosphériques, à retourner vers leur état originel d’oxydes par une attaque plus au moins rapide du milieu corrosif [04].
La corrosion est peut être vue sous sa forme globale comme une réaction naturel spontanée d’échange d’électrons à l’interface Métal/Environnement [05].

Types de corrosion

Le phénomène de corrosion peut se développer suivant différents processus :
 Corrosion chimique : Elle correspond à la réaction du matériau métallique avec une phase gazeuse (forme un dépôt solide plus ou moins protecteur) ou une phase liquide (extrêmement rares : exemple de la réaction d’un métal avec un autre métal liquide comme lors de la formation d’un amalgame entre le mercure liquide et des métaux tels que le cuivre, le cadmium…) [06].
 Corrosion électrochimique :
C’est le mode le plus fréquent. Elle se traduit par des transferts électroniques entre un métal et une solution électrolytique à son contact (circulation d’un courant électrique) .
 Corrosion biologique :
Elle résulte de l’action de bactéries ou de produits provenant de l’activité bactérienne tels que des acides organiques ou des gaz comme CO2 et SO2, sur le matériau métallique. Les canalisations enterrées sont sujettes à ce type de corrosion [06].

Formes de corrosion

Différentes formes de corrosion, dépendant de la nature du matériau et des caractéristiques de son environnement, ont pu être identifiées et répertoriées selon leurs principales manifestations visibles:
Corrosion généralisée ou uniforme : Il s’agit d’une attaque à peu près uniforme en tout point de la surface du matériau. Cette forme de corrosion n’est pas particulièrement dangereuse parce qu’elle peut être prévue par des essais de corrosion et suivie [09].
Corrosion localisée : C’est la forme la plus dangereuse, la corrosion localisée intervient lorsqu’il existe dans le système considéré, une hétérogénéité du métal, du milieu ou des conditions physico-chimiques existant à la surface  :
 Corrosion galvanique : est due à la formation d’une pile électrochimique entre deux métaux qui diffèrent par leur potentiel de corrosion. La dégradation du métal le moins résistant ‘moins noble’ s’intensifie.
 Corrosion caverneuse : est due à une différence d’accessibilité de l’oxygène entre deux parties d’une structure, créant ainsi une pile électrochimique. Cette attaque sélective du métal est observée dans les fentes et autres endroits peu accessible à l’oxygène.  Corrosion par piqûre : est produite par certains anions, notamment les chlorures, c’est une forme de corrosion la plus destructive consiste à la formation d’un trou de faible dimension mais de profondeur importante.
 Corrosion érosion : appelée aussi cavitation-érosion est dûe à circulation rapide d’un fluide qui accélère la dissolution du métal, ce type de corrosion affecte les métaux de faible dureté (cuivre, plomb…)
 Corrosion intergranulaire : est une attaque préférentielle aux des joints de grains du métal. Souvent, il y une précipitation au niveau du joints de grains.
 Corrosion sélective : est une attaque préférentielle d’un ou plusieurs constituants d’un alliage métallique.
 Corrosion sous contrainte : est une fissuration du métal qui résulte de l’action commune d’une contraintes mécaniques (traction, cisaillement…) ou résiduelles (traitement thermique, soudure…).

Facteurs influençant la corrosion

Effet de la température 
Généralement, l’augmentation de la température accélère les phénomènes de corrosion, car elle diminue les domaines de stabilité des métaux et accélère les cinétiques de réactions et de transport.
L’importance de son influence diffère cependant en fonction du milieu corrosif dans lequel se trouve le matériau .
 Effet de l’acidité
La susceptibilité du matériau à la corrosion est fonction du pH de l’électrolyte. Une forte concentration en protons dans la solution augmente l’agressivité du milieu, ce qui modifie les équilibres des réactions chimiques et électrochimiques, donc La corrosion augmente avec la diminution du pH du milieu .
Effet de la structure du matériau :
La structure du matériau joue un rôle très important pour la détermination de sa durée de vie. A cet effet, il faut prendre en considération la composition de l’alliage, la forme, les défauts de fabrication, l’état de la surface…
 Effet de salinité :
La présence des ions chlorures en solution provoque une agressivité du milieu électrolytique qui peut être l’origine de la corrosion localisée .
Aspect économique de la corrosion :
L’objectif principal de l’étude de la corrosion est d’ordre économique. Les effets directs ou indirects de la corrosion peuvent être résumés ci-après: Arrêt de la production, Coût de l’entretien et du contrôle, Coût des pièces à remplacer, Coût dû à l’utilisation de matériaux plus nobles, Contamination du produit par les produits de corrosion solubles, Perte du produit, Perte d’efficacité.

Réactions de corrosion

La corrosion des métaux est due à une réaction d’oxydoréduction irréversible entre le métal et un agent oxydant.En milieu aqueux, toute corrosion qui provoque l’oxydation du métal est une réaction électrochimique avec transfert d’électrons cèdes par le métal (réaction anodique) et captes par l’agent oxydant (réaction cathodique).L’oxydation du métal implique une réduction de l’agent oxydant selon la réaction : Métal + agent oxydant  métal oxydé + agent réducteur
La surface de l’acier est alors constituée d’une multitude de micro-piles, elles-mêmes constituées de zones dites anodiques où les électrons sont libérés et de zones cathodiques où les électrons sont consommés.La corrosion du fer dans un milieu acide est due aux réactions :
Anodique : Fe Fe2+ + 2e- Cathodique : 2H+ + 2e- H2 La réaction globale : Fe + 2H+ Fe2+ + H2
En milieu neutre ou alcalin, la corrosion des métaux est généralement due à une réaction du métal avec l’oxygène en présence de l’humidité : O2 + 2H2O + 4e- 4OH- Les ions hydroxyde OH- formés dans la solution peuvent ensuite se combiner aux ions ferreux Fe2+ et précipiter en hydroxyde ferreux à la surface de l’acier, lorsque les concertations en ions ferreux et hydroxyde le permettent : Fe2+ + 2OH- Fe (OH) 2

Table des matières

Sommaire
Introduction générale
CHAPITRE I : Généralités sur la corrosion et la protection des matériaux
I. Généralités sur la corrosion
I.1-Définition
I.2-Types de corrosion
I.3- Formes de corrosion
I.4- Facteurs influençant la corrosion
I.5- Aspect économique de la corrosion
II. Aspect électrochimique de la corrosion
II.1- Réactions de corrosion
II.2-Thermodynamique électrochimique
III-Protection et lutte contre la corrosion
III.1-protection par revêtement
III.2- Protection par inhibition
Chapitre II : Méthodes expérimentales de l’évaluation de l’inhibition de corrosion
I. Introduction
II. Méthodes d’étude de la corrosion
II.1- Méthode gravimétrique
II.2- Méthodes électrochimiques
Chapitre III : Résultats et discussions
– Introduction
– Définition du pyrazole
I. Conditions expérimentales
I.1-Matériau utilisé
II.2-Milieu électrolytique
II.3-Inhibiteurs testés
III- Méthodes utilisées pour l’étude de la corrosion
III.1- Méthode gravimétrique
III.2- Effet de la concentration en inhibiteurs
III.3-Effet de la température
III.4-Paramètres thermodynamiques d’activation
III.5-Isotherme d’adsorption
III.6-Paramètres thermodynamiques d’adsorption
IV-Etude électrochimique
IV.1- Appareillage
IV.2- Courbes de polarisation
IV.3-Spectroscopie d’impédance électrochimique
Conclusion Générale

Télécharger le rapport complet