LUTTE CONTRE LA CORROSION PAR UTILISATION D’INHIBITEURS

LUTTE CONTRE LA CORROSION PAR UTILISATION D’INHIBITEURS

Tout ce qui nous entoure est susceptible de se détériorer. Lorsque l’attaque destructive s’effectue par des moyens physico-chimiques voire biologiques, il s’agit, pêle-mêle, de gonflement ou vieillissement du plastique, de pourriture du bois ou encore d’érosion du granit, etc… Par contre, lorsque la détérioration irréversible d’un métal a lieu par réaction chimique ou électrochimique avec
son environnement, il s’agit de corrosion, pouvant être de différentes formes : uniforme, localisée, etc… les propriétés des matériaux sont alors altérées.
En matière de protection contre la corrosion, il est possible d’agir sur le matériau lui-même(choix judicieux, formes adaptées, contraintes en fonction des applications, …), sur la surface du matériau (revêtement, peinture, tout type de traitement de surface, …) ou sur l’environnement avec lequel le matériau est en contact (inhibiteurs de corrosion).

 LES INHIBITEURS DE CORROSION 

Un inhibiteur de corrosion est un composé chimique qui est ajouté à faible concentration au milieu corrosif, ralentit ou stoppe le processus de corrosion d’un métal placé au contact de ce milieu La définition d’un inhibiteur de corrosion n’est pas unique, néanmoins celle retenue par the National Association of Corrosion Engineers (NACE) est la suivante : un inhibiteur est « une substance qui retarde la corrosion lorsqu’elle est ajoutée à un environnement en faible concentration »

Propriétés

 Un inhibiteur de corrosion doit abaisser la vitesse de corrosion du métal tout en conservant les caractéristiques physico-chimiques de ce dernier. Il doit être non seulement stable en présence des
autres constituants du milieu, mais également ne pas influer sur la stabilité des espèces contenues
dans ce milieu. Un inhibiteur est définitivement reconnu comme tel s’il est stable à la température d’utilisation et efficace à faible concentration.
D’une manière générale, un inhibiteur doit répondre à un certain nombre d’exigences :
✗ Abaisser la vitesse de corrosion du métal tout en conservant les caractéristiques physico-chimiques de ce dernier;
✗ Être stable en présence des autres constituants du milieu, en particulier vis-à-vis des oxydants et aux températures d’utilisation ;
✗ Être efficace à faible concentration ;
✗ Être compatible avec les normes de non-toxicité.

 Utilisation des inhibiteurs de corrosion 

Plus de 1100 inhibiteurs de corrosion sont disponibles pour un usage industriel [5]. Un inhibiteur (ou un mélange d’inhibiteurs) peut être utilisé comme unique moyen de protection :
✗ soit comme protection permanente ; l’inhibiteur permet alors l’utilisation de matériaux métalliques dans des conditions satisfaisantes de résistance à la corrosion.
✗ soit comme protection temporaire pendant une période où la pièce ou l’installation est particulièrement sensible à la corrosion (stockage, décapage, nettoyage), ou encore lorsque la pièce est soumise à des usinages très sévères comme le perçage, taraudage, forage, filetage

 Les classes d’inhibiteurs 

Il existe plusieurs possibilités de classer les inhibiteurs, celles-ci se distinguant les unes des
autres de diverses manières :
A. Classification selon la nature des molécules de l’inhibiteur,
B. Mécanismes d’action électrochimique,
C. Par mécanisme réactionnel,
D. Par domaine d’application.

 PROTECTION CONTRE LA CORROSION 

Pour lutter contre la corrosion, il ne suffit pas de choisir un matériau qui résiste bien à un certain milieu, il faut également penser à toutes les interactions électrochimiques, mécaniques et physiques prévisibles qui pourrait influencer le comportement du système métal/milieu.
En matière de protection contre la corrosion, il est possible d’agir sur le matériau lui-même (choix judicieux, formes adaptées, contraintes en fonction des applications, …), sur la surface du matériau (revêtement, peinture, tout type de traitement de surface, …) ou sur l’environnement avec lequel le matériau est en contact (inhibiteurs de corrosion)

Protection par revêtement métalliques 

Parmi les différentes méthodes utilisées pour lutter contre la corrosion, la protection par revêtements métalliques, On les emploie couramment pour protéger l’acier, notamment contre la
corrosion atmosphérique. Selon leur comportement à la corrosion par rapport au substrat, on distingue:
deux types de revêtements métalliques  :
Ceux plus nobles que le substrat (revêtements cathodiques).
Ceux moins nobles que le substrat (revêtements anodiques).
➢ Les revêtements cathodiques :
Le métal protecteur est plus noble que le métal à protéger. C’est le cas par exemple d’un revêtement de nickel ou de cuivre sur de l’acier.
En cas de défaut du revêtement, la pile de corrosion qui se forme peut conduire à une perforation
rapide du métal de base, aggravée par le rapport « petite surface anodique » sur « grande surface cathodique ». Dans ce cas, la continuité du revêtement est donc le facteur primordial.
➢ Les revêtements anodiques :
Le métal protecteur est moins noble que le métal protéger. C’est le cas du procédé de galvanisation (revêtement de zinc) que nous avons déjà évoqué. En cas de défaut du revêtement, il y a formation d’une pile locale et ce dernier se corrode en protégeant cathodiquement le métal de base. La protection reste donc assurée tant qu’une quantité suffisante de revêtement est présente.
Plus que l’absence de défaut, c’est donc l’épaisseur qui est un élément important de ce type de revêtement. En général, elle est comprise entre 100 et 200 μm .

Méthodes d’études de la corrosion

La complexité des phénomènes de corrosion nécessite l’utilisation d’un très grand nombre de
méthodes expérimentales pour estimer le taux de corrosion et la nature des mécanismes qui
interviennent au cours de la destruction d’un métal. Le but de ce chapitre est de présenter les
techniques expérimentales, utilisées pour étudier le phénomène de corrosion d’un acier doux :
➢ Méthodes directes.
➢ Méthodes indirectes ou bien électrochimiques.

 MÉTHODE GRAVIMÉTRIQUE 

Parmi Les méthodes directes utilisées pour l’estimation de la corrosion, la méthodes plus anciennes utilisées pour déterminer le taux de corrosion et l’efficacité d’un inhibiteur. Elle représente
une méthode directe pour la détermination de la vitesse de corrosion, son utilisation reste limitée à
cause de sa reproductibilité qui n’est pas toujours appréciable.
Son principe repose sur la mesure de la perte de poids Δm subie par un échantillon de surface S, pendant le temps t d’immersion dans une solution corrosive maintenue à température constante.

Méthodes électrochimiques 

Les méthodes électrochimiques utilisées permettant l’étude du phénomène de corrosion peuvent être divisées en deux catégories :
Méthodes stationnaires.
Méthodes transitoires.

 Méthode électrochimique stationnaire 

Les techniques stationnaires permettent d’étudier un système se trouvant dans son état quasiment d’équilibre thermodynamique. Elles prennent en compte tous les couples redox dans la solution .

 Courbes de polarisation (I-E) 

La courbe de polarisation de l’interface métal-solution est une caractéristique fondamentale de la cinétique électrochimique, mais ne rend compte que de l’étape la plus lente du processus global à l’interface électrochimique.
Le tracé des courbes intensités potentielles stationnaires est très délicat, car l’état stationnaire est dans la plupart des cas assez lent à s’établir, pour cela, on peut tracer la courbe de polarisation «intensité-potentiel » en faisant varier le potentiel en partant de E corr et en allant vers un potentiel
plus positif ou plus négatif a fin de fait sortir le système de son équilibre.
Le dispositif utilisé pour le tracé de ces courbes (figure II.1), est donc constitué d’un montage classique à trois électrodes, composé d’un potentiostat, d’un générateur programmant l’évolution du
potentiel en fonction du temps et d’un enregistreur.

Méthode transitoire: La spectroscopie d’impédance électrochimique:
Principe de la technique

Les méthodes électrochimiques classiques présentent l’inconvénient de négliger certaines composantes caractéristiques de l’interface métal/solution et de ne pas pouvoir séparer et analyser les étapes élémentaires d’un processus complexe. C’est le cas en particulier des termes capacitifs ou selfiques de la double couche électrochimique. D’autre part, ni la méthode de Tafel, ni celle de Stern et Geary ne permettent de déterminer directement la contribution de la résistance de la solution à l’évaluation des courants de corrosion. Actuellement, l’efficacité des inhibiteurs de corrosion est fréquemment évaluée au moyen de la technique d’impédance.

Table des matières

Table des matières
INTRODUCTION GÉNÉRALE
CHAPITRE I :LUTTE CONTRE LA CORROSION PAR UTILISATION D’INHIBITEURS
INTRODUCTION
I. LES INHIBITEURS DE CORROSION 
I.1 Historique
I.2 Définition
I.3 Propriétés
I.4 Utilisation des inhibiteurs de corrosion
I.5 Les classes d’inhibiteurs
I.5.1 Nature des molécules de l’inhibiteur
I.5.2 Mécanismes d’action électrochimique
I.5.3 Mécanisme réactionnel
I.5.4 Domaine d’application
I.6 Mécanismes d’action interfaciale
I.6.1 Adsorption des molécules inhibitrices à la surface métallique
I.6.2 Formation d’un film intégrant les produits de dissolution du substrat
I.7 Pouvoir protecteur
II. INHIBITEUR DE LA CORROSION EN MILIEU ACIDE
II.1 Facteurs influencent l’adsorption de l’inhibiteur
II.1.1 Types d’adsorptions
II.1.2 Structure moléculaire des inhibiteurs
II.1.3 Influence de la densité électronique
II.1.4 Influence de la densité électronique
II.1.5 Influence de la densité électronique
III. LES INHIBITEURS SPÉCIFIQUES AUX MÉTAUX FERREUX
III.1 Le rôle des amines
III.1.1Les amines filmantes
III.1.2 Les amines neutralisantes
III.2 Le rôle des acides carboxyliques
IV. PROTECTION CONTRE LA CORROSION
IV.1 Protection par revêtement
IV.1.1 Protection par revêtement métallique
IV.1.2 Revêtement inorganique non métallique
IV.1.3 Revêtement organique
IV.2 Protection par inhibiteur
V. FACTEURS INFLUENCENT LA CORROSION
V.1 Effet de la température
V.2 Effet de l’acidité
V.2 Effet de la structure du matériau
V.2 Effet de salinité
VI. CONCLUSION
CHAPITRE II :Méthodes d’études de la corrosion
I. INTRODUCTION.
II. LES MÉTHODES GRAVIMÉTRIQUES
II.2 Avantages et inconvénients
III. LES MÉTHODES ÉLECTROCHIMIQUES
III.1 Méthode électrochimique stationnaire
III.1.1 Les courbes de polarisation (I-E)
III.1.2 Types de cinétique de processus de corrosion
a Cinétique d’activation pure
b Cinétique de diffusion pure
c Cinétique mixte
III.2 Méthode transitoire : la spectroscopie d’impédance électrochimique
III.2.1 Principe de la technique
III.2.2 Expression de l’impédance électrochimique Z
III.2.3 Forme de diagramme d’impédance
III.2.4 Application de la SIE aux études sur les inhibiteurs de corrosion
III.2.5 Influence de l’adsorption sur le diagramme d’impédance
IV. CONCLUSION
CHAPITRE III :Résultats et discussions
I. INTRODUCTION 
II. SYNTHÈSE ORGANIQUE 
II.1 structure moléculaire de l’inhibiteur
II.2 Mode opératoire
II.2.1 Chloration d’acide stéarique
II.2.2 Préparation des réactifs
II.2.3 formation de l’inhibiteur
III. ÉTUDE EXPÉRIMENTALE de l’inhibition de la corrosion
III.1 Matériau utilisé
III.2 Milieu électrolytique
III.3 Inhibiteur testé
III.4 l’étude gravimétrie
III.4.1 Influence de la concentration en inhibiteur
III.4.2 Effet de la température
III.4.3 Paramètres thermodynamiques d’activation
✔ Énergie d’activation
✔ Enthalpie et Entropie d’activation
✔ Isotherme d’adsorption
CONCLUSION GÉNÉRALE

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