Stabilité du mode de corrosion uniforme et risque de corrosion localisée 

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La matrice du fer : métallurgie et corrosion

Définition

Selon la norme NF EN 10020, « on appelle acier un matériau dont le fer est l’élément prédominant, sa teneur en carbone est généralement inférieure à2 % et il contient d’autres éléments ; un nombre limité d’aciers achrome peut avoir une teneur en carbone supérieure à 2 %, mais cette valeur de 2 % est la teneur limite courante qui sépare l’acier de la fonte ».
A la lecture de ces deux définitions, on constate que la limite supérieure de la teneur en carbone des alliages Fe-C susceptibles de s’appeler des aciers (par différence avec les fontes) est délicate préciser. C’est la raison pour laquelle il est préférable d’adopter un point de vue plus métallurgique en prenant en compte la différence intervenant lors de la solidification de ces alliages (figure I.6).
On appelle acier un alliage à base de fer, contenant du carbone en quantité inférieure à 2% et éventuellement allié. Par ailleurs, il est utile de distinguer, à partir des états d’équilibre à 20°C, les aciers qui, à côté de l’agrégat eutectoïde (perlite)contiennent :
– Soit de la ferrite proeutectoïde ; ils sont alors dits hypoeutectoïdes;
– Soit de la cémentite proeutectoïde ; ils sont alors dits hypereutectoïdes.
Les aciers étant des alliages à base de fer, nous allons donc examiner les propriétés de ce métal.

Analyse critique de ces méthodes d’analyse

La détermination du courant de corrosion par les mesures de perte de matière, la technique ZRA, le tracé de courbes de polarisation ou la mesure d’impédance sont actuellement les principaux moyens permettant de comparer les vitesses potentielles de dégradation de différents matériaux. Les résultats des techniques électrochimiques et des mesures de quantité de matière, sont exploités par la loi de Faraday pour déterminer la cinétique de corrosion des matériaux. Cette loi relie le volume de matière corrodée au courant de corrosion corr., mais elle ne peut être appliquée en toute rigueur que dans le cas d’une corrosion uniforme, pour pouvoir corréler cette vitesse de dissolution à une dégradation réelle du matériau (diminution d’épaisseur, par exemple). La corrosion localisée conduit en effet aune dégradation plus rapide des matériaux que la corrosion généralisée, à volume de matière dissoute équivalent. Ces méthodes d’évaluation de la cinétique de corrosion ne donnent ensuite pas d’informations sur la morphologie des défauts engendrés, susceptibles de modifier notablement le comportement du matériau au voisinage de sa surface, ni sur le niveau délocalisation de la corrosion. Les mesures électrochimiques (mesure de la résistance de polarisation, courbes dépolarisation), en particulier, ne prennent en compte ni l’architecture du matériau, notamment de la préforme, ni le couplage physico-chimique entre les constituants du matériau, comme la formation d’interphases lors de l’élaboration. De manière générale, la comparaison des valeurs de courant galvanique obtenues parques différentes méthodes est difficile à faire car les essais présentés dans la littérature diffèrent par la nature des matériaux étudiés, leur mode d’élaboration ou de préparation, la fraction volumique de renforts, ou bien tout simplement la nature de l’environnement choisi (température, salinité, …). Toutefois, même dans des conditions expérimentales identiques, les valeurs de densité de courant de corrosion varient suivant les méthodes de mesures employées[11].

Influence de la présence d’un dépôt de produits de corrosion

Quand un acier subit la corrosion dans une solution aqueuse, sa surface peut se recouvrir d’un dépôt de produits de corrosion (oxydes de métal hydratés, sels insolubles). Une des questions essentielles qui se posent alors est de savoir quel rôle joue ce film vis à vis de la corrosion ?
Même si un aspect bénéfique est généralement reconnu (processus « barrière » ou « frein » vis à vis des ions de la solution [12], il existe un certain nombre de cas où la présence de dépôt se traduit par une aggravation de l’attaque.
Des phénomènes de corrosion localisée peuvent tout d’abord intervenir. Par exemple, une situation typique de caverne (ou crevasse) peut se développer sous le dépôt, ou encore un mécanisme d’aération différentielle peut engendrer une aggravation de l’attaque au niveau de la zone exemptée d’oxygène, c’est-à-dire sous le dépôt.
En outre, une corrosion uniforme est également susceptible de se produire sous le dépôt. Ce type de corrosion a été globalement peu étudié et son existence semble dépendre des caractéristiques de la couche de produits de corrosion présente en surface.

Formation de dépôt

La précipitation de produits de corrosion à la surface d’un métal qui se corrode est liée à un problème de solubilité locale. La limite de solubilité étant, par expérience, rarement atteinte dans la totalité du liquide, c’est donc uniquement au niveau d’une couche de liquide à la surface du métal que les produits de corrosion sont susceptibles de précipiter. En d’autres termes, la précipitation de produits de corrosion intervient au départ parce que le flux de diffusion cationique en phase liquide n’arrive pas à évacuer le flux d’ions métalliques induit par la corrosion.
Ensuite, la croissance et la stabilisation du dépôt sont contrôlées par des phénomènes cinétiques, et deux mécanismes fondamentaux permettant d’expliquer la régulation de l’épaisseur des dépôts sont généralement considérés [13] :
 Mécanisme de précipitation-redis solution :
Le dépôt se constitue en permanence à la surface du métal et se redissout à la même vitesse par sa surface extérieure, avec un transfert permanent des éléments « corrodés » à travers la couche solide formée sur toute la surface (figure I.9)[13].
Le dépôt est formé durant une phase transitoire, après laquelle il ne contribue plus aux cinétiques d’évacuation des produits de corrosion. Tout le fer corrodé transite alors par la phase liquide imprégnant le dépôt.
Cependant, dans le cas de dépôts de produits de corrosion, l’existence de ces mécanismes indépendants reste controversée et les phénomènes envisagés sont plutôt basés sur des mécanismes hybrides.
Ainsi, le processus de formation des dépôts s’effectuerait en deux temps : tout d’abord, un régime transitoire rapide se produirait, au cours duquel le système métal-solution rechercherait son équilibre : l’interface et le potentiel métal/solution se stabiliseraient et un équilibre dynamique entre les réactions anodiques et cathodiques s’établirait. Cette première étape serait déterminante car elle conditionnerait les caractéristiques
futures du dépôt. Ensuite, il serait possible d’observer un régime stationnaire durant lequel une vitesse de corrosion stable serait atteinte. La présence ou non de produits de corrosion à ce stade de l’évolution du système serait fonction de l’équilibre dynamique défini précédemment, puisqu’une vitesse de corrosion initiale minimale semble en effet être nécessaire pour entraîner la précipitation de dépôts.

Caractéristiques des dépôts

En présence d’une couche de produits de corrosion, la vitesse de corrosion des métaux non passivables est gouvernée par le caractère plus ou moins protecteur des dépôts. Deux approches différentes sont données par la littérature.
1ère approche :Dans le cadre de son approche, Sato appréhende les propriétés des dépôts à partir de la théorie des membranes et de leur sélectivité ionique.
Pour que le phénomène de corrosion se poursuive une fois qu’un dépôt a précipité à la surface du métal, il doit y avoir migration d’espèces ioniques à travers ce dépôt, c’est à dire que les cations doivent diffuser de la zone occluse vers le cœur de la solution et qu’à l’opposé, les anions doivent diffuser de la solution vers la zone confinée.
Il résulte de ce mouvement de charges un changement de composition à l’intérieur du dépôt. Cette modification est fonction de la nature de la sélectivité du précipité (c’est à dire de la nature de l’ion pouvant préférentiellement migrer à travers le dépôt) et est responsable de la poursuite éventuelle de la corrosion.
En fait, Sato[16]définit trois principaux types de dépôts de produits de corrosion, illustrés pour notre étude dans le cas d’une solution contenant des chlorures :
• Dépôt anion-sélectif (figure I.10):
Le précipité est par définition uniquement perméable aux anions. Quand le processus de dissolution anodique se produit, la solution confinée entre le métal et le dépôt s’enrichit, d’une part en cations métalliques et d’autre part, en chlorures. On peut également noter une augmentation de la teneur en eau puisque la migration naturelle des ions Cl- est accompagnée d’un flux électro-osmotique de molécules H2O.
Au bout d’un certain temps, les chlorures métalliques peuvent subir une hydrolyse, générant une acidification de la solution occluse et donc une aggravation de la dissolution.
Par conséquent, si le dépôt de produits de corrosion est anion-sélectif, il va se produire une accélération de la corrosion sous le dépôt.

Mise au point bibliographique sur les inhibiteurs de corrosion utilisés dans les circuits de refroidissement

Afin d’optimiser les propriétés nécessaires au conditionnement de l’eau, de nombreuses études ont été réalisées depuis les années 50. Différentes formulations inhibitrices ont été testées pour différents métaux comme le cuivre, le laiton, l’acier au carbone, l’acier galvanisé, l’aluminium et ses alliages. Cependant, l’utilisation de certains inhibiteurs efficaces a été interdite ou limitée par les nouvelles réglementations concernant la santé et l’environnement. Avant 1960, la prévention de la corrosion et de l’entartrage dans Les systèmes de refroidissement été faite par l’addition de composés tels que les nitrites, Les chromates, les sels de zinc elles phosphatent. Le critère principal de sélection de ces inhibiteurs était leur efficacité [36]. Cesson tout d’abord les chromates qui ont fait leur apparition sur le marché du conditionnement des eaux. Ces inhibiteurs de type anodique sont très efficaces contre la corrosion de nombreux métaux en milieu aqueux dans un large domaine de pH (5 à 10) [37]. Ils réagissent avec la surface métallique pour former une couche de passivation composée de Fe2O3et Cr2O3. Leur caractère cancérigène a freiné leur emploi [31, 38]. Les doses de chromate utilisées pour la protection de métaux ferreux sont allées en décroissant au fil des années. Postérieurement, la nécessité de diminuer la quantité de chromate pour atteindre quelques ppm a conduit l’associer avec le sulfate de zinc,
Les ortho phosphatent ou les poly phosphatent. L’action de sels de zinc comme inhibiteurs de corrosion est attribuée à la précipitation Del ‘hydroxyde de zinc sur les zones cathodiques. Ceci est le résultat d’une élévation du pH au voisinage de l’électrode, conséquence de la production des ions OH-par la réaction de réduction de l’oxygène. Lors de l’introduction de cet inhibiteur dans le circuit, il faut veiller à ce que le zinc ne précipite pas sous l’effet d’une alcalinité trop importante de l’eau. Pour cela, un dosage initial plus important est parfois nécessaire, accompagné d’une régulation du pH de l’eau du circuit [39]. La concentration maximale autorisée est de 2 mg.L-1 mais un dosage de 1 ppm est suffisant pour maintenir le film protecteur [39]. Les sels de zinc sont très efficaces en combinaison avec d’autres inhibiteurs de corrosion et d’entartrage comme lesphosphonates, les polyphosphates, les acides polycarboxyliques et l’hexaméthaphosphonate [36,40]. Les sels de zinc ont la propriété de retarder la précipitation de dépôts de carbonate decalcium même en présence d’eau très calcaire.
Les nitrites, possèdent également une efficacité inhibitrice de corrosion comparable à celle deschromates mais ils sont rarement utilisés seuls. Ils sont aussi considérés comme inhibiteurspassivants. Généralement, ils ont été associés à des borates, des benzoates ou desphosphonates [42]. Ils agissent également par passivation, facilitant la formation d’une coucheprotectrice de Fe2O3. Ils sont de bons inhibiteurs pour des valeurs de pH comprises entre 8 et9. Mais ils présentent l’inconvénient de s’oxyder en nitrate lorsque des bactéries existent dans lesystème [8]. Actuellement, la plupart des législations en interdisent l’utilisation.
Entre 1960 et 1980, la recherche s’est intensifiée autour de composés économiquement plusrentables comme les cations métalliques, les polyphosphates, les gluconates, les molybdates,les acides phosphoniques, les vanadates, et les polyacrylates [9]. Les polyphosphates sont desinhibiteurs cathodiques, agissant de manière optimale lorsque le pH du milieu est compris entre5 et 7 [34]. Ils ne sont pas toxiques et quelques ppm suffisent pour avoir une protectionsatisfaisante des circuits [33]. La présence d’ions Ca2+et Zn2+augmente leur action protectrice.Leur principal inconvénient est qu’ils s’hydrolysent plus ou moins rapidement se transformanten orthophosphates, qui n’ont aucun effet séquestrant vis-à-vis de la dureté de l’eau, et qui enplus peuvent réagir avec les ions calcium pour former un phosphate tricalcique peu soluble. Deplus, ils ont des propriétés eutrophisantes, c’est-à-dire qu’ils servent de nourriture aux alguesavec appauvrissement consécutif en dioxygène dissous des effluents, quand ils sont rejetés dansl’environnement. A l’heure actuelle, ils sont très peu utilisés, voire prohibés.
Dans les années 1980, les molybdates ont été très utilisés dans les systèmes de refroidissementen acier au carbone. Ces composés sont des inhibiteurs de type anodique. Ils sont non toxiqueset constituent une alternative au remplacement des chromates.
Cependant, leur efficacité estmoindre et leur coût relativement élevé, ce qui diminue leur intérêt commercial [38]. Lesvanadates sont également des inhibiteurs passivants mais leur utilisation reste marginale etcertains risques d’accélérer la corrosion existante, semble-t-il si la concentration desproduits n’est pas suffisante.
Dans les années 90, l’utilisation de certains inhibiteurs efficaces tels que les chromates a étéinterdite ou limitée par les nouvelles réglementations concernant la santé et l’environnement.

Techniques expérimentales

Les méthodes électrochimiques peuvent être classées selon deux groupes :
 Les méthodes stationnaires
 Les méthodes non-stationnaires, dites transitoires.
D’un point de vue phénoménologique, la caractérisation de l’adsorption de composés est possible par le suivi dans le temps du potentiel en circuit ouvert. On obtient par cette mesure une caractérisation de la modification de l’interface métal/milieu. L’aspect plus quantitatif (tracé des courbes de polarisation, spectroscopie d’impédance) permet, quant à lui, d’accéder à des valeurs de paramètres physiques décrivant l’état du système (courant de corrosion, taux d’inhibition, capacité de double couche, résistance de transfert de charge,..).

Méthodes stationnaires

Les techniques stationnaires permettent d’étudier un système se trouvant dans un état de pseudo-équilibre.

Suivi du potentiel en circuit ouvert

Cette technique simple apporte des informations préliminaires sur la nature des processus se produisant à l’interface métal/électrolyte. Au bout d’un temps suffisamment long pour qu’un régime stationnaire soit établi, l’électrode métallique prend, par rapport à la solution un potentiel, appelé potentiel de corrosion (Ecorr). Toutes les valeurs de Ecorr sont référencées dans cette étude par rapport à une électrode au calomel saturé (ECS).
Ecorr est un indicateur qualitatif de l’état de corrosion d’un substrat métallique dans un milieuélectrolytique. Cette mesure permet également de connaître la durée d’immersion minimalenécessaire à l’établissement d’un état stationnaire indispensable pour le tracé des diagrammesd’impédance électrochimique.

Courbes de polarisation

Les courbes courant-tension stationnaires permettent d’estimer la vitesse de corrosion etd’appréhender la formation de films inhibiteurs. En effet, la présence d’un film peut secaractériser sur ces courbes par l’invariance du courant sur un large domaine de surtensionappliquée.Ces techniques stationnaires restent toutefois insuffisantes pour caractériser des mécanismescomplexes, mettant en jeu plusieurs étapes réactionnelles et ayant des cinétiques caractéristiquesdifférentes (ce qui est le cas lors des processus d’inhibition). L’utilisation des techniquestransitoires devient alors indispensable.
Cette méthode permet une mesure rapide des vitesses quasi-instantanées de corrosion, et elle est suffisamment sensible et précise pour déterminer à la fois les fortes et les faibles vitesses de corrosion.
Le potentiel imposé au métal est fourni par un potentiostat, et il varie linéairement avec le temps. Au début de l’analyse le métal constitue l’anode de la cellule, le potentiel qui lui est appliqué diminu avec le temps si bien qu’à partir d’un certain potentiel, le métal constitue la cathode de la cellule. On admet que l’intensité du courant est négative quand le métal constitue la cathode, positive dans le cas contraire.
L’examen des courbes intensité/potentiel permet d’obtenir un grand nombre de renseignements sur le comportement d’un métal plongé dans un réactif donné. Il est important de noter que la forme des courbes et les potentiels qui les caractérisent sont très sensibles à un certain nombre de facteurs comme l’état de surface, l’état structural du métal, l’agitation de la solution, la présence d’impuretés dans l’électrolyte, la vitesse de balayage des potentiels, etc. Il en résulte qu’il est très difficile d’effectuer des
expériences dans des conditions correspondant exactement à la réalité.
Les mesures de la vitesse de corrosion à partir des courbes de polarisation reposent sur un certain nombre d’hypothèses:
• L’adsorption,
• La dissolution anodique du métal se fait à une valence normale,
• Les courants anodiques et cathodiques suivent la relation de Tafel,
• Les réactions anodiques et cathodiques occupent la totalité de la surface du disque de l’électrode de travail.

Mesure de la résistance de polarisation linéaire

La technique de la résistance de polarisation linéaire E = ƒ(I), consiste à balayerunpotentiel dans un domaine de ±10 mV par rapport au potentiel de corrosion.Le sens du balayage se fait du domaine cathodique vers l’anodique à une vitesse de balayagedu potentiel de 10 mV.s-1. La représentation graphique dans le domaine du potentiel utiliséreprésente une droite, dont la pente donne la résistance de polarisation (Rp).Cette technique a l’avantage d’être rapide et non destructive.Les courbes courant – tension permettent d’estimer la vitesse de corrosion et d’appréhenderla formation du film inhibiteur, En effet,la présence du film formé peut se caractériser surces courbes par l’invariance du courant sur un large domaine de surtension appliquée.

Méthode transitoire : la spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE)

Les techniques dites non-stationnaires ou transitoires sont basées sur la perturbation desgrandeurs physiques du système électrochimique de sorte que la réponse du système puisse êtreanalysée dans un domaine linéaire invariant dans le temps. Ces techniques ont été développéesafin de pallier à un certain nombre de contraintes apparues lorsque l’on veut calculer la vitesse decorrosion d’un métal ou lorsque l’on étudie les mécanismes réactionnels mis en jeu. Si uneétude stationnaire suffit parfois, elle se révèle nettement insuffisante quand le degré decomplexité du système électrochimique s’accroît.

Définition et principe

La SIE repose sur la mesure d’une fonction de transfert suite à la perturbation volontaire dusystèmeélectrochimiqueétudié. Ce système peut êtreconsidérer comme étant une « boite noire » quiréagit en émettant un signal y(t) quand il est soumis à une perturbation
x(t) (figure II.1). Lesdeux signaux x(t) et y(t) sont alors reliés par une fonction de transfert H(ω) telle que Y (ω) =H(ω)X(ω), X(ω) et Y (ω) étant respectivement les transforméesde Fourier de x(t) et y(t).
Figure II.1. Schéma d’une fonction de transfert
Classiquement, la perturbation imposée est sinusoïdale. Le signal applique est donc de la formex(t) = Asin (ωt) et la réponse du système est y(t) = B sin(ωt+φ) avec une fréquence f, unepulsation ω = 2πf et un déphasageφ. L’impédanceélectrochimique se définie comme étant lenombre complexe Z(ω) résultant du rapport : ∆ ( ) ( ) = ∆ ( ) éq. (II. 1)
Où, en mode potentiostatique, ∆E(ω)est la perturbation imposéeà un potentiel choisi E0, et ∆I(ω) la réponse en courant du systèmeétudié avec une composante continue I0(Fig.II.2). Il estaussi possible d’utiliser le mode galvanostatique. Dans ce cas, c’est une perturbation en courantde faible amplitude qui est appliquée au système et c’est la réponse en potentiel qui est mesurée.L’impédance Z(ω) est un nombre complexe qui peut êtreécrit sous deux formes équivalentes : Z (ω) = |Z (ω)| ejφ(ω)ouZ (ω) = Zr (ω) + jZj

Impédance de différents phénomènes pouvant se produire à l’interface électrode/électrolyte.

Lors de la mise en contact d’une électrode et d’un électrolyte, différentsphénomènes physiqueset physico-chimiques s’amorcent, chacun suivant sa propre cinétique, et conduisent le système versun équilibre thermodynamique.
Ces phénomènes vont dépendre en partie du potentiel de surface de l’électrode et de celuiprésent au sein de la solution. Du côté de l’électrode, le potentiel est constant en tout point de lasurface. Par contre, dans la solution, il est donné par la résolution de l’équationde LAPLACE : ∇2Φ = 0 où Φ : représente le potentiel éq.(II.5)
Ceci a pour conséquence de créer une variation de potentiel et de courant dans l’électrolyte, quiconduit au concept de chute ohmique. En SIE, l’électrode de référence et la contre-électrode sontplacées relativement loin de la surface de l’électrode de travail. A haute fréquence, la répartitiondes courants secondaires peut donc êtrenégligée, à l’exception de certains cas particuliers discutéspar Huang et al[3]. La chute ohmique est alors classiquement décrite comme étant une résistance d’électrolyte Re[4]. L’impédance de la chute ohmique est : ZRe(ω) = Reéq.(II.6)
Un autre phénomène observéà l’interface électrode/électrolyte est la formation d’une doublecouche d’ions (figure II.5).

Exploitation des résultats

Utilisation des schémas électriques équivalents

A la lumière des paragraphes précédents, il semble assez naturel de faire l’analogie entre impédanceélectrochimique et impédance électrique. Les différents processus se déroulant à l’interfaceélectrode/électrolyte peuvent être modélisés par la construction d’un circuit électrique équivalent.Chacun des composants utilisés, branchés en série ou en parallèle, représente un phénomène physiqueparticulier. Ces modèles sont ensuite utilisés pour ajuster les diagrammes expérimentauxafin d’extraire les paramètres nécessaires à la compréhension du système étudié. Bien entendu,cette façon de faire est une simplification et suppose que les différents phénomènes sont indépendantsles uns des autres, ce qui n’est pas le cas dans la réalité. Toutefois, l’erreur introduite parl’utilisation de cette forme de modèle est suffisamment faible pour que cette simplification puisseêtre considérée comme acceptable.
Dans la construction de ces circuits électriques équivalents, certains composants utilisés sontidentiques à de véritables composants électriques, comme la résistance R, la capacité C ou mêmel’inductance L dont l’impédance est donnée par la relation ci-dessous,qui peut servir dans le cadre d’impédance mesurée sur des systèmes complexes[7]. ZL(ω) = jLωéq.(II.11)
Il existe plusieurs modèles de circuits équivalents fréquemment rencontrés. Le plus simple sertà modéliser le comportement d’électrodes bloquantes, c’est-à-dire que l’électrode est placée dansdes conditions telles qu’il ne se produit pas de réaction faradique. Ce circuit est constitué d’une résistance d’électrolyte Re branchée en série avec une capacité interfaciale C0 ou un CPE (Q0,α), si le comportement est non idéal (figure II.6a et II.6 b). Selon le type d’échantillon, cette capacité peutêtre une capacité de double couche, de film d’oxyde, etc.
Quand il y a réaction faradique, le modèle devient plus complexe. Ainsi, s’il n’y a pas de contrôle difusionnel, le schéma classiquement utilisé est celui présenté sur la figure II.6c. C’estune évolution du modèle de l’électrode bloquante où une résistance Rtc traduisant le transfert decharge est branchée en parallèle avec la capacité de la double couche. Par contre, en cas de contrôlediffusionnel, il faut ajouter, en série avec la résistance de transfert de charge, une impédancede Warburg W comme il est indiqué sur la figure II.6d. Ce circuit est connu sous le nom dumodèle de Randles. Le choix du type d’impédance de Warburg se fait en fonction des conditionsexpérimentales.
Dans l’étude d’électrodes recouvertes par un film polymère (peinture), le modèle le plus répanduest le modèle proposé par Beaunier [8]. Il est présenté sur la figure II.6e. Ici, un premiergroupe de composants est associé aux caractéristiques du film avec Rpore(résistance de pore) etCf(capacité de film), et un second traduit les processus se déroulant à l’interface métal/peinture(Rtcet Cdc cités précédemment).

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I CORROSION ET PROTECTION DES ACIERS ORDINAIRES
Introduction
I.1. Corrosion des aciers ordinaires
1.1.1. Approche cinétique
I.1.2. Facteurs influents
I.2. La matrice du fer : métallurgie et corrosion
I.2.1.Définition
I.2.2. Propriétés du fer
I.2.3. Influence des éléments d’alliages
I.3. Evaluation de la corrosion des aciers ordinaires
I.3.1. Méthodes classiques
I.3.2. Méthodes électrochimiques
I.3.3. Analyse critique de ces méthodes d’analyse
1.4. Influence de la présence d’un dépôt de produits de corrosion
I.4.1. Formation de dépôt
1.4.2. Caractéristiques des dépôts
I.4.3. Stabilité du dépôt-Adhérence
I.4.4. Stabilité du mode de corrosion uniforme et risque de corrosion localisée
I.5. Protection des aciers ordinaires de la corrosion
I.5.1. Prévention de la corrosion
I.5.2. Généralités sur les inhibiteurs de corrosion
1.5.2.1. Définition
1.5.2.2. Propriétés et classes d’inhibiteurs
I.5.3. Mise au point bibliographique sur les inhibiteurs de corrosion utilisés dans les circuits de refroidissement
CHAPITRE II TECHNIQUES ET CONDITIONS EXPERIMENTALES
Introduction
II.1 Techniques expérimentales
II.1.1. Méthodes stationnaires
a) Suivi du potentiel en circuit ouvert
b) Courbes de polarisation
c) Mesures de la résistance de polarisation linéaire
II.1.2. Méthodes transitoires
II.1.2.1 Définition et principe
II.1.2.2 Impédance de différents phénomènes pouvant se produire à l’interface électrode/électrolyte
II.1.2.3 Exploitation des résultats
II.1.3. Méthodes d’analyse utilisées
II.1.3.1. Microscope optique
II. 2. Conditions expérimentales
II. 2.1. Montage expérimentale
II. 2.2. Solutions et matériaux étudiés
II. 2.2.1. Solutions
II. 2.2.2. Matériau
II.3. Protocole des mesures électrochimiques
II.3.1. Préparation de l’échantillon
II.3.2. Courbes courant – tension
II.3.3. Résistance de polarisation
II.3.4. Impédance électrochimique
CHAPITRE III EFFETS DES INHIBITEURS DANS 0,5 M NaCl ET 1 M H2SO4
Introduction
III.1. Etude du comportement électrochimique de l’acier A37 en milieu NaCl à 0,5 à M
III.1.1. Etude de l’effet de la concentration des ions chlorures sur la corrosion de l’acier A37 en absence d’inhibiteur
a. Suivi du potentiel d’abandon
b. Courbe de polarisation
c. Diagramme ’impédance
III.1.2. Caractérisation de l’action inhibitrice de chaque composé en milieu NaCl à 0,5M
III.1.2.1. Effet de l’HEDP
a. Courbes de polarisation
b. Diagrammes d’impédance électrochimiques
III.1.2.2. Effet du nitrate d’yttrium Y(NO3)3.6H2O
a. Courbe do polarisation
b. Diagrammes d’impédance électrochimiques
III.1.2.3. Effet du nitrate de cérium Ce(NO3)3.6H2O
a. Courbes de polarisation
b. Diagrammes d’impédance électrochimiques
III.1.2.4. Effet du chlorure de lanthane LaCl3
a. Courbes de polarisation
b. Diagrammes d’impédance électrochimiques
III.1.2.5. Effet du miel naturel
a. Caractérisation du miel par La méthode FTIR
b. Courbes de polarisation
c. Diagrammes d’impédance électrochimiques
III.1.4. Observation de la surface de l’acier A37 par le microscope EICA dans 0,5M NaCl (X200)
III.1.5. Comparaison des efficacités inhibitrices des différents inhibiteurs étudiés
III.2. Etude du comportement électrochimique de l’acier A37 en milieu acide H2SO4 à 1M
III.2. 1.Etude du comportement de l’acier A37 en milieu H2SO4 en présence des inhibiteurs minéraux
III.2.1.1. Influence de la concentration du nitrate d’yttrium Y(NO3)3.6H2O
a. Détermination de l’efficacité inhibitrice à partir de tracer des courbes de polarisation
b. Diagrammes d’impédance électrochimiques
III.2.2. Influence de la concentration de l’iodure de potassium (KI)
a. Détermination de l’efficacité inhibitrice à partir des droites de Tafel
b. Diagrammes d’impédance électrochimiques
III.2.2. Etude du comportement de l’acier A37 en milieu H2SO4 en présence d’inhibiteurs organiques
III.2.2.1. Influence de la concentration de la cystéine
a. Tracé des courbes de polarisation
b. Diagrammes d’impédance électrochimiques.
III.2.2.2. Influence de la concentration de la L-méthionine
a. Détermination de l’efficacité inhibitrice à partir des tracés des courbes de polarisation
b. Diagrammes d’impédance électrochimiques..
III.2.2. Observation de la surface de l’acier A37 par le microscope optique
III.2.3. Comparaison des efficacités inhibitrices des différents inhibiteurs utilisés dans le milieu H2SO4 à 1M
Références bibliographiques
CHAPITRE IV EFFET SYNERGIQUE DES INHIBITEURS SUR LA CORROSION DE L’ACIER A37
Introduction
IV. 1. Etude de l’effet de synergie entre l’HEDP et le nitrate d’yttrium dans le milieu NaCl à 3,2%
IV. I. 1. Courbes de polarisation
IV. 1. 2. Diagrammes d’impédance
IV. 2. Etude de l’effet de synergie entre le nitrate d’yttrium et le nitrate du cérium
IV. 2. 1. Courbes de polarisation
IV. 2. 2. Diagrammes d’impédance électrochimiques
IV. 3. Etude de l’effet de synergie entre le nitrate d’yttrium et le chlorure de lanthane
IV. 3. 1. Courbes de polarisation
IV. 3. 2. Diagrammes d’impédance
IV. 4. Etude de l’effet de synergie entre le nitrate d’yttrium et l’iodure de potassium dans H2SO4 à 1M
IV. 4. 1. Courbes de polarisation
IV. 4. 2. Diagrammes d’impédance électrochimiques
Références bibliographiques
PITRE V EFFET BIOCIDE DES INHIBITEURS D’ETUDE SUR LA BACTERIE E. COLI K12
Introduction
V. 1. Rappels bibliographiques
V.1. 1. Le model bactérien
V.1. 1. 1. Propriétés générales des Escherichia Coli
V. 1. 1. 2. Organisation générale
V.1. 1. 3. La croissance bactérienne
V. 2. Protocole expérimental
V. 2. 1. Souche et pré-culture
V. 2. 2. Activation de la souche bactérienne
V. 2. 3. Mesure de la densité optique
V. 2. 4. Protocole expérimental de l’étude de l’effet biocide des inhibiteurs de corrosion
V. 3. Résultats et discussion
V.3.1. Dénombrement des colonies de bactéries E. Coli K12 au temps initial
V. 3. 2. Dénombrement des E. Coli K12 après des temps de contact courts
V. 3. 3. Dénombrement des E. Coli K12 après des temps de contact longs
Références bibliographiques

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