Memoire-Bendjebbour.pdf

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’enseignement supérieur
Et de la recherche scientifique
Université Abou Bekr Belkaid – Tlemcen
Faculté de technologie
Département de Génie mécanique
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Mémoire
pour l'Obtention du Diplôme du Magister
Option : Sciences des matériaux
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Thème
CORROSION LOCALISEE DES ACIERS API 5L – X52 DE LA LIGNE
ASR/MP SOLLICITE EN SOL ALGERIEN
Présenté par :
Amina Bendjebbour
Devant le jury :
Président : Sebbane Omar MCA , Université Tlemcen
Encadreur : Benmoussat Abderrahim MCA , Université Tlemcen
Co-encadreur : Bourdim Abdelghafour MCA , Université Tlemcen
Examinateurs : Benachour Mustapha MCB , Université Tlemcen
Benkhnafou Fethi MCB , Université Tlemcen
Invités : Belabaci Djelloul Directeur Sonatrach Arzew
Bennacer Djamel Cadre NAFTAL, remchi
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Année: 2010-2011

Remerciements
Le plus grand merci revient a mon dieu qui lui seul m’a guidé dans le bon sens durant ma
vie et qui m’aide a réaliser ce modeste travail.
Je tiens à remercier vivement le docteur BENMOUSSAT Abderrahim, qui a accepté
de diriger ce travail de recherche. Qu’il trouve ici l’expression de ma plu grande gratitude pour
son soutien bienveillant et la confiance qu’il m’a manifesté dans les moments les plus
difficiles. Qu’il soit assuré de ma profonde gratitude, de ma reconnaissance et de ma plus grande
sympathie.
Je tiens à remercier, les membres de jury, Mr Omar SEBBANE de l’université de
Tlemcen qui m’a fait l’honneur de présider le jury de mémoire Qu’il trouve ici ma gratitude et
ma reconnaissance pour l’intérêt qu’il a manifesté pour ce travail.
Je remercie Mr Fethi BENKHANAFOU qui a accepté d’examiner ce mémoire. Qu’il
trouve ici ma gratitude et ma reconnaissance pour l’intérêt qu’il a manifesté pour ce travail.
Je remercier Mr BENACHOUR MUSTAPHA, de l’Université d Tlemcen qui m’a fait
l’honneur d’examiner ce mémoire. Qu’il trouve ici l’expression de ma vive gratitude et ma
sincère reconnaissance, malgré l’ensemble des réserves demandés.
Je remercie Mr BELABACI DJELLOUL, directeur DRC-SONATRACH Bethioua -qui
m’a fait le plaisir d’être membre honorable de ce mémoire.
Je remercie Mr BENACEUR Djamel, cadre NAFTAL Remchi Tlemcen qui m’a fait le
plaisir d’être membre honorable de ce mémoire.
Au cours de ce travail, il m’a été particulièrement agréable de bénéficier des échanges du
soutien des membres des laboratoires de Recherche à Grenoble et entreprises industrielles,
Sonatrach, SOREMEP…
Mes remerciements vont également à tous mes amis et collègues de l’université Abou
Bekr Belkaid de Tlemcen et le personnel du laboratoire de sciences des matériaux, et ceux de
l’atelier mécanique, particulièrement Mr ACHOUI Mohamed pour son soutien.

Sommaire
Sommaire
Liste des abréviations et symboles
Résumé
Abstract
ةصخلا
Introduction générale
Introduction générale…………………………………………………………..………01
Chapitre1:
Etude bibliographique sur la corrosion des aciers C-Mn
1.1. Introduction…………………………………………………………………….….05
1.2. Caractéristiques des aciers de pipelines…………………………………………...06
1.2.1. Composition chimique…………………………………………………………..06
1.2.2. Caractérisation et Propriétés …………………………………………………....07
1.3. Endommagement par corrosion ………………………………………………….17
1.3.1. Approche électrochimique de la corrosion……………………………………..18
1.3.2. Corrosion localisée……………………………………………………………..34
1.3.3. Corrosion des aciers C – Mn par les sols ……………………………………...43
1.3.3.1. Les sols………………………………………………………………………...44
1.3.3.1.1. Caractérisation d’un sol………………………………………………….......44
1.3.3.2. Mécanismes de corrosion dans le sol………………………………………….48
1.3.3.3. Corrosion des aciers de gazoducs et oléoduc en sol…………………………..62
1.4. Conclusion………………………………………………………………………....68

Sommaire
Chapitre 2:
Contexte industriel
2.1 Introduction…………………………………………………………………………70
2.2 Présentation du site……………………………………………………………………....71
2.3. Expertise de la ligne ASR …………………………………………………………74
2.3.1. Matériaux de la ligne……………………………………………………………...75
2.3.1.2. Système de protection anticorrosion de la ligne ASR…………………………..76
2.3.1.3. Défaillances sur la ligne…………………………………………………………89
2.3.1.3.1. Détection des fuites……………………………………………………………98
2.3.1.3.2. Analyse de la répartition des piqûres de corrosion…………………………....91
2.4. Analyse du sol sue le tracé de ligne ASR ………………………………………….94
2.5. Causes des incidents dans les canalisations d’hydrocarbure……………………......95
2.6. Conclusion…………………………………………………………………………..96
Chapitre 3:
Matériel et méthodes
3.1. Introduction………………………………………………………………………….97
3.2. Caractérisation du matériau d’étude…………………………………………….......97
3.2.1. Matériau d’étude………………………………………………………………......97
3.2.1.1. Composition chimique………………………………………………………......97
3.2.2. Etude métallographique……………………………………………………...........98
3.3. Caractéristiques mécaniques………………………………………………….........101
3.4. Essais de corrosion……………………………………………………………........108
3.4.3. Inhibiteur de corrosion……………………………………………………...........110
3.4.1. Méthodes d’étude de la corrosion……………………………………………......114
3.4.2. Expérimentation électrochimique……………………………………………......115
3.6. Conclusion…………………………………………………………………………117

Sommaire
Chapitre 4 :
Simulation numérique sur l’endommagement par piqûration
4.1. Introduction………………………………………………………………………...118
4.2. Description du milieu confinée d’une piqûre de corrosion dans le cas des aciers
C-Mn…………………………………………………………………………………....119
4.3. Système d’équations différentielles représentant le milieu de la piqûre…………...120
4.4. L’implémentation du système différentiel dans l’environnement COMSOL……...121
4.4.1. Cas de la géométrie de la piqûre de forme cylindrique……………………….....121
4.4.1.1. Calcul des constantes cinétiques des réactions chimiques………………….....122
4.4.1.2. Conditions aux limites…………………………………………………………123
4.4.2. Cas de la géométrie de la piqûre de forme hémisphérique……………................126
4.5. Conclusion…………………………………………………………………………127
Chapitre 5 :
Résultats et discussions
5.1. Introduction………………………………………………………………………...128
5.2. Caractéristiques des matériaux d’étude…………………………………………...130
5.2.1. Composition chimique…………………………………………………………...130
5.2.2. Caractéristiques mécaniques…………………………………………………......131
5.2.3. Microstructure………………………………………………………………........131
5.3. Résultats et interprétation des essais de corrosion………………………………...132
5.3.1. Essais électrochimiques sans inhibition………………………………………….134
5.3.1.1. Le potentiel à l’abandon……………………………………………………......134
5.3.1.2. Technique de Résistance de polarisation………………………………………135
5.3.1.3. Vitesse de corrosion……………………………………………………………136
5.3.2. Résultats d’étude en présence d’inhibiteur………………………………………151
5.4. Étude paramétrique………………………………………………………………...161
5.5. Simulation numérique sur l’endommagement par piqûration……………………..162