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ÉTUDE THÉORIQUE DE L’INHIBITION DE LA CORROSION PAR DES DÉRIVÉS
DE LA THIOURÉE
Thesis · March 2013
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3 authors:
Abdelkrim Kheddaoui
University of Sidi-Bel-Abbes
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Taher Moulay University of Saida
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République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université Dr. Tahar MOULAY Saïda
Faculté des Sciences et de la Technologie
Département de CHIMIE
Mémoire en vue de l’obtention du diplôme de
Magister
Spécialité : CHIMIE
Option : CHIMIE COMPUTATIONNELLE
Présenté par :
KHEDDAOUI Abdelkrim
Intitulé du mémoire :
ÉTUDE THÉORIQUE DE L’INHIBITION DE LA CORROSION
PAR DES DÉRIVÉS DE LA THIOURÉE
Soutenu le, 20 - 03 - 2013 , devant le jury composé de :
Mr. T. BENAISSA Maître de Conférences -A- Université de Saida Président
Mr. A. KRALLAFA Professeur Université d’Oran Examinateur
Mr. A. SOUIDI Professeur Université de Saida Examinateur
Mr. O. BENALI Maître de Conférences -A- Université de Saida Encadreur
Mr. A. RAHMOUNI Professeur Université de Saida Co-encadreur

Table des matières
SOMMAIRE 2
Liste des tableaux 5
Liste des figures 6
Liste des abréviations 8
Remerciements 9
Introduction générale 10
1 Notions élémentaires sur l’inhibition de la corrosion 12
1.1 Introduction.................................. 13
1.2 Les facteurs de la corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3 Mode de protection contre la corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4 Les inhibiteurs de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4.1 Classement des inhibiteurs de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4.2 Domaines d’application des inhibiteurs de corrosion . . . . . . . . 20
1.4.3 Thiourée et ses dérivés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.5 Adsorption des inhibiteurs à la surface des métaux . . . . . . . . . . . . . . 22
1.5.1 Adsorption physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.5.2 Adsorption chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.5.3 Influence de la concentration sur l’adsorption . . . . . . . . . . . . 25
1.6 Détermination de la vitesse et l’efficacité inhibitrice de la corrosion . . . . . 26
1.6.1 La méthode pondérale(la gravimétrie) . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.6.2 Méthodes électrochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2

TABLE DES MATIÈRES 3
2 Aspects généraux des méthodes de calcul quantique 32
2.1 Introduction.................................. 33
2.2 Quelques notions théoriques de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.1 Fonction d’onde, Hamiltonien et équations de Schrödinger . . . . . 33
2.2.2 Approximation de Born-Oppenheimer . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.2.3 Approximation orbitalaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3 MéthodeHartree-Fock ............................ 40
2.3.1 Les équations de Hartree-Fock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3.2 Approximation LCAO - Équations de Roothaan . . . . . . . . . . . 41
2.3.3 Méthodes ab initio .......................... 43
2.4 Méthodes semi-empiriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.5 Méthode des perturbations de Møller-Plesset . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.6 Théorie de la fonctionnelle de la densité DFT . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.6.1 Théorèmes de Hohenberg et Kohn . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.6.2 Les équations de Kohn-Sham . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.6.3 Expression du terme d’échange et de corrélation Exc ........ 54
2.7 Analysesdepopulation............................ 58
2.7.1 Analyse de population de Mulliken (MPA) . . . . . . . . . . . . . 58
2.7.2 Analyse de population naturelle (NPA) . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.7.3 Charges dérivant du potentiel électrostatique (MK) . . . . . . . . . 60
2.8 Indices de réactivité dérivant de la DFT conceptuelle . . . . . . . . . . . . 61
2.8.1 Principe HSAB global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.8.2 IndicesdeFukui ........................... 62
2.8.3 Mollesseslocales........................... 63
3 Études théoriques de facteurs de l’inhibition de la corrosion par des dérivés
de la thiourée 64
3.1 Introduction.................................. 65
3.2 Détailsdescalculs............................... 66
3.3 Géométrieplusstable............................. 67

TABLE DES MATIÈRES 4
3.4 Résultats des méthodes semi-empiriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.4.1 Momentdipolaire........................... 68
3.4.2 Analyse des orbitales frontières et gaps énergitiques . . . . . . . . 69
3.4.3 Potentiel d’ionisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.5 Résultats des méthodes Ab initio ....................... 73
3.6 RésultatsdelaDFT.............................. 74
3.7 Conclusion .................................. 75
3.8 Chargesatomiques .............................. 76
3.8.1 Détails des calculs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.8.2 Analyse de population de Mulliken (MPA) ............. 76
3.8.3 Analyse de population naturelle (NPA) ............... 80
3.8.4 Charges dérivant du potentiel électrostatique (MK)......... 84
3.8.5 Conclusion .............................. 88
3.9 Indices de réactivité dérivant de la DFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.9.1 Introduction.............................. 88
3.9.2 IndicesdeFukui ........................... 89
3.9.3 Mollesseslocales........................... 93
3.9.4 Conclusion .............................. 97
Conclusion générale 98
A Les isothermes d’adsorption 99
A.1 Isotherme de type Freundlich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
A.2 Isotherme de type Laugmuir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
A.3 Isotherme de type Temkin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
A.4 Isotherme de type Frumkin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
A.5 Isotherme de type Bockris-Swinkels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
A.6 Isotherme de Flory-Huggins et de Flory-Huggins-Dhar . . . . . . . . . . . 108
Bibliographie 109