La corrosion : pourquoi et comment l`éviter - UCL

Bourgeois Sabine
Gautier Jean-Nicolas
Pirard Michel
Vanhove Frédéric
Warnier Léticia
La corrosion :
pourquoi et comment l’éviter ?
Didactique spéciale en sciences naturelles
SC2321
M. De Kesel
P. Hautier
B. Tinant
(C. Vander Borght)
Université Catholique de Louvain
Année académique 2004-2005

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La corrosion : pourquoi et comment l’éviter ?
1. Description de la situation-problème ____________________________________ 3
2. Public visé _________________________________________________________ 4
3. Liens avec le programme _____________________________________________ 4
4. Prérequis nécessaires ________________________________________________ 4
5. Compétences visées (gén. /spéc.) _______________________________________ 4
6. Concepts (savoirs) à faire acquérir _____________________________________ 5
6.1. Liste des concepts et leurs définitions ________________________ 5
6.2. Carte conceptuelle _______________________________________ 7
7. Description du déroulement___________________________________________ 8
7.1. Tous les métaux se corrodent-ils de la même manière en présence
d’air, en présence d’eau et en présence d’air et d’eau ? _____________ 8
7.2. Comment peut-on protéger le fer de la corrosion ?_____________ 13
7.3. Pour conclure__________________________________________ 17
8. Bibliographie _____________________________________________________ 18

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1. Description de la situation-problème
Avant de commencer le labo proprement dit, nous comptons donner aux élèves les
extraits de presse ci-dessous ainsi que les questions qui les suivent1.
En quoi consiste le mécanisme de corrosion responsable du phénomène de dégradation
des structures métalliques que tu as rencontré en parcourant ces articles ? Quelles sont les
réactions mises en jeu ? Qu’est-ce que la rouille ? Connais-tu des moyens permettant d’éviter
la corrosion ?
1 Les notes en italique ne seront pas données aux élèves, elles permettent de vous expliquer ce que nous désirons
faire et ce que nous attendons d’eux.

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Cette manière d’introduire la situation-problème permet aux élèves, d’une part, de
contextualiser leur apprentissage : on part de quelque chose qui leur fait sens. D’autre part,
les questions qui leur sont posées permettent de recueillir leurs conceptions préalables par
rapport à ce que l’on désire leur faire découvrir et donc d’adapter si nécessaire notre
laboratoire (par exemple en les aidant plus lors de leurs observations et raisonnements). Par
ailleurs, lors des restructurations qui leur seront proposées, nous pourrons intégrer leurs
conceptions préalables qu’elles soient bonnes ou mauvaises car dans ce dernier cas ils
pourront se rendre compte que leurs représentations initiales étaient erronées ainsi que des
modifications qu’ils y auront apportées.
La suite des documents qui leur seront donnés est au point 7. Nous allons maintenant
vous présenter les différents points demandés dans le canevas.
2. Public visé
Le public visé est celui de sixième en sciences générales.
3. Liens avec le programme
La situation-problème qui sera traitée s’intègre dans le thème 7 du programme de
sixième année pour le cours de sciences générales. La plus grande partie de ce thème y est
couverte :
1. Le point 7.1. : Les réactions d’oxydation, de réduction, d’oxydoréduction, les
oxydants et les réducteurs
2. Le point 7.2. : Notion de couple oxydant-réducteur
3. Une partie du point 7.4. : Les technologies liées aux phénomènes redox : protection de
la corrosion.
4. Prérequis nécessaires
Savoir écrire une réaction chimique de manière équilibrée.
Notion de nombre d’oxydation, de réaction d’oxydation, de réaction de réduction,
d’oxydant et de réducteur.
5. Compétences visées (gén. /spéc.)
Compétences générales visées :
Les élèves devront pouvoir expliciter le phénomène de détérioration des structures en
fer (Erika, ponts, …) en déterminant, sur base d’un cheminement expérimental, le phénomène
de corrosion. Par ailleurs, les élèves devront pouvoir expliciter la galvanisation et la
protection anodique sacrificielle. Pour y arriver, ils devront trouver quel métal parmi le
cuivre, le zinc et l’argent peut protéger le fer de la rouille en se sacrifiant et ils devront
expliciter le mécanisme mis en jeu.

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Par rapport au programme cela correspond de manière adaptée à :
1. Suite à une recherche expérimentale organisée autour d’un questionnaire, élaborer
de nouveaux concepts, découvrir ou valider des lois et des théories dans le cadre
d’une situation concrète.
2. Interpréter un phénomène : expliquer le fonctionnement d’un objet technologique
(galvanisation et protection par anode sacrificielle) en utilisant des modèles ou des
théories scientifiques.
3. Communiquer par écrit un raisonnement élaboré sur base (de théories scientifiques
et) d’expériences afin d’éclairer une personne confrontée à des questions relatives à
la sécurité, l’environnement, …
Compétences spécifiques visées :
Correspondance entre compétences spécifiques et compétences
générales visées dans notre situation-problème 1 2 3
4. Utiliser des tableaux de couples redox pour justifier et prévoir
des phénomènes d’oxydoréduction de la vie courante et établir
des équations rédox correspondantes. Ce qui nécessite le
classement qualitatif des couples redox et savoir écrire des
équations ioniques.
X X X
5. Expliquer le fonctionnement d’une pile (protection anodique
sacrificielle) : insister sur le caractère spontané des réactions
s’effectuant..
X X X
6. Expliquer le phénomène de corrosion : savoir schématiser le
phénomène de corrosion et interpréter ce phénomène.
Expliciter le principe qui permet d’éviter la corrosion d’un
métal.
X X X
(Ce qui nécessite la compréhension et la maîtrise des notions
d’oxydant, de réducteur, de réaction d’oxydoréduction).
6. Concepts (savoirs) à faire acquérir
6.1. Liste des concepts et leurs définitions
Notion d’oxydation et de réduction
Notion d’oxydant et de réducteur
Notion d’oxydoréduction
Notion de couple rédox
Classification des couples rédox mais sans la notion de potentiel (classification des
métaux selon leur propension à être corrodés)
Protection de la corrosion par galvanisation et par anode sacrificielle
Nous pensons que pour que les élèves s’approprient ces notions en les comprenant et
pas seulement en les restituant, il est préférable de partir de deux cas concrets. Vu notre
situation-problème, il nous semble que la réaction d’oxydation du Fe en Fe2+ et celle de
réduction de l’oxygène en présence d’eau pour donner des OH- peuvent être prises comme
exemples :