Synthèse par voie électrolytique et caractérisation d`alliages NiW

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTÈRE DE L'ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
Université Ferhat ABBAS- Setif1
Faculté de Technologie
Département de Génie des Procédés
MEMOIRE
Présenté par
ASSELI Rabah
En vue de l’obtention du diplôme de
MAGISTER
Option : Génie Electrochimique
THEME
Soutenu publiquement le 06 / 11 / 2014
Devant la commission d’examen :
Pr. A. Zouaoui Professeur UFA-Sétif1 Président
Dr. M. Benaicha Maitre de Conférences UFA-Sétif1 Rapporteur
Pr. D. Abdi Professeur UFA-Sétif1 Examinateur
Dr. A. Dakhouche Maitre de Conférences U- M’sila Examinateur
Synthèse par voie électrolytique et caractérisation
d'alliages NiW. Comportement électrochimique en milieu alcalin concentré

Citation
« Je crois donc que lorsque les gisements de houille seront
épuisés, on chauffera et on se chauffera avec de l'eau…
L'eau est le charbon de l'avenir !»
Jules Verne - L'Île mystérieuse*, 1874
* http://bibliotheq.net/jules-verne/l-ile-mysterieuse/page-198.html

Avant-propos
Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué au laboratoire
d’Energétique et d’Electrochimie du Solide (LEES) à l’université Setif1.
Mes remerciements vont d’abord à Allah, le tout Puissant, Clément et
Miséricordieux pour m’avoir donné la volonté et le courage pour accomplir
mes études.
Ma reconnaissance va particulièrement à mon encadreur Dr. M.Benaicha
pour la confiance et l’intérêt qu’il m’a témoignés tout au long de
l’élaboration de ce travail.
J’aimerais exprimer ma reconnaissance à Messieurs Pr. A. Zouaoui
d’avoir accepté de présider le jury, à Pr. A Dakhouche et à Pr. A. Abdi pour
m’avoir accordé l’honneur de lire mon mémoire et faire partie du jury.
Les secrets de l’électrochimie que Professeur Abdi m’a inculqués lors de
mes études d’ingéniorat et particulièrement en encadrant mes travaux de fin
d’études sont pour beaucoup dans mon attachement actuel à cette
« science » ! Qu’elle trouve ici l’expression de ma grande reconnaissance.
Enfin, J’adresse mes remerciements les plus tendres à mes parents, à ma
chère épouse et à mes enfants pour avoir supporté mon absence durant mes
longs déplacements !
Rabah ASSELI

Dédicaces
À mes chèrs parents.
À toute ma famille.
À tous ceux qui m’ont soutenu .
Rabah

SOMMAIRE
Introduction générale…………………………………………….…..…………………..1
I.1. L’hydrogène et le nouveau monde énergétique …………………………………3
I. 2. Méthodes de production d'hydrogène ……………………….……………………......4
I.2. 1. Production d’hydrogène à partir des hydrocarbures………………………….. .... ..4
a) Production d’hydrogène par vaporeformage……………………………………5
b) Oxydation partielle catalytique…………………………………………………5
c) Reformage auto-therme………………………………………………………....6
I.2. 2. Production d’hydrogène par décomposition thermochimiques……………………6
I.2. 3. Production à partir du charbon…………………………………………… ………7
I.2. 4. Production à partir du nucléaire …………………………………………………...8
I.2. 5. Procédés biologiques ……………………………………………………………...8
I.2. 6. Procédés photo-électrochimiques………………………………………………….8
I.2. 7. Electrolyse de l’eau………………………………………………………………...9
I. 3. L’électrolyse de l’eau …………………………………………………. …………...9
I.3.1. Principe général……………………………………………………………………...9
I.3.2. Tension de cellule…………………………………………………………………..10
I.3.3. Analogie d’un circuit électrique d’une cellule d’électrolyse….……………………11
a) Résistance électrique………………………………………………………… 11
b) Transport- résistances relative……………………………………………….. 11
c) Résistances des réactions électrochimiques………………………………… 11
d) Effet de la température et la pression sur la tension d’électrolyse…………. 13
I. 4. Les différentes technologies d’électrolyseurs………………………….……….13
I.4.1. Structures monopolaire et bipolaire ……………………………………………...13
I.4.2. Electrolyseurs alcalins……………………………………………………………16
I.4.3. Electrolyseurs PEM………………………………………………………………16
I.4.4. Electrolyseurs à haute température……………………………………………….18
I. 5. Matériaux d’électrode pour électrolyseurs ……………………………………...19
I.5.1. Mécanisme d'évolution de l'hydrogène………………………………………… ...20
I.5.2. Etat de l’art sur les matériaux d’électrode et choix du sujet……………………... 22
I. 6. Synthèse des alliages métalliques par voie électrochimique…………………23
I.6.1. Principe de l’électrodéposition et loi de Faraday…………………………………..23
I.6.2. Nucléation et croissance des dépôts électrochimiques………………………….....26
I.6.3. Facteurs thermodynamiques affectant l'électrodéposition des alliages…………...31
I.6.4. Méthodes de rapprochement des potentiels de libération des divers métaux
différents……………………………………………………………………………………...32