introduction generale - Université des Sciences et de la Technologie

Année universitaire : 2013 / 2014
République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientif
UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE d’ORAN Mohamed Boudiaf
Faculté de Chimie
Département de Génie des Matériaux
Spécialité : chimie
Option : ériaux et application à la
protection de lenvironnement
MEMOIRE Présenté par
Mme ROUDANE SARRA
Pour l'obtention du diplôme de Magister en chimie
Thème
Soutenue le ............... devant la commission d'examen composée de :
Qualité Nom et Prénoms Grade Etb d'origine
Président M. Bettahar Nourredine Professeur USTO MB
Rapporteur M. Zerouali Djilali M.conf. A USTO MB
Examinateur M. Sellami Mayouf M.conf. A USTO MB
Examinateur M.Bahmani Abdellah M.conf. A USTO MB
Année universitaire : 2013 / 2014
Elaboration et caractérisations électrochimiques
d’oxydes à forte porosité sur substrats métalliques
passivables.

REMERCIMENTS
Ce travail a été effectué au laboratoire de corrosion à USTO, dont le responsable est Monsieur le docteur
ZEROUALI DJILALI.
Tout d’abord je tiens à adresser mes plus sincères remerciement à mon rapporteur Monsieur ZEROUALI
DJILALI, Maître de conférences à l’université de l’USTO, pour m’avoir proposé ce sujet, orienté
judicieusement cette étude et pour m’avoir fait profiter de son expérience. Je lui exprime toute ma
reconnaissance pour ses conseils techniques et scientifiques, sa patience et ses encouragements chaleureux.
Je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance à Monsieur BETTAHAR NOURREDINE, Professeur à
l’université de l’USTO, pour avoir accepté de présider le jury qui va juger mon travail.
Je remercie également Monsieur SELLAMI MAYOUF, Maître de conférences à l’université de l’USTO,
pour m’avoir fait l’honneur d’appartenir à ce jury, je tiens à lui exprimer ma plus profonde reconnaissance.
Je remercie Monsieur BAHMANI ABDELLAH, Maître de conférences à l’université de l’USTO, d’avoir
accepté d’être membre du jury et m’avoir bénéficié de ses connaissances scientifiques.
Je remercie très chaleureusement mes collèges du laboratoire de corrosion : safia, mohammed, naima.
Mes remerciements vont à tous ceux qui m’ont aidé de prés comme de loin pour réaliser ce travail.
A mes parents
Pour vous mon père, pour vous ma mère
Je témoigne ma grande reconnaissance et mon profond amour que Dieu vous garde
A mon époux AMINE
A mes frères et mes sœurs
A toute ma famille
A toute ma belle famille
A tous mes amis bien aimés
A tous ceux qui vont collaborer à ma formation

SOMMAIRE
Liste des tableaux 1
Liste des figures 2
Introduction générale 6
Chapitre I : Etude bibliographique 7
I. Généralités sur l’Aluminium 8
I.1.Aluminium métal 8
I.2. Thermodynamique de l’Aluminium 8
I.3. Voltampérométrie linéaire de L’Aluminium dans les milieux acides 9
I.4. Contexte historique de l’anodisation de l’Aluminium 10
I.5. Anodisation 11
I.5.1. Structures des films anodiques poreux 11
I.5.1.1. Anodisation de type barrière 11
I.5.1.2 Anodisation de type poreux 12
I.6 .Alumine poreuse 14
I.6.1. Principe de formation 14
I.6.1.1.Processus de formation et de croissance 14
I.6.1.2.Rapport de Pilling-Bedworth 16
I.6.1.3. Migration des ions Al+3 et O2- 16
I.6.1.4. Rugosité de l’interface métal/oxyde 17
I.6.1.5. Formation de l’ion O2- 18
I.6.1.6. Dissolution de l’alumine par le champ électrique 18
I.6.1.7. Origine de la structure poreuse en nid d’abeille 19
I.6.2. Grandeurs caractéristiques 19
I.6.2.1. Densité de pore –Diamètre de la cellule 20
I.6.2.2. Diamètre des pores 20
I.7. Electrolytes 20
I.7.1. Différents électrolytes 21
I.7.2. Incorporation de l’anion de l’électrolyte 22
I.8. Facteurs influençant de la formation d’un film poreux ordonné 23
I.8.1. Influences des paramètres opératoires d’anodisation 23
I.8.1.1. Concentration 23
I.8.1.2. Température 23
I.8.1.3.Agitation du bain 24
I.8.1.4. Durée de l’anodisation 24
I.8.1.5.Tension ou densité de courant imposée 24
I.8.2. Eléments d’alliages 24
I.8.3. Nature de l’électrolyte 26

I.9. Préparation de surface 26
I.9.1. Electro polissage 26
I.9.2. Dégraissage 27
I.9.2.1. Dégraissage aux solvants 27
I.9.2.2.Dégraissage en milieu aqueux 27
I.9.2.3. Dégraissage en milieu alcalin 27
I.9.2.4. Dégraissage en milieu acides 27
I.9.3. Décapage 28
I.9.3.1. Décapage alcalin 28
I.9.3.2. Décapage acide 28
I.9.4. Brillantage chimique ou brillantage électrolytique 28
I.9.4.1. Brillantage chimique 28
I.9.4.2. Brillantage électrolytique 29
I.9.5. Traitement mécanique 29
I.9.5.1. Polissage mécanique 29
I.9.6. Satinage et matifaction 30
I.9.7 .Traitements thermiques 30
I.10. Principes procédés et leurs applications 30
I.10.1 .Anodisation barrière 30
I.10.2. Anodisation sulfurique 31
I.10.2.1. Anodisation de décoration et pour application optique 31
I.10.2.2. Anodisation de protection 32
I.10.2.3. Autres applications de l’anodisation sulfurique 32
I.10.2.4.Propriétés d’isolation électrique 32
I.10.3. Anodisation dure 32
I.10.3.1. Applications industriels de ces procèdes sont nombreuses 33
I.10.4. Anodisation chromique 33
I.10.5. Anodisation phosphorique 34
I.10.6. Anodisation sulfurique-borique 35
I.10.6.1 .Anodisation autocolorée 35
I.10.7.1 .Autres procédé 36
I.10.7.1. Anodisation en milieu oxalique 36
I.10.7.2. Anodisation en milieu alcalin 36
I.10.8. Applications nanotechnolonogiques 37
I.10.9. Caractéristiques des principaux procédés d’anodisation 38
I.10.9.1. procédé de double anodisation 38
I.10.9.2. procédé de pré-indentation 39

Chapitre II : Méthodes et procédures expérimentales 41
II. Conditions expérimentale 42
II.1 Introduction 42
II.2 Substrat 42
II.2.1 Matériau 42
II.2.2 Préparation mécanique 42
II.3 Milieux d’étude 42
II.4 Techniques électrochimiques 43
II.4.1 Technique voltampérometriques 43
II.4.2 Dispositifs expérimentaux 43
II.4.3 techniques chronoamperometriques 44
II.4.4 Techniques d’anodisation à tension constante 45
II.4.5 Techniques d’observations microscopique 56
Chapitre III : Résultats et discussions 47
III Etude électrochimique 48
III.1Etude voltampérométrique 48
III.1.1 Comportement de l’Aluminium en milieu H3PO4 48
III.1.1.1 Effet de la température 54
III.1.2 comportement de l’Aluminium en milieu H2SO4 55
III.1.2.1 Effet de la température 60
III.2 Techniques chronoamperometriques 62
III.2.1 Comportement de l’Aluminium en milieu H3PO4 62
III.2.2 Comportement de l’Aluminium en milieu H2SO4 64
III.2.3 Conclusion 67
III.3 Anodisation à tension constante 68
III.3.1 Anodisation de l’Aluminium à tension constante dans l’acide phosphorique 68
III.3.2 Anodisation de l’Aluminium à tension constante dans l’acide sulfurique 74
III.3.3 Conclusion 81
III.4 Analyse microscopique des surfaces 82
III.4.1 Acide phosphorique 82
III.4.1.1 Micrographie de l’Aluminium après polarisation potentiodynamique dans H3PO4 82
III.4.1.2 Micrographie de l’Aluminium après anodisation dans H3PO4 83
III.4.2 Acide sulfurique 85
III.4.2.1 Micrographie de l’Aluminium après polarisation potentiodynamique dans H2SO4 85
III.4.2.2 Micrographie de l’Aluminium après anodisation dans H2SO4 86
III.4.3 Conclusion 88
Discussions 89
Conclusion générale 91
Références bibliographique 92