Influence du peroxyde d`hydrogène sur la susceptibilité à la

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA
RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE EL HADJ LAKHDAR BATNA
FACULTE DE TECHNOLOGIE
DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE
THESE DE DOCTORAT
EN SCIENCES
Présentée à l’Université Hadj Lakhdar de Batna par
Mahieddine Naoun
Pour l’obtention du grade de DOCTEUR en SCIENCES
Option : GENIE MECANIQUE
Thème
INFLUENCE DU PEROXYDE D’HYDROGENE SUR
LA SUSCEPTIBILITE A LA CORROSION DES
ACIERS INOXYDABLES EN MILIEU SALIN
Soutenue publiquement le 23 / 06 / 2014 devant le jury composé de :
M. BRIOUA
Professeur Université Batna
Président du jury
A. BELGACEM-BOUZIDA
Professeur Université Batna
Rapporteur
E. BELBACHA
Professeur Université Batna
Examinateur
Z. BOUMERZOUG
Professeur Université de Biskra
Examinateur
A. CHALA
Professeur université de Biskra
Examinateur
H. DJEBAILI
Professeur Université de Khenchela
Examinateur

REMERCIEMENTS
Je remercie Dieu de m’avoir donné la force et la volonté d’achever ce
travail. Je tiens à remercier mon directeur de thèse Pr. Aissa BELGACEM
BOUZIDA pour m’avoir guidé tout au long de ce travail de recherche.
Je voudrais aussi remercier Monsieur M. BRIOUA qui a accepté de
présider la soutenance de cette thèse.
Je souhaite exprimer ma reconnaissance au Pr. E. BELBACHA, au Pr. Z.
BOUMERZOUG, au Pr. A. CHALA, au Pr. H. DJEBAILI qui m’ont fait
l’honneur d’accepter d’être les rapporteurs de mon travail et pour le temps
qu’ils ont consacré à l’examen de cette thèse.
Je tiens enfin à remercier également tous mes amis et collègues en
particulier N. Bouzeghaia, L. Yahia, W. Kaddouri, K. Oulmi, N. Djaaba, S.
Rabhi, A. Zegagh, M. Benarioua A. S. Bentayeb, K. Lamamra, A. Bourih et
R. Sahraoui, pour leurs soutiens, conseils et aides ainsi que pour leurs
contributions à l’aboutissement de cette thèse.
Je remercie également tous les membres du laboratoire de corrosion pour
avoir assuré une ambiance de travail particulièrement agréable et je cite Mr
M. Benaouf,
J’adresse aussi mes vifs remerciements
À toute ma famille à qui j’ai grignoté du temps que je devrai leur
consacrer pour achever ce travail.
Je salue et remercie tout particulièrement mon ami A. MEHENNA pour
avoir toujours été là à me pousser à persévérer.
Merci à mes amis qui n’ont jamais cessé de m’encourager à aller de
l’avant.

DEDICACES
Je dédie ce mémoire
À mes parents,
À ma Famille,
À mes Amis,
À tous ceux qui m’ont
apporté leur aide.

ABSTRAIT
Les aciers inoxydables résistent à la corrosion grâce à la couche passive qui se forme
à leurs surfaces.
La stabilité de la couche passive est un des importants facteurs qui assurent leur
protection contre la corrosion dans les milieux agressifs.
Cette stabilité peut être influencée par la présence de composés chimiques générés ou
introduits dans l’environnement où sont utilisés les aciers inoxydables.
Généralement utilisés en orthopédie comme implants médicaux, dans l’équipement
médical, les instruments, les ustensiles et la construction métallique les acier inoxydables
316L et 304 sont exposés à une quantité non négligeable de peroxyde d’hydrogène.
Le peroxyde d’hydrogène secrété par l’organisme dans des conditions
inflammatoires et aussi utilisé à des concentrations plus élevées dans les opérations de
stérilisation et d’irrigation, de même que secrété par des micros organismes marins qui
recouvrent les structures inoxydables immergées il peut lui aussi altérer le comportement
de la couche passive des implants.
Le but de ce travail est d'étudier le comportement de la couche passive de deux types
d’aciers inoxydables 316L, l’un dans une solution physiologique et l’autre, un acier
inoxydable du type 304, dans des solutions salines contenant différentes concentrations de
peroxyde d'hydrogène.
Plusieurs facteurs tels que la température, le temps d’immersion et la concentration
du peroxyde d’hydrogène ont été pris en considération afin d’évaluer, correctement et
selon les conditions réelles d’utilisation, l’influence du peroxyde d’hydrogène.
Des tests de potentiel libre, de polarisation et des analyses microscopiques des
surfaces des aciers ont été effectués afin de déterminer les effets du peroxyde sur la couche
passive.
Les aciers inoxydables utilisés sont : le 316LSS utilisé comme implant médical,
l’acier inoxydable 316L (Wnr 1.4404) utilisé dans les circuits de refroidissement et la
charpente métallique et l’acier inoxydable 304 à usage alimentaire.
Les tests de potentiel libre et de polarisation ont montré qu’en présence de peroxyde
d’hydrogène, la surface des aciers inoxydable s’anoblie c'est-à-dire que les potentiels de
corrosion deviennent plus positifs. En augmentant la concentration du peroxyde
d’hydrogène, le potentiel de corrosion se déplace vers des valeurs plus positives tandis que

la couche passive est de plus en plus instable. De même que indépendamment de la
concentration du peroxyde d’hydrogène, pour des temps d’immersion inférieurs à 72h dans
le milieu physiologique, le potentiel de corrosion de l’acier 316L se déplace vers des
valeurs plus négatives proportionnellement à la durée d’immersion. Pour des
concentrations élevées de peroxyde d’hydrogène et des immersions supérieures à 72h, les
potentiels de rupture augmentent positivement (extension du domaine passif). L’élévation
de la température de 37°C à 42°C augmente la corrosion par piqure de l’acier 316L.
En milieu salin, le comportement du potentiel de corrosion de l’acier 304 est lui aussi
affecté par la présence de peroxyde d’hydrogène (anoblissement) mais pour les mêmes
concentrations utilisées pour l’acier 316L médical, il présente des paliers de passivité
atrophiés et une corrosion par piqures plus sévère.
Dans le but de compléter l’étude, en reconstituant le plus fidèlement les milieux où
les aciers 316L et 304 sont utilisés, des tests en milieux salins ont été effectués avec les
mêmes concentrations de peroxyde d’hydrogène en comparaison avec de l’acide sulfurique
aussi présent comme agent agressif.
Un acier 316L utilisé dans les circuits de refroidissement, de composition différente
de celui des implants médicaux, est utilisé pour les tests simulant les milieux externes en
présence de peroxyde d’hydrogène et d’acide sulfurique.
Les tests de potentiel libre et de polarisation ont montré un déplacement du potentiel
de corrosion vers des valeurs plus négatives et bien inférieures à celles du peroxyde
d’hydrogène pour des concentrations équivalentes.
Les courbes de polarisation, en présence d’acide sulfurique, présentent un
comportement agressif en présence de chlorure de Sodium et le résultat est la création
d’un film d’oxyde sur la surface qui isole le matériau du milieu. Adhérant à la surface, le
film ne se dissous pas dans la solution et constitue une barrière entre la surface et
l’électrolyte, après nettoyage de la surface apparaissent des piqures profondes sur l’étendue
de la surface exposée. Contrairement, en présence de peroxyde d’hydrogène, la surface
quoique recouverte de piqures elle reste visible ou est recouverte d’un film d’oxyde
facilement détachable. En absence de NaCl, un palier de passivation sans potentiel de
rupture apparait.
L’acier 316L (Wnr 1.4404) à usage externe, présente une surface moins détériorée
avec un nombre de piqures bien inférieur (une moyenne de cinq (05) par cm2) mais de
dimensions et de profondeurs importantes.