Notionsdecorrosionetdeprotectiondesmétaux
Lacorrosionaffectetouslesmatériaux,lesmétaux,lespolymères,lescéramiques.L’oxydation
enparticulierparl’eauetl’oxygènedel’air,l’actiondesrayonnements,lesréactionsdesacides
etdesbasescontribuentàl’évolutionetàladégradationdesmatériaux.
Onnoteraquelacorrosionàuncoutélevépourprotégeroupourremplacerl’objet.Ilest
notableaussiqu’elleneprésentepasseulementuncaractèrenocif.Ellepermetd’éliminerles
déchetsmaisaussiellepeutleprotégeroul’embellir.
1. Lesdifférentesformesdecorrosion
Lacorrosionàchaudoucorrosionsèchecorrespondàuneréactiondutype:
M+½O2MOàhautetempératureetenfaitaux2½réactionsd’oxydationM
M2++2eetderéductionO2+2eO2
2.
Lacorrosionhumidequiprendelledifférentesformes:
o corrosionuniforme,attaqueduferparl’acidesulfurique
o corrosiongalvanique,2métauxsontencontactparl’intermédiaired’un
mêmeélectrolyteetformentunepile
o corrosionparpiqures,lemétal,recouvertd’unoxyde,estencontactavecdes
ions,chloruresparexemple,quiprovoquentuneattaquelocalisée
o corrosionintergranulaire,suiteàuntraitementthermique,lesaciers
inoxydablesausténitiquessubissentunedéchromatisationdelamatrice
o corrosionsoustensiondueàlacontrainteexercéesurlematériau
o corrosionbactérienne
o corrosionparérosionetcavitationdueenparticulieraumouvementd’un
fluide
o corrosionparcourantsvagabondsdueparuneinstallationélectriqueen
proximité,parexemplelaprésenced’untramway
o corrosionsélective,parexempledisparitionduzincd’unlaitonderobinetterie
o corrosioncaverneusedueàlaformationdepiledeconcentrationparexemple
del’oxygènedissout.
2. Thermodynamiquedesréactionsdecorrosion
a. Lediagrammed’Ellingham
Ilaétéintroduitdanslecoursdethermochimie.
Onreprésentelesréactionsd’oxydationdansundiagrammeavecΔG0
T=f(T):
2M+O22MOavecΔG0
T=‐RTLnK=RTLnpO2.
Unmétalvaréduiretouslesoxydesquisontaudessusdelui.Onauraainsi:
3ZnO+2Al3Zn+Al2O3.
Naturellement,enprincipe,unmétalnobleestpeusujetàl’oxydationetàl’inverseun
métalquiaunoxydetrèsstableettrèssujetàl’oxydation.
Enfait,toutdépenddelanaturedel’oxyde,ilpeutêtre:
denseetcompact,c’estlecaspourl’aluminium,lechrome,lesilicium
poreux,c’estlecaspourleferetlenickel
volatil,c’estlecaspourletungstène…
e(V)
2
Fe3+
corrosion
0,77 Fe(OH)3passivation
Fe2+
corrosion
  Fe(OH)2
0,44  passivation
Feimmunité
‐1
0   14
b. LesdiagrammesdePourbaix
Ils’agitdesdiagrammespotentielpHquireprésententdonclesdifférentesespècesen
solutionaqueusepourdeséquilibresdutypeOx+neRedàpartirdelaloide
NernstE=E0‐
  

 ,
 
conformémentàcequiaété
présentédanslaprésentationdesréactionsd’oxydoréduction.
L’exempleleplusimportantestnaturellementlediagrammequiconcernelefer:
Enmilieuacide,l’eauoxydeleferetdonnedesionsFe2+etFe3+.Parcontre,silefer
estportéàunpotentielinférieurà‐0,44V,ilestdansunezoned’immunité.
Enmilieubasique,Fe(OH)2etFe(OH)3précipitentetbloquentuneattaqueplus
importante.
Doncafind’empêcherlacorrosionparl’oxygènedel’eau,ilfautnepasêtreenmilieu
acideetempêcherl’oxygènedejouersonrôled’oxydant.
Onnotelesréactionsprincipales:
FeFe2++2e
Fe2+Fe3++e
Fe2+Fe(OH)2
Enparallèleavec:2H++2eH2et2H2O+O2+4e4OH
3. Laprotectiondesmétaux
a. Laprotectionparrevêtement
Elles’effectueparunrevêtementchimique,organiqueounonorganique.
Ils’agiraenpremierlieud’unepeinturequiadhèreàlapièceetquiestimperméableà
l’eauetàl’oxygène.
Lerevêtementchimiqueserauneoxydationchimique,parexempleenaugmentantla
couched’alumine.
Onréaliseraaussiunephosphatationdansplongeantlapiècedansdel’acide
phosphorique.LaprésencedeFe3(PO4)2favorisel’adhérencedespeinturesetvernis.
Onpourraaussiréaliserundépôtdenickelouplaquerparélectrolysedecuivre,du
nickel,duzinc,del’argent,duchrome.
Courammentaussi,onplongeralapiècedansunbaindezinc,c’estlagalvanisation.
Naturellement,suivantlanaturedurevêtement,ilfaudrafaireattentionàune
corrosionultérieuresoitparcequelacoucheextérieureneprotègequelorsqu’elleest
intégrale,soittantqu’elleexistepuisqu’ellepeuts’oxyderellemême.
b. Laprotectioncathodique
L’idéeessentielleestd’empêcherlaréactiond’oxydationenobligeantparexemple
pourlefer,laréactionFe2++2eFe.
Onplacerauneanodesacrificielleenzinc,enmagnésiumouenaluminium.La
méthodeestutiliséepourlesbateaux,lesconduitessouterraines…
Onpeutaussiimposeruncourant.Lapièceestportéeàunpotentielnégatif,ellejoue
lerôledecathodeetattiredonclescations.L’autreélectrodeestinertielleou
sacrificielle.Onutiliseradugraphiteouduferenrichidesilicium.
c. Choixdesmatériaux
Onutiliseradesaciersinoxydablesàbasenickel,contenantduchromedumolybdène
etéventuellementdel’azote.Ilsrésistentauxmilieuxmarinsetauxmilieuxchlorés.En
réduisantlepourcentagedecarbone,onévitelaformationdescarburesdechrome
Cr23C6.Ilsentrainentunecorrosionintergranulaire.
Lesalliagesdetitanesonttrèssûrseneaudemer.Seulslesmilieuxchlorésconcentrés
etchaudsontdangereux.
Lenickeletsesalliages,lecuivre,leslaitonsetlesbronzes,l’aluminiumetsesalliages
ontchacundesqualitésnotablescontrelacorrosion.
LadépositionparprocédésCVD(chemicalvapordeposition)eyPVD(physicalvapor
deposition)demétauxoudecomposésréfractaires(borure,nitrure,carburede
titane)protègelemétal.
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