Corrosion Aqueuse

8/13/2019 Corrosion Aqueuse

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Corrosion aqueuse

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Lacorrosiondsigne l'altration d'un objet manufactur par l'environnement.Les eemplesles plus connus sont les altrations chimi!ues des mtaudans l'eau" avec ou sans o#g$ne

" telles la rouilledu feret de l'acier, ou la formation de vert%de%grissur le cuivreet sesalliages &brone, laiton(. )es altrations chimi!ues sont regroupes sous le terme decorrosion aqueuse. *lles sont dues des effets de plusieurs sortes : dissolutiondes mtaudans l'eau, apparition de pileslectrochimi!ues, eistence de gradients de concentration,aration diffrentielle ou pi!+ration. lobalement, la corrosion a!ueuse est un phnom$nedont l'impact conomi!ueest tr$s important, ncessitant une grande varit de mo#ens de

protections des mtau.

Sommaire

-mas!uer / )orrosion gnralise : la dissolution des mtau 0 )orrosion galvani!ue &pile lectrochimi!ue(

o 0./ nralitso 0.0 1rincipeo 0.2 *emple : cas des bo3tes de conserve en t4le d'acier tam

2 )orrosion par pile de concentrationo 2./ )orrosion par aration diffrentielle

2././ nralits 2./.0 L'effet *vans

5 )orrosion par diffrence de concentration 6 Les pi!+res

o 6./ nralitso 6.0 )as de l'aluminium

6.0./ Le phnom$ne 6.0.0 7itesse de propagation de la pi!+re

8 Les organismes vivants

9 1hnom$nes d'interface Les mthodes d'tude de la corrosion a!ueuse

o ./ *tudes en laboratoireo .0 ;uivi in situ

< 1rotection contre la corrosion a!ueuse /= Annees

o /=./ Articles conneeso /=.0 >ibliographie

o /=.2 Rfrences

Corrosion gnralise : la dissolution des mtaux [modiier!
http://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#column-one%23column-onehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#searchInput%23searchInputhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#searchInput%23searchInputhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Environnementhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Environnementhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Environnementhttp://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9talhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Eauhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Eauhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Eauhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Rouille_(oxyde)http://fr.wikipedia.org/wiki/Rouille_(oxyde)http://fr.wikipedia.org/wiki/Ferhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Acierhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Acierhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Vert-de-grishttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cuivrehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Bronzehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Laitonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dissolutionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectrochimiehttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectrochimiehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Concentration_molairehttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89conomiehttp://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9talhttp://toggletoc%28%29/http://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Corrosion_g.C3.A9n.C3.A9ralis.C3.A9e_:_la_dissolution_des_m.C3.A9taux%23Corrosion_g.C3.A9n.C3.A9ralis.C3.A9e_:_la_dissolution_des_m.C3.A9tauxhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Corrosion_galvanique_.28pile_.C3.A9lectrochimique.29%23Corrosion_galvanique_.28pile_.C3.A9lectrochimique.29http://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#G.C3.A9n.C3.A9ralit.C3.A9s%23G.C3.A9n.C3.A9ralit.C3.A9shttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Principe%23Principehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Exemple_:_cas_des_bo.C3.AEtes_de_conserve_en_t.C3.B4le_d.27acier_.C3.A9tam.C3.A9%23Exemple_:_cas_des_bo.C3.AEtes_de_conserve_en_t.C3.B4le_d.27acier_.C3.A9tam.C3.A9http://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Corrosion_par_pile_de_concentration%23Corrosion_par_pile_de_concentrationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Corrosion_par_a.C3.A9ration_diff.C3.A9rentielle%23Corrosion_par_a.C3.A9ration_diff.C3.A9rentiellehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#G.C3.A9n.C3.A9ralit.C3.A9s_2%23G.C3.A9n.C3.A9ralit.C3.A9s_2http://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#L.27effet_Evans%23L.27effet_Evanshttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Corrosion_par_diff.C3.A9rence_de_concentration%23Corrosion_par_diff.C3.A9rence_de_concentrationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Les_piq.C3.BBres%23Les_piq.C3.BBreshttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#G.C3.A9n.C3.A9ralit.C3.A9s_3%23G.C3.A9n.C3.A9ralit.C3.A9s_3http://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Cas_de_l.27aluminium%23Cas_de_l.27aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Le_ph.C3.A9nom.C3.A8ne%23Le_ph.C3.A9nom.C3.A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Vitesse_de_propagation_de_la_piq.C3.BBre%23Vitesse_de_propagation_de_la_piq.C3.BBrehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Les_organismes_vivants%23Les_organismes_vivantshttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Ph.C3.A9nom.C3.A8nes_d.27interface%23Ph.C3.A9nom.C3.A8nes_d.27interfacehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Les_m.C3.A9thodes_d.27.C3.A9tude_de_la_corrosion_aqueuse%23Les_m.C3.A9thodes_d.27.C3.A9tude_de_la_corrosion_aqueusehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Etudes_en_laboratoire%23Etudes_en_laboratoirehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Suivi_in_situ%23Suivi_in_situhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Protection_contre_la_corrosion_aqueuse%23Protection_contre_la_corrosion_aqueusehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Annexes%23Annexeshttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Articles_connexes%23Articles_connexeshttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#Bibliographie%23Bibliographiehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#R.C3.A9f.C3.A9rences%23R.C3.A9f.C3.A9renceshttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=1http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=1http://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#column-one%23column-onehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse#searchInput%23searchInputhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Environnementhttp://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9talhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Eauhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Rouille_(oxyde)http://fr.wikipedia.org/wiki/Ferhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Acierhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Vert-de-grishttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cuivrehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Bronzehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Laitonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dissolutionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectrochimiehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Concentration_molairehttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89conomiehttp://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9talhttp://toggletoc%28%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Lacorrosiondes mtau consiste essentiellement en leur o#dation, !ui est un ? retour l'tatnaturel. @ )ependant, l'o#dation n'est pas ncessairement la combinaison d'un lment avecde l'o#g$ne.'une mani$re plus gnrale, il s'agit d'une raction chimi!ue au cours dela!uelle un composconsidr c$de deslectrons.

1ar eemple, le fers'o#de en prsence du dio#g$nede l'airpour former de l'hmatite&Be0=2( :

peut s'crire

L'hmatite peut donc Ctre dcrite comme uncristal ioni!ue&Be

2D

0, E

0%

2(, ce !ui n'est pas tout fait eact, mais donne une bonne approche du phnom$ne d'o#dation. Au cours de laraction, le fer perd des lectrons : on dit !u'il est oxyd. L'o#g$ne gagne de ce fait deslectrons : on dit !u'il est rduit.

La corrosion des mtau en milieu a!ueu rsulte de l'o#dationdu mtal, mais pasncessairement par le dio#g$ne de l'air !ui est dissout dans l'eau : l'o#dation peut galementse produire avec d'autres esp$ces chimi!ues, notamment des ions.

Lors!ue l'on plonge du fer dans une solution acide&pHF 9(, le fer se dissout avec undgagement de dih#drog$ne.*n fait, il s'agit l d'une version acclre de la corrosion en

milieu a!ueu :

Les ions Be2Dpassent alors en solution, et peuvent ventuellement se combiner avec l'o#g$nedissout dans l'eau et former de l'hmatite. )ette dissolution est favorise en milieu acide, maiselle est aussi possible dans une solution a!ueuse neutre &pHG 9( ou basi!ue &pHH 9( puis!uel'eau contient de toutes mani$res des ionsI2ED.

)ette dissolution dans l'eau par o#dation s'appelle corrosion gnralise.

L'o#dation peut aussi se produire sans dissolution. 1ar eemple, l'o#g$ne ragit avecl'aluminiumpour former une couche d'o#de &alumineAl0E2( J si cette couche est compacte etadhrente, elle prot$ge la pi$ce. En dit !ue le mtal est passi". Kne pi$ce passive continue se dissoudre, mais une vitesse etrCmement lente, la couche d'o#de dite ? passive @ fait uncran. La pi$ce est donc considre comme totalement protge contre la corrosion.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Compos%C3%A9_chimiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectronhttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectronhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ferhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Airhttp://fr.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9matitehttp://fr.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9matitehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cristal_ioniquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cristal_ioniquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Acidehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_hydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dihydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dihydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Compos%C3%A9_chimiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectronhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ferhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Airhttp://fr.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9matitehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cristal_ioniquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Acidehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_hydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dihydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Alumine


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iagramme potentiel%pI simplifi du fer 06)

La stabilit du fer dans l'eau dpend :

dupH, !ui dtermine la concentration d'ions I2EDdans l'eau J dupotentiellectri!ue de la pi$ce en ferpar rapport la solution, !ui dtermine la

capacit des lectrons !uitter le fer.

En peut ainsi tracer un diagramme potentiel%pH&E,pH(, en indi!uant les ones de stabilit dufer &Be(, les ones de stabilit de l'ion Be0D&ou ? ion fer MM @(, les ones de stabilit de l'ionBe2D&ou ? ion fer MMM @( et les ones de passivation. Ml s'agit donc d'une sorte de ? carte @, lesones dlimites par des fronti$res indi!uant les couples de valeurs &E,pH( pour les!uellesune esp$ce est stable. )e diagramme porte le nom de diagramme de 1ourbai, et peut Ctretrac pour tous les mtau.

1our savoir si un matriau est adapt un milieu, il suffit de regarder le diagramme de1ourbaide ce matriau. ;i le couple &E,pH( se situe dans une one de stabilit, le matriauest protg contre la corrosion gnralise.

Corrosion gal"anique #pile lectroc$imique% [modiier!

&nralits [modiier!

*emple de corrosion galvani!ue pour un assemblage de t4les aluminium et cuivre par unrivet sans isolation. Le potentiel de dissolution de l'aluminium tant infrieur celui ducuivre, il # a corrosion
http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_hydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Potentielhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ferhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Pourbaixhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Pourbaixhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Pourbaixhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Pourbaixhttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=2http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=2http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=3http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=3http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Corrosion_gavanique.pnghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Corrosion_gavanique.pnghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Diagramme_potentiel_pH_du_fer.PNGhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Diagramme_potentiel_pH_du_fer.PNGhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_hydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Potentielhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ferhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Pourbaixhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Pourbaixhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Pourbaixhttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=2http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=3


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Knepile lectrochimi!ueest cre lors!ue deu mtau de natures diffrentes sont mis encontact. Kn des mtau s'o#de et se dissout &anode(, tandis !ue sur l'autre mtal a lieu unerduction &cathode(, et ventuellement formation d'une couche de produits de raction &desesp$ces chimi!ues de la solution se rduisent et se dposent, notamment dp4t calco%magnsien(. En parle de corrosion gal"anique. )e phnom$ne epli!ue :

le principe de la ? protection cathodi!ue par anode sacrificielle @ : on cre une pilelectrochimi!ue !ui impose un sens de parcours au lectrons pour empCcher laraction de corrosion J l'anode se dissout &elle est sacrifie( et la cathode reste stable,elle est de plus parfois protge par une couche de produits de raction J

le principe de la ? protection cathodi!ue par courant impos @ : la place de l'anodesacrificielle, on peut imposer le sens de parcours des lectrons en tablissant unediffrence de potentiel entre la pi$ce et le milieu avec un gnrateur de tension, pareemple aliment par des panneau solaires J

pour!uoi lors!ue l'on met deu mtau diffrents en contact, l'un se corrode tr$srapidement.

)'est eactement le mCme t#pe de ractions chimi!ues !ui ont lieu dans une piled'alimentation lectri!ue, une batterie ou un accumulateur.

rincipe [modiier!

La pile de 7olta: le inc l'anode est consomm en librant des lectrons !ui alimentent lecircuit lectri!ue.

1our avoir une corrosion galvani!ue, trois conditions sont ncessaires :

/. Des mtaux de nature diffrentes: )'est la diffrence de potentiel de dissolution entreles deu mtau !ui provo!ue le phnom$ne. L'eprience montre !u'il faut unediffrence de potentiel de /== m7 pour voir appara3tre la corrosion.

0. La prsence d'un lectrolyteen gnral a!ueu : La prsence d'ions dans le milieua!ueu &eemple : eau de mer(, accl$re le phnom$ne. )e t#pe de corrosion peutgalement eister dans un milieu anh#dre mais ioni!ue comme l'ammonia!ue li!uide.

2. La continuit lectrique entre les deux mtaux: Le phnom$ne diminue tr$srapidement en loignant les deu mtau. Ml faut !u'il # ait transfert de chargeslectri!ues pour avoir le phnom$ne de corrosion.

La masse de mtal consomm est donne par la loi de Barada# :
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m: masse&g( (: masse atomi!uedu mtal n: valence&eemple : 2 pour l'aluminium(

): intensit lectri!ue&A( t: temps &s(

L'intensit est fonction de :

La nature de l'lectrol#te : elle augmente si le milieu est salin, polarisation : certains produits de corrosion peuvent faire obstacle et ralentir ou

blo!uer les ractions chimi!ues, la surface relative de la cathodeet de l'anode. En peut tablir le ratio suivant :

augmente si la surface de la cathode augmente etOou la surface de l'anode diminue. Lacorrosion galvani!ue sera donc tr$s importante si l'on a une grande cathode et une petiteanode.

*xemple : cas des bo+tes de conser"e en tle d'acier tam [modiier!

Kne t4le tame &fer%blanc( est une t4le d'aciersur la!uelle a t appli!ue une fine couched'tain&;n( pour la protger.

Le revCtement peut prsenter de lg$res discontinuits.

*n prsence d'eau le potentiel de dissolution du couple Be0DOBe est plus faible !ue celui ducouple ;n0DO;n. Ml # a donc une tr$s petite anode&Be( et une tr$s grande cat$ode&;n( ce !uientra3ne une corrosion galvanique rapideet une perforation de la bo3te de conserve.

)orrosion galvani!ue d'une t4le tame en milieu a!ueu, sur une discontinuit de la couched'tain, avec cration d'une pi!+re.

*n prsence d'acide citri!ue&fr!uent dans les li!uides alimentaires( par compleation dediffrents lments chimi!ues, la position relative des couples Be0DOBe et ;n0DO;n s'inverse.
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1ositions relatives des couples Be0DOBe et ;n0DO;n en milieu a!ueu et en milieu a!ueu Dacide citri!ue &li!uide alimentaire(.

Ml # donc dans ce cas une grande anode&;n( et une petite cat$ode&Be(, et dissolution parcorrosion de l'tain. Pais compte tenu du rapport de surface, cette dissolution estextrmement lenteet sur une tr$s grande surface, ce phnom$ne assurant la durabilit de la

bo3te de conserve.

)orrosion galvani!ue d'une t4le tame dans un li!uide alimentaire.

Corrosion par pile de concentration [modiier!

La corrosion par pile de concentration est un cas tr$s proche de la corrosion galvani!ue. Ladiffrence tient dans le fait !u'il # a corrosion sur une pi$ce de mCme mtal. Ml n'# a pascouplage de deu mtau de natures diffrentes. ;eule la concentration du fluide !ui baigne lemtal varie en concentration.

)e t#pe de corrosion a lieu sur une mCme pi$ce. *lle a lieu lors!ue la composition du milieuvarie. *n effet, lepotentiel lectrochimi!ueest dtermin par le couple matriauOmilieu, il

suffit !ue l'un des deu varie pour !ue le potentiel varie. 1ar eemple, si une pi$ce dans uncourant d'eau prsente une cavit, l'eau dans cette cavit stagne et sa composition volue avecles ractions chimi!ues d'o#do%rduction J par ailleurs, l'eau l'etrieur de la cavit estcontinuellement renouvele et garde la mCme composition, on peut donc avoir une pile !ui secre entre la cavit et l'etrieur de la pi$ce, donc une corrosion acclre.

En voit ici !u'une mCme pi$ce se comportera de mani$re diffrente en eau stagnante et en eaumouvante. ;i une canalisation prsente un coude franc, le li!uide l'etrieur du coude estmoins agit, il stagne, tandis !ue le li!uide l'intrieur du coude est agit, ce !ui peut aussi

produire une pile.

Corrosion par aration direntielle [modiier!
http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=6http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=6http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_%C3%A9lectrochimiquehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=7http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=7http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Acier_etame_E330.pnghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Acier_etame_E330.pnghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Fe_Sn_postion.pnghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Fe_Sn_postion.pnghttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=6http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_%C3%A9lectrochimiquehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=7


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&nralits [modiier!

L'eprience de *Qans

La corrosion par aration diffrentielle se produit lors!u'un mCme matriau est en contactavec deu milieu de teneurs en o#dant diffrentes. 1ar eemple, si un pi!uet est plant dansla terre ou la vase, la partie proche de la surface est en contact avec plus de dio#g$ne!ue la

partie profonde, il peut donc se crer une pile entre la partie profonde et la partie en surface.La corrosion par aration diffrentielle se rencontre aussi pour les pi$ces immerges, lors!uela concentration en dio#g$ne volue avec la profondeur. )'est parfois le cas des co!ues de

bateau. La couche d'eau proche de la surface est plus riche en o#g$ne !ue les couchesprofondes. Ml peut # avoir corrosion au niveau de la ligne de flottaison.

Le probl$me d'aration diffrentielle peut se poser lors!u'une pi$ce n'est peinte !u'en partie,ou lors!ue la peinture est ra#e.

-'eet *"ans [modiier!

L'eistence de la corrosion par aration diffrentielle a t dmontre en ralisant l'epriencesuivante :

eu lectrodes en acier strictement identi!ues sont plonges dans un bain salin &avec duchlorure de sodiumpar eemple(. )e bain est spar en deu moitis par une crami!ue !uilaisse passer les ions mais pas les molcules. )omme pour une pile, les deu lectrodes sontrelies par un conducteur lectri!ue. ans une moiti du bain, on fait barboter de l'o#g$neetdans l'autre de l'aote. Kn courant lectri!ue appara3t alors, la cathode tant du c4t o l'eauest plus riche en o#g$ne.

Corrosion par dirence de concentration [modiier!
http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=8http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=8http://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=9http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=9http://fr.wikipedia.org/wiki/Chlorure_de_sodiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diazotehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diazotehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=10http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=10http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Pile-Ewans.pnghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Pile-Ewans.pnghttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=8http://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=9http://fr.wikipedia.org/wiki/Chlorure_de_sodiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyg%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diazotehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=10


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)orrosion d'une t4le d'aluminium immerge par diffrence de concentration/

Le mCme phnom$ne est observable pour des diffrences de concentration d'autres lments.En aura le mCme phnom$ne !ue pour la pile d'*vans en supprimant le barbotage de ga et ena#ant des concentrations diffrentes de cations mtalli!ues dans cha!ue compartiment.

1our les t4les d'aluminium immerges, c'est la diffrence de concentration en ion chlorureentre le mnis!ue &o l'vaporation est plus importante( et l'eau plus profonde !ui peut

provo!uer la corrosion. Le phnom$ne tant renforc par le fait !ue les potentiels dedissolution sont plus importants si la lame d'eau est plus faible/. L'apparition de corrosiondans ce cas dpend des alliages. L'eprience montre !ue certains alliages ne prsentent pasde corrosion dans ce cas. )ette corrosion est d'ailleurs parfois appele corrosion la ligne desurface.

-es piqres [modiier!

&nralits [modiier!

La formation de piqresest un phnom$ne de corrosion !ui survient lors!u'une pi$ce estprotge contre la corrosion gnralise par un film passif&pas forcment(, souvent un o#deprotecteur&par eemple, acier ino#dable ou aluminium(.

Ml s'agit d'une corrosion localise. *n surface, on ne voit !u'un petit point, mais en dessous, il# une cavit bien plus importante. )eci entra3ne terme la perforation de la pi$ce et safragilisation.

La formation de pi!+res est un phnom$ne d'autant plus redout !u'il surprend l'utilisateur :celui%ci a pens la corrosion gnralise, il pense Ctre protg, et la trace etrieure decorrosion est !uasiment indtectable.

/canisme gnral

La pi!+re commence toujours par une rupture locale du film passif &l'o#de protecteur formsur le mtal( souvent au droit d'htrognits du mtal pr$s des!uelles le film est moinsstable % par eemple inclusions de t#pe sulfure pour les aciers ino#dables. *nsuite, la

propagation est entretenue par deu phnom$nes :
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% l'intrieur de la pi!+re est dpassiv et contient un milieu dsar, alors !ue l'etrieur estpassiv et en milieu ar. Ml se cre dont un effet de pile entre l'intrieur et l'etrieur, il s'agiten fait d'une corrosion galvani!ue localise.

% La rduction de l'o#g$ne l'etrieur de la pi!+re, sur le mtal passif, alimente l'o#dation

du mtal l'intrieur, ce !ui produit des cations mtalli!ues. Lors!ue la concentration encations augmente se produit une raction d'h#drol#se, par eemple pour les aciersino#dables : )r 2DD 2I 0E %%H )r&EI(2D 2 ID.

En voit !ue cette raction d'h#drol#se lib$re de l'acidit. La production de cations IDvaentra3ner la migration d'anions l'intrieur de la pi!+re afin de rtablir la neutralit lectri!ue,gnralement des chlorures, agressifs pour le mtal. L'addition de ces deu phnom$nesentra3ne donc la formation d'un milieu acide et concentr en chlorures, !ui son tour accl$rela propagation de la pi!+re. 1our les aciers ino#dables, des milieu de pI = et deconcentration en chlorures d'une mole par litre ont pu Ctre ainsi identifis dans les pi!+res,alors !ue le milieu eterne tait proche de la neutralit &pI 9( et peu charg en chlorures.

)ependant, au bout d'un certain temps, la corrosion ne s'accl$re plus car la cinti!ue devientcontr4le par la diffusion%migration des anions provenant de l'etrieur, alors !ue les chemin parcourir s'allonge en raison de la croissance de la pi!+re.

Cas de l'aluminium [modiier!

-e p$nom0ne [modiier!

;chma simplifi de la corrosion par pi!+re d'un alliage d'aluminium suivant 7argel0
http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=13http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=13http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=14http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=14http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:PiqureX200_2XXX.pnghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:PiqureX200_2XXX.pnghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Piqure_aluminium.pnghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Piqure_aluminium.pnghttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=13http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=14


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)oupe d'une pi!+re sur un alliage d'aluminium de la famille des 0===, Picroscope opti!ue,grossissement S0==(

L'aluminiumest naturellement recouvert d'une couche de protection, ou couche depassivation. Ml s'agit d'une couche d'o#deforme suivant la raction :

La tr$s forte ractivit de l'aluminium est due une valeur leve de l'nergie libre &%/896 TU(

La pi!+ration est provo!ue par la rupture du film d'o#de dans un milieu contenant pareemple des ions chlorure &)l%(. La pi!+ration est influence par le milieu dans le!uel setrouve l'aluminium : acide, nourriture. La composition de l'alliage peut galement rentrer enligne de compte. La prsence de cuivre dans l'alliage peut par eemple Ctre une cause de

pi!+ration. )ependant, le milieu etrieur est le facteur dominant2

Apr$s la rupture du film protecteur, l'aluminium nu devient une anode o se produit laraction d'o#dation suivante :

V la cathode sur la surface du mtal, nous avons les ractions suivantes :

lobalement, l'aluminium mtal se dissout pour former de l'h#dro#de d'aluminium&souventappel par erreur aluminedans le langage courant( suivant la raction :

(spect de surace d'un

alliage d'aluminium type

1222 a"ec des piqres decorrosion.

(spect de surace d'un

alliage d'aluminium type

1222 a"ec des piqres decorrosion #apr0s dcapage%

iqre #gros plan%

1i!+res avec l'h#dro#de1i!+re sans l'h#dro#de
http://fr.wikipedia.org/wiki/Alliages_d'aluminium_pour_corroyage#S.C3.A9rie_2000_.28aluminium_cuivre.29http://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Hydroxyde_d'aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Hydroxyde_d'aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Piqure3.jpghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Piqure3.jpghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Piqure1.jpghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Piqure1.jpghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Piqure0.jpghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Piqure0.jpghttp://fr.wikipedia.org/wiki/Alliages_d'aluminium_pour_corroyage#S.C3.A9rie_2000_.28aluminium_cuivre.29http://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Hydroxyde_d'aluminiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Alumine


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d'aluminiumros plan, la pustuled'h#dro#de d'aluminium est

bien visible

3itesse de propagation de la piqre[modiier!

La profondeur de la pi!+re augmente rapidement au dpart, puis la vitesse d'augmentationralentit avec le temps/:

d: profondeur de la pi!+re t : temps T : constante dpendant de l'alliage et des conditions &temprature, nature du fluide

etc.(

*n effet, dans le cas d'une pi!+re hmisphri!ue de ra#on r idale, la !uantit de mtal dissoutpendant un temps t est :

-es organismes "i"ants [modiier!

Nous avons vu !ue la corrosion rsultait de l'interaction entre la pi$ce manufacture et

l'environnement. Eutre les proprits chimi!ues et ph#si!ues de l'environnement, la prsenced'organismes vivants influe galement sur la corrosion.

*n effet, le mtabolismedes organismes peut modifier localement la composition chimi!ue l'interface de la pi$ce, et donc crer une corrosion localise. )'est notamment le cas des

bactries sulfato%rductrices &>;R(. Les crustacs, !ui se fient sur les co!ues de bateau etles piliers immergs, peuvent aussi poser probl$me, c'est la raison pour la!uelle on utilise des

peintures anti%fouling.

La protection contre la corrosion peut aussi avoir un impact ngatif sur l'environnement, enlibrant des substances toi!ues. )'est ainsi !ue les peintures anti%rouille au minium ont t

abandonnes. La teneur en inc due la dissolution des anodes sacrificielles peut aussi poserprobl$me, c'est la raison pour la!uelle on travaille de plus en plus vers des solutions deprotection cathodi!ues par courant impos.

Le probl$me de l'interaction entre le mtal et le milieu vivant se pose aussi dans le casd'implants et de proth$ses, notamment pour les soins dentaires &plombages, couronnes(, les

proth$ses articulaires &par eemple proth$se de hanche(, et les broches, pla!ues et vis poses titre provisoire ou permanent pour soigner certaines fractures et luations. En utilise engnral comme matriau descrami!ueset du titane.

$nom0nes d'interace[modiier!
http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=15http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=15http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=16http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=16http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9tabolismehttp://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9tabolismehttp://fr.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9ramiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9ramiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Titanehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=17http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=17http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=15http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=16http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9tabolismehttp://fr.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9ramiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Titanehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=17


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La corrosion est un phnom$ne d'interface &contact entre la surface de la pi$ce etl'environnement(. Wout ce !ui modifie les proprits de l'interface peut avoir une influence surla corrosion.

Notamment, la circulation d'eau provo!ue un renouvellement de la solution, et modifie le

transfert des esp$ces dans la solution &diffusion(. La prsence de particules &par eemplegrains de sable( peut crer une rosion !ui ra#e la couche protectrice &corrosion%rosion(. ;il'on met la pi$ce en etension, on modifie l'nergie d'interface, donc l'adsorptiondes esp$ces,donc les ractions chimi!ues pouvant avoir lieu &corrosion sous contrainte(.

-es mt$odes d'tude de la corrosion aqueuse [modiier!

*tudes en laboratoire [modiier!

Nous avons vu !ue les principau facteurs de la corrosion des mtau en milieu a!ueu sont

la temprature, lepHet le potentiel lectrochimi!ue, et !ue la corrosion impli!ue unecirculation d'lectrons. L'tude de la corrosion va donc se faire par suivi dupHavec unpI%m$treet de la temprature avec un thermom$tre, ou bien en les imposant en ma3trisant lacomposition de la solution et sa temprature pour des tudes ex situ&c'est%%dire enlaboratoire(.

1our le suivi du potentiel, on utilise un voltm$tre reli d'un c4t la pi$ce mtalli!ue, et del'autre une lectrode de rfrence, en gnral une lectrode au calomel sature en )l&*);(% en fait, en raison de la prcision ncessaire, on utilise un appareil appel ? potentiom$tre @!ui poss$de d'autres fonctions. )e montage permet de mesurer le ? potentiel d'abandon @,c'est%%dire le potentiel pris naturellement par la pi$ce tudie par rapport la solution, on

peut ainsi dterminer si la pi$ce est passive ou au contraire se corrode. Le suivi du courantpermet de mesurer la vitesse de corrosion. 1our cela, il faut une troisi$me lectrode. En utiliseainsi une lectrode inerte, par eemple en graphite ou en platine.

Eutre ces mthodes passives, on peut imposer un potentiel ou un courant et voir comment les#st$me se comporte. *n effet, les phnom$nes de corrosion mettent en Xuvre des ractionsd'o#do%rduction, mais aussi des phnom$nes de diffusion et d'adsorption. En peutmodliser la relation entre le courant de corrosion et le potentiel par un circuit RL)J ainsi, enenvo#ant des perturbations sinusoYdales et en regardant la rponse du s#st$me, on peut dfinirune impdanceZ, et dduire de cette impdance les phnom$nes !ui ont lieu.

1our simuler la circulation d'eau, on peut bien s+r emplo#er une pompe pour crer un flulaminaire, mais on peut aussi faire tourner la pi$ce, la vitesse de rotation s#mbolisant lavitesse de circulation de l'eau. En s'loigne ainsi des conditions ? relles @, mais en revanche,on ma3trise mieu la vitesse, et l'on peut ainsi envo#er des perturbations sinusoYdales lavitesse de rotation et dterminer une impdance de rotation &c'est%%dire regarder la variationde potentiel et de courant en fonction de la variation de la vitesse(, ce !ui donne acc$s d'autres param$tres, notamment ce !ui concerne la diffusion dans le li!uide.

Les techni!ues perturbatoires ont un inconvnient majeur : il faut imposer les conditions depotentiel au s#st$me, de ce fait, il ne se comporte pas de mani$re ? naturelle @. 1our viter

cela, on peut mesurer les fluctuations naturelles du potentiel et du courant, ce !ue l'on appellele ? bruit lectrochimi!ue @, et en dduire de mCme une impdance.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Adsorptionhttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=18http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=18http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=19http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=19http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_hydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_hydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/PH-m%C3%A8trehttp://fr.wikipedia.org/wiki/PH-m%C3%A8trehttp://fr.wikipedia.org/wiki/PH-m%C3%A8trehttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectrode_au_calomel_satur%C3%A9e_en_KClhttp://fr.wikipedia.org/wiki/ECShttp://fr.wikipedia.org/wiki/Circuit_RLChttp://fr.wikipedia.org/wiki/Imp%C3%A9dance_(%C3%A9lectricit%C3%A9)http://fr.wikipedia.org/wiki/Adsorptionhttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=18http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Corrosion_aqueuse&action=edit&section=19http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_hydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/PH-m%C3%A8trehttp://fr.wikipedia.org/wiki/PH-m%C3%A8trehttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectrode_au_calomel_satur%C3%A9e_en_KClhttp://fr.wikipedia.org/wiki/ECShttp://fr.wikipedia.org/wiki/Circuit_RLChttp://fr.wikipedia.org/wiki/Imp%C3%A9dance_(%C3%A9lectricit%C3%A9)


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Les mthodes ci%dessus sont globales, elles donnent des valeurs mo#ennes sur la pi$ce. Er, onsait !ue les phnom$nes de corrosion sont tr$s souvent localiss. 1our mesurer le potentiel, on

peut utiliser une lectrode a#ant la forme d'une fine aiguille et faire une cartographie depotentiel. En peut ainsi dtecter des ones anodi!ues et des ones cathodi!ues sur une pi$ce,par eemple dans les phnom$nes de pi!+ration. )ette techni!ue est appele ;R*W &scanning

reference electrode technique(, ou ;7*W &scanning vibrating electrode technique( si la pointevibre.

)ertains phnom$nes produisent des sons, par eemple la cration de bulles d'h#drog$ne. Enpeut aussi faire un suivi de corrosion en enregistrant ces sons.

Sui"i in situ[modiier!

Ml est aussi ncessaire de suivre la corrosion sur des installations industrielles ou portuaires,afin d'effectuer de la maintenance prventive et d'viter les accidents. Eutre l'inspectionvisuelle, on peut suivre in situl'volution du potentiel et ou du courant et en dduire l'tat dela pi$ce. Pais on peut aussi utiliser des mesures macroscopi!ues, comme des mesuresd'paisseur de pi$ces &pi$ces fonctionnelles ou tmoins de corrosion(. En peut aussi chercherdes cavits &par eemple des pi!+res( avec des ultrasons.

rotection contre la corrosion aqueuse [modiier!

1our protger les mtau corrodables mouills, on a le choi d'isoler ces mtau de l'eau avecde lapeinture,de les recouvrir de mati$re plasti!ueou d'effectuer une o#dation anodi!uechromi!ue colmate &alliage d'aluminium uni!uement(. En peut aussi utiliser la1rotectioncathodi!uesoit avec une anode sacrificielledite anode ractive, soit en utilisant un dispositif

courant impos.

(nnexes [modiier!

(rticles connexes [modiier!

)orrosiono Corrosion aqueuseo )orrosion atmosphri!ueo )orrosion sous contrainteo Batigue%corrosiono )orrosion haute temprature

4ibliograp$ie [modiier!

-A;P


14/14

Le comportement de l'aluminium et des ses alliages& hristian argel& Dunod ()*)&

+",- ./01/0(00*2/1 !luminium ie3ed from 4ithin, .Altenpohl, Aluminium%7erlag, Zsseldorf, /N 2%9=/9%/2%2

5rences [modiier!

/. [a b c orrosion de l'aluminium,)hristian 7argel, 0d. unod 0==0,M;>N 0%/=%==868

Documents

Corrosion Aqueuse