Avant- Propos 03
sommaire 05
Chapitre 1 : Introduction à la corrosion des métaux 11
1. Introduction 12
2. Généralités sur le phénomène de corrosion 12
2.1 Définition de corrosion 12
2.2. Cause de la corrosion 13
2.3. Les facteurs de la corrosion 13
2.4. Les paramètres influençant sur la vitesse de corrosion 14
2.4.1. L'acidité 14
2.4.2. La salinité 14
2.4.3. La température 15
2.5. Approche économique et phénoménologique 15
2.6. Les types de corrosion 16
2.6.1.Corrosion chimique 16
2.6.2. Corrosion biochimique 16
2.6.3. Corrosion électrochimique 16
2.7. Formes de corrosion électrochimique 17
2.7.1 Corrosion uniforme 18
2.7.2 Corrosion localisée 18
Exercices 27
Corrigés 71
Chapitre 2 : Thermodynamique de la corrosion
35
électrochimique
1.Introduction 36
2.Définition 36
2.1.Réaction d’oxydoréduction (Redox) 36
2.2.L′oxydant 37
2.3. Le réducteur 37
2.4. La conduction électrique 37
2.5. Conducteur électrique
2.5.1. Conducteurs électronique 38
2.5.2. Conducteurs ioniques 38
2.6. Syst` eme ´ électrochimique 38
2.7.Electrode 38
3.Cellule électrochimique 39
3.1. Cellule électrochimique galvanique 40
3.2. Cellule électrochimique électrolytique 41
3.3. Les accumulateurs 42
4. Etudes des piles 43
4.1. Pile de Daniell 43
4.2. La pile saline (Leclanché) 46
4.3. La pile à combustible 47
5. Interface métal / électrolyte 49
5.1. Modèles de la double couche électronique 50
5.1.1. Modèle de Helmholtz (1879) 50
5.1.2. Modèle de Gouy-Chapman (1913) 50
5.1.3. Modèle de Stern (1924) 51
6. Energie mise en jeu dans une réaction électrochimique 52
6.1. Potentiel chimique 52
6.1.1. Définition 52
6.1.2. Grandeurs partielles 53
6.1.3. Constante d’équilibre d’une réaction 55
6.2.Potentiel électrochimique 57
6.2.1.Définition 57
6.2.2. Equilibre d’un systeme electrochimique 58
7.Thermodynamique des réactions de corrosion 58
7.1. Potentiel d’électrode 58
7.2. Potentiel ’équilibre d’une électrode (potentiel réversible) 58
7.3. Equation de nernst d'une réaction d'électrode 60
7.4 Equation de Nernst pour un système redox 64
7.5. Force électromotrice d′une pile (f.é.m.)
7.6. Mesure potentiels d’électrode 67
7.6.1.Electrodes de référence 68
7.7. Potentiel de corrosion 72
7.8. Variation du potentiel de corrosion en fonction du temps 7.9. Prévision thermodynamique des réactions de corrosion 7.9.1. Prévision quantitative 75
7.9.2. Prévision qualitative 77
8. Diagrammes de Pourbaix 77
8.1. Principe de construction des diagrammes E-pH 8.2.Domaines de prédominance (DP) ou d’existance (DE) 8.3. Diagramme de stabilité de l’eau 8.4.Diagramme de Pourbaix (Potentiel-pH) relatif au fer en milieu
74
75
79
81
86
89
aqueux (Fe-H2O).
Exercices 92
Corrigés 99
Chapitre 3 : Cinétique de la corrosion Electrochimique 117
1.Introduction 118
2. Définition 118
2.1.La vitesse d’une réaction électrochimique 118
2.2. Electrodes simples 119
2.3. Potentiel au repos 119
2. 4. La surtension (η) 120
2.5. Electrode mixte 120
2.6. La polarisation 121
3.Courbes de polarisation 121
3.1. Des courbes de polarisation potentiostatiques:I= f (E) 122
3.2. Des courbes de polarisation galvanostatiques : E = f (I) 123
4.Equation de Butler-Volmer 125
5. Droites de Tafel 126
6.Diagramme d’Evans 129
7.Mesure de la vitesse de corrosion 131
7.1. Essais par immersion 131
7.2. Méthode électrochimique
7.2.1. Evaluation de la vitesse de corrosion par Extrapolation des
droites de Tafel 134
7.2.2. Evaluation de la vitesse de corrosion par la mesure de
résistance de polarisation 134
7.3. Les essais électrochimiques 136
7.3.1 Les méthodes stationnaires 136
7.3.2 Techniques électrochimiques transitoires 137
7.3.2.1. Spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) 138
7.3.2.2.La voltamètrie 140
7.3.2.3.Méthodes d’impulsions potentiostatiques 141
7.3.2.4. Méthodes d’impulsions galvanostaiques 142
Exercices 144
Corrigés 148
Chapitre 4 : protection des métaux contre la corrosion 1 .Introduction 154
2.Moyens de protection contre la corrosion 155
2.1.Prévention par une forme adaptée des pièces 155
2.1.1.Zones humides 156
2.1.2. Contraintes 156
2.1.3. Ecoulement des fluides 157
2.1.4. Endroits inaccessibles 158
2.1.5. Contact entre matériaux différents 158
2.2. Prévention par un choix judicieux des matériaux 160
2.2.1.Résistance des alliages à la corrosion 160
2.2.1.1Aciers au carbone et aciers inoxydables 161
2.2.1.2.Alliage de nickel 162
2.2.1.3. Alliages de cuivre 162
2.2.1.4. Alliages d'aluminium 163
2.2.1.5. Alliages de titane 164
2.3. Protection par revêtement 165
2.3.1. Protection Par Revêtement Métallique 166
2.3.1.1. Les revêtements cathodiques 166
2.3.1. 2. Les revêtements anodiques 166
2.3.2. Techniques de revêtement métallique 167
2.3.2.1.Immersion dans un bain fondu 167
2.3.2.2. Les dépôts électrolytiques
2.3.2.3. Les dépôts chimiques (ou auto- catalytiques) 168
2.3.2.4. Les dépôts en phase vapeur 169
2.3.2.5. Les dépôts par projection à chaud 171
2.3.3. Revêtement inorganiques non métalliques 171
2.3.3.1. Les couches de conversion 171
2.3.4. Les revêtements organiques 173
2.3.4.1. Les peintures et vernis 173
2.3.4.2. Les bitumes 174
2.3.4.3. Les revêtements polymériques 174
2.3.5. Choix d'un revêtement de protection 175
2.4. La protection par les inhibiteurs de corrosion 177
2.4.1.Les propriétés des inhibiteurs 178
2.4.2.Classification des inhibiteurs 178
2.4.2.1.Classement des inhibiteurs selon leur domaine d'utilisation 179
2.4.2.2. Classement selon la réaction partielle 179
2.4.2.3.L’inhibition par mécanisme réactionnel 182
2.5.Nature des inhibiteurs 183
2.5.1.Les inhibiteurs organiques 183
2.5.2.Les inhibiteurs inorganiques (minéraux) 184
2.6.Mécanismes et principes d’action 184
2. 7. L’efficacité d’un inhibiteur de corrosion 185
2.8. Méthodes d'étude des inhibiteurs de corrosion 185
2.9. Alternatives des inhibiteurs de corrosion verts 186
2.10.La protection électrochimique 187
2.10.1.La protection cathodique (PC) 188
2.10.2.La protection anodique (PA) 192
3. Phénomènes de passivité des métaux et métaux passivables 194
Exercices 196
Corrigés 198
Réferences bibliographiques
