ETUDE PAR DES METHODES ELECTROCHIMIQUES DU PROCESSUS DE CORROSION D'UN ACIER AU CARBONE EN CONTACT AVEC UNE SOLUTION DESAEREE DE CHLORURE D'AMMONIUM SATUREE EN H::(2)S. EVALUATION DE L'EFFET INHIBITEUR DE L'HEXADECYL-2-IMIDAZOLINE ET DE L'HEXADECYL-2-IMIDAZOLE PAR DES MESURES ELECTROCHIMIQUES ET PAR LA DETERMINATION DES TENSIONS INTERFACIALES

L’objet de ce travail est de comprendre les mécanismes de corrosion par piqûres d’un acier faiblement allié (S235) dans une solution aqueuse aérée de NaHCO3/NaCl et d’étudier l’effet de deux inhibiteurs de corrosion (HPO42- et NO2-) sur la résistance à la piqûration de l’acier. La Piqûration de l’acier a été étudiée en couplant des mesures électrochimiques et des analyses spectroscopiques. Un suivi in situ de l’activité électrochimique des piqûres, a été réalisé par imagerie électrochimique à électrode vibrante (SVET). La microspectroscopie Raman a permis d’identifier puis de suivre, in situ, l’évolution des produits de corrosion au cours du temps. En parallèle, une étude chimique de synthèse et d’oxydation des produits de corrosion susceptibles de se former dans les piqûres a été effectuée dans des conditions expérimentales similaires à celles régnant dans les piqûres. La caractérisation, in situ, des produits de corrosion formés dans les piqûres a montré que le premier produit de corrosion formé est un carbonate de fer FeCO3 appelé sidérite. L’action oxydante du dioxygène dissous présent dans la solution conduit à une transformation de la sidérite en rouille verte carbonatée, qui est ensuite elle-même oxydée en goethite. Ces résultats semblent montrer qu’il existe une relation significative entre la nature des produits de corrosion formés et le processus de développement des piqûres. En effet, la formation de sidérite et de rouille verte signe un développement rapide des piqûres, alors que la formation de composées ferriques est associée à un ralentissement du développement des piqûres et à une accélération de leur repassivation. La même démarche a été réutilisée pour l’étude de l’effet des ions HPO42- et NO2- sur le processus de piqûration de l’acier étudié. L’inhibition de la piqûration par l’ion HPO42- se traduit par une diminution de la proportion de la sidérite formée au profit d’un phosphate de fer (la vivianite), produit connu être plutôt protecteur. Pour des concentrations élevées en HPO42-, la formation exclusive de la vivianite conduit à une meilleure protection contre la piqûration. Pour l’ion NO2-, l’effet inhibiteur semble provenir de la formation d’un complexe de Fe(III) [Fe(H2O)6]3+. En effet, la caractérisation des produits de corrosion formés dans les piqûres en présence de l’ion nitrite a donné le complexe [Fe(H2O)6]3+ avec une faible proportion de la sidérite. L’ion NO2-, connu pour son action oxydante, réduit énormément la quantité de sidérite formée dans les piqûres et oxyde rapidement le Fe(II) dissous, conduisant à des complexes de Fe(III) probablement précurseurs des oxydes de Fe(III) constitutifs du film passif.

Ce travail porte sur l’inhibition de la corrosion d’un acier au carbone dans une solution de NaCl 200 mg.L-1 par une formulation inhibitrice non toxique utilisée pour le traitement des eaux des circuits de refroidissement. Elle est constituée d’amines grasses (AG) et de sébaçate de sodium (SS). Le tracé des courbes de polarisation et la spectroscopie d’impédance électrochimique ont été utilisées afin de caractériser le mode d’action de chaque inhibiteur et d’optimiser les concentrations de chacun des composés dans le mélange. Un maximum d’efficacité a été obtenu en présence de 50 mg.L-1 AG + 1,5 g.L-1 SS. Un mécanisme d’adsorption coopérative des deux composés explique l’effet de synergie observé. Le film inhibiteur est constitué d’un mélange d’oxyde/hydroxyde de fer incorporant les molécules organiques. La détermination des énergies de surface a confirmé la mécanisme d’adsorption coopérative proposé à partir des mesures électrochimiques

CE TRAVAIL A ETE CONSACRE A L'ETUDE DE L'INHIBITION DE LA CORROSION D'UN ACIER AU CARBONE DANS UNE SOLUTION AEREE DE CHLORURE DE SODIUM PAR L'ASSOCIATION DU CHLORURE DE ZINC ET D'UN ACIDE PHOSPHONIQUE. L'ETUDE A ETE REALISEE A L'AIDE DE MESURES ELECTROCHIMIQUES ASSOCIEES A DES ANALYSES DE SURFACE POUR DETERMINER LE MECANISME D'ACTION ET OBTENIR UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DU FILM FORME SUR LA SURFACE DE L'ACIER. LA COMPARAISON DE L'ACTION INHIBITRICE DU CHLORURE DE ZINC, DE L'ACIDE PHOSPHONIQUE ET D'UN MELANGE CONTENANT CES DEUX COMPOSES A REVELE UNE AMELIORATION TRES IMPORTANTE DE LA PROTECTION DANS LE CAS DU MELANGE ET CE, POUR UNE VALEUR PLUS FAIBLE DES CONCENTRATIONS DES COMPOSES DANS LE MELANGE PAR RAPPORT A LA CONCENTRATION DES COMPOSES TESTES SEPAREMENT. LES RESULTATS OBTENUS A TRAVERS LES ETUDES REALISEES POUR DIFFERENTES VALEURS DU PH, ONT MONTRE QUE L'ACTION ANODIQUE DU MELANGE EST APPORTEE PAR L'ACIDE PHOSPHONIQUE QUI EST CAPABLE DE COMPLEXER LES IONS DIVALENTS. L'ACTION CATHODIQUE EST LIEE A LA PRESENCE DU CHLORURE DE ZINC QUI CONDUIT A LA PRECIPITATION DE L'HYDROXYDE DE ZINC SUR LES ZONES CATHODIQUES. LES DIAGRAMMES D'IMPEDANCE ELECTROCHIMIQUE ET LES COURBES DE POLARISATION OBTENUS POUR LE MELANGE INHIBITEUR ONT MONTRE QUE LES REACTIONS QUI SE PRODUISENT A L'INTERFACE NE SONT PAS CONTROLEES PAR LE TRANSPORT DE MATIERE. LE FILM INHIBITEUR EST RELATIVEMENT COMPACT, FIN ET IMPERMEABLE A LA DIFFUSION IONIQUE OU MOLECULAIRE. LA CORROSION SE PRODUIT SUR LES DEFAUTS DU FILM OU DE LA SURFACE DE L'ACIER. L'ANALYSE DU FILM FORME A LA SURFACE DE L'ACIER PAR XPS A MONTRE QU'IL ETAIT HOMOGENE EN COMPOSITION ET FORME DE ZN, P, CL ET O. LE SPECTRE INFRAROUGE EN INCIDENCE RASANTE A REVELE LA REACTION DE L'ACIDE PHOSPHONIQUE AVEC L'HYDROXYDE DE ZINC POUR FORMER UN SEL METALLIQUE

LA MAJEURE PARTIE DE CE TRAVAIL A ETE EFFECTUEE EN MILIEU NACL 3% OU L'ON A MENE, A L'AIDE D'UNE ELECTRODE A DISQUE TOURNANT, UNE ETUDE A CARACTERE FONDAMENTAL DES PROCESSUS DE TRANSFERT DE CHARGE - PAR MESURES D'IMPEDANCE ELECTROCHIMIQUE - ET DE TRANSPORT DE MATIERE - PAR MESURE DE L'IMPEDANCE ELECTROHYDRODYNAMIQUE. LES RESULTATS OBTENUS METTENT EN EVIDENCE L'EXISTENCE D'UN FILM PROTECTEUR RELATIVEMENT COMPACT ET EPAIS DEPOSE A LA SURFACE DU METAL. EN OUTRE, UNE ETUDE EFFECTUEE A L'AIDE D'UN MODELE EXPERIMENTAL CONSTITUE D'UN FILM POLYMERE ELECTRODEPOSE SUR UN DISQUE DE PLATINE A PERMIS DE VERIFIER LE BIEN FONDE DE CETTE INTERPRETATION ET PAR LA MEME DE PROPOSER UN MODELE DE COUCHE SUSCEPTIBLE DE SIMULER L'ACTION INHIBITRICE DU COMPOSE. LE MEME TYPE D'APPROCHE A ETE ENTREPRIS EN MILIEU NACL 200 MG.1**(-1) PLUS REPRESENTATIF DES EAUX NATURELLES; BIEN QUE LA FAIBLE CONDUCTIVITE DE CE MILIEU N'AIT PAS PERMIS UNE ETUDE A CARACTERE AUSSI FONDAMENTAL, IL A ETE MONTRE QUE, D'UN POINT DE VUE PHENOMENOLOGIQUE, LE COMPORTEMENT DE L'INHIBITEUR ETAIT IDENTIQUE A CELUI AFFICHE EN MILIEU NACL 3%