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~ 1 ~ INTRODUCTION La corrosion sous toutes ses formes constitue un enjeu majeu

~ 1 ~ INTRODUCTION La corrosion sous toutes ses formes constitue un enjeu majeur pour nos civilisations industrielles pour plusieurs raisons. On estime que chaque année, le quart de la production d'acier est détruit par la corrosion, ce qui correspond environ à 150 millions de tonnes par an ou encore 5 tonnes par seconde. La maîtrise des processus de dégradation des matériaux permet sans nul doute de réduire significativement les coûts d’entretien des installations. Concevoir une pièce revient non seulement à assurer des propriétés d’usage, mais encore à garantir une durée d’utilisation. Cette durée de vie est souvent limitée par les interactions avec l’environnement chimique, d’où l’importance de la corrosion dans des domaines aussi variés que l’automobile, l’aéronautique, le nucléaire, le génie chimique ou le génie civil. On pourrait écrire un traité de corrosion à partir des situations dans lesquels le phénomène est d’une importance centrale, car la corrosion est un domaine bien plus vaste qui touche toutes sortes de matériaux (métaux, céramiques, polymères…) dans des environnements variables (milieu aqueux, atmosphère, hautes températures). Mais comme le disait Voltaire, « Le secret d’ennuyer est celui de tout dire ». Cet exposé traitera de la corrosion des métaux dans le milieu atmosphérique en absence de liquide et à haute température appelée : corrosion sèche. Pour bien mener cet exposé, nous présenterons d’abord la corrosion, ensuite la corrosion sèche et enfin les moyens de protection contre la corrosion. Figure 2 : Chaines rouillées (source : cac-France.com) Figure 1 : Wagons rouillés (source : freepik.com) ~ 2 ~ I. GÉNÉRALITÉ I.1. LA CORROSION La corrosion, du latin ‘’corrodere’’, signifie ronger, attaquer. C'est une destruction non voulue des métaux sous l'action de milieux corrosifs (agents atmosphériques ou réactifs chimiques). La norme ISO 8044 définit la corrosion comme suit : La corrosion est une interaction physico-chimique entre un métal et son environnement entraînant des modifications dans les propriétés du métal et souvent une dégradation fonctionnelle du métal lui-même, de son environnement ou du système technique constitué par les deux facteurs… Elle est dite à haute température lorsque les agents oxydants ne sont pas en solution. Elle est dite humide dans le cas contraire. Les exemples les plus connus sont les altérations chimiques des métaux dans l'eau (avec ou sans oxygène), tels que :  La rouille du fer et de l'acier.  La formation de vert-de-gris sur le cuivre et ses alliages (bronze, laiton). I.2. CORROSION, UN PHENOMENE NATUREL Dans le domaine des métaux, la corrosion est en fait un phénomène naturel qui à quelques rares exceptions près, telles l’or, la famille du Platine ou le fer des météorites, fait revenir le métal à son état naturel qui est celui d’oxyde. À l'état naturel, les métaux existent sous forme d'oxyde dans les minerais, la métallurgie primaire consistant justement à faire la transformation oxyde → métal (réduction). Les métaux ont donc une tendance à retourner à leur état naturel, celui d'oxyde. La corrosion est en quelque sorte ce retour, une transformation métal → oxyde (oxydation) ; l’inverse de la métallurgie. ~ 3 ~ I.3. FACTEURS DE LA CORROSION Les phénomènes de corrosion dépendent de plusieurs facteurs qui peuvent être classés en quatre groupes principaux tels que les :  Facteurs relatifs au milieu et définissant le mode d’attaque,  Facteurs métallurgiques,  Facteurs définissant les conditions d'emploi,  Facteurs dépendant du temps. Tous ces facteurs sont représentés sur le tableau suivant : Tableau 1 : Différents facteurs de corrosion (Source : Cours Hakim Bensabra) Facteurs relatifs au milieu et définissant le mode d’attaque Facteurs métallurgique Facteurs définissant les conditions d’emploi Facteurs dépendant du temps -Concentration du réactif -Teneur en oxygène -Teneur en impureté -pH du milieu -Addition d’Inhibiteurs -Température -Pression -Composition de l’alliage -Procédé d’élaboration -Impureté Traitement thermique -traitement mécanique -Addition protectrice -État de surface -Forme des pièces -Sollicitation mécanique -Emploi d’inhibiteur -Procédé d’assemblage -Vieillissement -Tension mécanique -Température -Modification des revêtements protecteurs ~ 4 ~  Concentration du réactif Le milieu corrodant dans lequel baigne le métal agit d'abord par sa nature même (acide, basique, salin) et aussi par la pression, concentration, pureté, température, viscosité, état de repos ou d'agitation.  Influence de l’état de surface L'état de surface des pièces joue un rôle très important sur- le comportement du métal vis-à-vis de la corrosion, car la corrosion étant le résultat de l'action que développe à la surface du métal un liquide ou un gaz. Le degré de finition, les trous, les rayures servent souvent d'amorce la corrosion qui se développe facilement. Il semble aussi que l'orientation de la surface dans le milieu corrodant joue aussi un rôle, ainsi que le rayon de courbure des pièces.  Procédés d’assemblage Toute hétérogénéité peut provoquer une corrosion accélérée ; ainsi l’assemblage de deux pièces de métaux différents même si ce n’est qu’un même métal mais traité différemment pourra causer une corrosion accélérée. La forme et les traitements telles que les soudures, les vissages ont aussi un rôle primordial. II. PRINCIPAUX FORMES ET PROCESSUS DE CORROSION II.1. CORROSION UNIFORME Il y a corrosion uniforme si toute la surface du métal est attaquée de la même façon et s'il n'y a pas de circulation d'électrons au sein du métal. Cela suppose que le métal a une surface parfaitement homogène et que le mélange réactionnel à son contact soit lui aussi parfaitement homogène. La corrosion uniforme se définit alors comme étant une altération uniforme des surfaces, sans entraîner une diminution importante de la résistance mécanique. C'est la plus franche des corrosions ~ 5 ~ Figure 3 : Corrosion uniforme sur plaque d’acier (source : depositphotos.com) II.2. CORROSION LOCALISEE OU DIFFERENTIELLE (ZONALE) Cela suppose une hétérogénéité quelconque. Il y a corrosion différentielle lorsque l'attaque s'exerce de façon différente en deux zones de la surface du métal. Ce mode de corrosion est le mode le plus fréquent et le plus ennuyeux car il vise uniquement certaines zones bien distingues du matériau, on distingue plusieurs types, à savoir : II.2.1-La corrosion galvanique (bimétallique) La corrosion galvanique ou bimétallique peut se définir simplement par l'effet résultant du contact de deux métaux ou alliages différents dans un environnement corrosif conducteur. Ce contact conduit à la formation d’une pile électrochimique entre les deux métaux ou alliage. Le métal le moins résistant, moins noble, se dégrade et sa dégradation s’intensifie avec le temps. Figure 4 : Corrosion galvanique résultante d’un assemblage de deux métaux différents : robinet en cuivre et conduite en acier galvanisé (Source : Cours Hakim Bensabra (CPM).pdf) ~ 6 ~ II.2.2-La corrosion caverneuse (par crevasse) Cette forme d'attaque est généralement associée à la présence de petits volumes de solution électrolytique stagnante dans des interstices, sous des dépôts et des joints, ou dans des cavernes ou crevasses, par exemple sous les écrous et têtes de rivets. Le sable, la poussière, le tartre, les produits de corrosion sont autant de corps solides susceptibles de créer des zones dans lesquelles le liquide n'est que difficilement renouvelé. Ce phénomène concerne tous les matériaux. C'est aussi le cas des joints en matériau souple, poreux ou fibreux (bois, plastique, caoutchouc, ciment, amiante, tissus, etc.). Figure 5 : Aspect et mécanisme d’attaque de la corrosion caverneuse (Source : Cours Hakim Bensabra (CPM).pdf) II.2.3-La corrosion par piqûres C’est une forme de corrosion qui se produit par certains anions, notamment les ions chlorures, sur les métaux dit « passivables » (aluminium, chrome, cobalt, cuivre, acier inoxydable, acier dans le béton, etc.) qui sont protégés par un film d’oxyde passif. Cette forme de corrosion est particulièrement insidieuse, l'attaque se limite à des piqûres, très localisées et pouvant progresser très rapidement en profondeur, alors que le reste de la surface reste indemne. L'installation peut être perforée en quelques jours sans qu'une perte de poids appréciable de la structure apparaisse. ~ 7 ~ Figure 6 : Corrosion par piqûre de l’aluminium (Source : Cours Hakim Bensabra (CPM).pdf) II.2.4-La corrosion intergranulaire La corrosion intergranulaire est une attaque sélective aux joints de grains ou à leur voisinage immédiat, alors que le reste du matériau n'est pas attaqué. L'alliage se désagrège et perd toutes ses propriétés mécaniques. Cette forme de corrosion est due soit à la présence d'impuretés dans le joint, soit à l'enrichissement (ou l'appauvrissement) local en l'un des constituants ou bien à la précipitation des phases et combinaisons chimiques lors d’un traitement thermique (martensite, nitrures, carbures, etc.). Figure 7 : Corrosion au niveau des joints de grains d’une structure métallique (Source : Cours Hakim Bensabra (CPM).pdf) ~ 8 ~ II.2.5-La corrosion sélective Comme son nom l'indique, ce mode de corrosion se traduit par la dissolution sélective de l'un des éléments de l'alliage si celui-ci est homogène, ou de l'une des phases si l'alliage est polyphasé, conduisant ainsi à la formation d'une structure métallique poreuse. La dézincification (dissolution sélective du zinc) dans un laiton est l'exemple le plus connu. Figure 8 : Mécanisme de la corrosion sélective d’un laiton (alliage cuivre-zinc) (Source : Cours Hakim Bensabra (CPM).pdf) II.2.6- La corrosion érosion /abrasion/cavitation Elle est due à l’action conjointe d’une réaction électrochimique et d’un enlèvement mécanique de matière. Elle a lieu, uploads/s3/ rapport-de-metallurgie-la-corrosion-seche.pdf