Généralités et synthèse bibliographique sur la corrosion

Le béton armé,à nos jours, est le matériau le plus utilisé au monde dans le domaine de laconstruction. Ce dernier est touché par la pathologie de la corrosion des armatures qui est connue depuis longtemps. L’importance économique de ce phénomène dans la vie quotidienne n’est plus à démontrer. Elle engendre des dégâts qui entraînent dans le monde des pertes qui se chiffrent chaque année à des milliards de dollars et sans méthodes de prévention et protection, ces chiffres peuvent être plus élevés. Selon une estimation prudente, un investissement de l’ordre de 100 milliards de dollars serait nécessaire afin de réhabiliter l’ensemble des ouvrages qui sont dégradés selon (Braun, et al., 1993). Parmi les méthodes de protection existante nous pouvons citer :
– Protection par revêtement,
– Protection électrochimique,
– L’utilisation des inhibiteurs naturels ou industriels.

Concernant notre projet d’étude, on va tester le pouvoir anti-oxydantd’inhibiteurs de corrosion, souvent présents dans des extraits de plantes vertes, dans une solution alcaline simulant la solution des pores du béton (SSPB) contaminée par les chlorures.

Le béton armé :
Le béton armé est un ensemble d’armatures en acier et de béton, ce dernierleur fournit une protection à la fois physique et chimique. La protection physique est assurée par le matériauconstituant l’enrobage de la structure. La protection chimique quant à elle provient de la forte basicité du milieu (pH>12.5) de la solution interstitielle contenue dans les pores du béton (Glass, et al., 1997) .

Les armatures en acier :
Les armatures souvent utilisées pour renforcer le béton sont soit de l’acier doux ou de l’acier au carbone très susceptible à la corrosion. Des études récentes assez développées proposent l’utilisation d’armatures qui résistent à la corrosion telles que les aciers inoxydables ou encore des armatures en polymères renforcées de fibres ; mais ces armatures composites sont plus onéreuses que les armatures classiques. Pour l’heure, l’utilisation des aciers au carbone reste la solution privilégiée, en particulier pour un meilleur rapport qualité/prix. (Perier, et al., 2013) (Chakri, 2015) .

Passivation des armatures :
Lors du coulage du béton, l’acier va se trouver noyé dans un milieu très basique (la solution interstitielle du béton d’un pH de l’ordre de 13) ce qui induit la formation autour de l’armature d’une couche extrêmement mince appelée couche de passivation. Cette dernière est constituée principalement de composés d’oxyde ferrique (γ-Fe2O3) et de magnétite (Fe3O4), la présence de cette couche n’arrête pas la réaction de corrosion ; mais elle la limite à quelques microns par année. (Abd El Haleem, et al., 2010)  .

La corrosion :
Le nom « corrosion » vient du latin « corroder » qui signifie ronger ou attaquer. En effet, la corrosion est une dégradation du matériau ou deses propriétés (physicochimiques, mécaniques, etc.) par interaction chimique avec le milieu environnant.

La corrosion est un phénomène électrochimique qui se produit par la formation de piles à la surface de l’acier, dans lesquelles une des électrodes appelée « anode », se consomme au bénéfice de l’autre « cathode », qui reste intacte. L’électrolyte est constitué principalement d’eau (dans les milieux marins), plus ou moins conductrice et oxygénée. En pratique, ces piles se forment dès qu’il y’ a hétérogénéité à la surface de l’acier en formant des zones anodiques et cathodiques, dans lesquelles se produisent deux réactions électrochimiques élémentaires (oxydation et réduction). Exemple :

Lire sur cLicours.com :  Animals and carbon monoxide exposure

– L’oxydation de l’acier (assimilée ici à celle de la dissolution du fer)
– Réduction d’espèces oxydantes (oxygène dissous) présentes au sein de la solution:
Fe → Fe2+ + 2 e- Eq. (1.1)
Fe2+ → Fe3+ + 1e- Eq (1.2)
Dans l’eau pure, les réactions cathodiques associées sont :
O2 + 2 H2 O + 4e- → 4 OH- Eq. (1.3)
2H+ + 2 e- → H2 (gaz) Eq. (1.4)
Les couches de produits de corrosion formées lors de la dégradation de l’acier dans de l’eau aérée agissent comme une barrière de diffusion vis–à-vis de l’oxygène et de l’eau (Kurz, et al., 2002) (Lefrou, et al., 2009) .

Les Causes de la corrosion
Dans la nature tous les métaux, à l’exception des métaux nobles tels que l’or (Au) et le platine (Pt), se présentent dans la nature sous forme d’oxydes et de sulfures métalliques. Cet état du point de vue thermodynamique est très stable. Cependant, l’énergie considérable fournit pour l’obtention des métaux de ces minerais fait que les métaux obtenus se trouvent dans un niveau énergétique élevé, ils sont thermodynamiquement instables. C’est pour cette raison que tous les métaux usuels ont tendance à retourner à leur état initial en énergie, cela se fait à l’aide du milieu environnant .

Lutte contre la corrosion
Différentes mesures sont prises pour protéger les matériaux métalliques contre l’action destructive due à la corrosion. La protection la plus fiable immédiate est la prévention à la corrosion par le choix des métaux ou alliages résistants aux milieux agres contre la corrosion doit être considérée, dès la phase de conception du projet en question, pour éviter de nombreux problèmes et garantir une certaine durée de vie .

Table des matières

Introduction générale
Chapitre 1 : Généralités et synthèse bibliographique sur la corrosion
1.1 Introduction
1.2 Définitions générales
1.2.1 Le béton armé
1.2.2 Les armatures en acier
1.2.3 Passivation des armatures
1.2.4 La corrosion
1.3La protection par les inhibiteurs de corrosion
1.3.1 Classification des inhibiteurs de corrosion
1.4 Synthèse bibliographique
1.4.1 Extraction des inhibiteurs verts & Milieux d’études
1.4.2 La méthode du potentiel à circuit ouvert (PCO)
1.4.3 Les méthodes de polarisation
1.4.4 La méthode de spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE)
1.4.5 Calcul de l’efficacité inhibitrice par mesures électrochimiques
1.5 conclusion
Chapitre 2 : Matériaux et méthodes
2.1 INTRODUCTION
2.2. Materiaux
2.2.1 Solution d’étude
2.2.2 Acier utilisé
2.2.3 L’inhibiteur étudié
2.3. Méthodes électrochimiques
2.3.1 Définition de la méthode
2.3.2 Mesure du potentiel à circuit ouvert (PCO)
2.3.3 Mesures de spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE)
2.4. Isothermes d’adsorption
2.4.1 Isotherme de Langmuir
2.4.2 Isotherme de Freundlich
2.4.3 Isotherme de Temkin
2.4.4 Isotherme de Frumkin
2.4 ParametreS thermodynamiqueS (Kads et  ΔG)
2.4 Conclusion
Chapitre 3 : Résultats et interprétations
3.1 Introduction
3.2 Résultats et discussion
3.2.1 Potentiel à circuit ouvert (PCO)
3.2.2 Spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE)
3.3. Isothermes d’adsorption
3.4. Conclusion
Conclusion générale

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