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RÉSUMÉ
La corrosion est une réaction physico-chimique entre un matériau métallique et son environnement. Elle entraîne une perte de matière et a également un impact social, économique et environnemental fort. L’application de moyens de protection apporte des solutions pour retarder ce phénomène. Les produits en acier peuvent subir des traitements de surface, un revêtement organique ou métallique, une électrodéposition, une galvanisation, et même la transformation de la surface du métal. La préparation du support conditionne considérablement l’efficacité du traitement. La mise en place de mesures préventives dès la phase de conception est la plus efficace. Cet article traite du phénomène de corrosion, des causes, des mesures de protection et de son impact environnemental.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Adrien WAQUET : Ingénieur divisionnaire des travaux publics de l’État - Service d’infrastucture de la Défense - Toulon, France
INTRODUCTION
La corrosion est une dégradation des matériaux due à une réaction chimique ou électrochimique. Le phénomène de corrosion se produit lorsqu’un métal est soumis à un milieu agressif. La plupart du temps, il s’agit de la combinaison de l’humidité et de l’oxygène, mais l’exposition accrue aux rayons UV ou à certaines formes d’usure peut représenter aussi une menace. Le matériau s’altère, quitte son état métallique pour se transformer en sels (oxydes, sulfures, carbonates) et revient ainsi à son état naturel. Le fer possède une forte réactivité dans ce processus électrochimique et les échanges ioniques à sa surface sont multiples. De plus, des facteurs aggravants peuvent augmenter le pouvoir corrosif d’une atmosphère. La conséquence première, et la plus préjudiciable, est la perte de ses caractéristiques mécaniques.
Maîtriser la corrosion est un défi pour toutes les sociétés. En effet, la corrosion a des impacts financiers, environnementaux et sur la santé et la sécurité des personnes. Le coût de la corrosion en fait un enjeu mondial, il existe même une journée mondiale de la corrosion. Le coût direct de la corrosion est égal au coût indirect. Parmi les coûts indirects, la perte de temps, et donc de productivité, à cause des pannes, des retards, des défaillances et des litiges est la plus importante. Certaines défaillances peuvent entraîner des blessures ou des décès (exemples : casse d’un pont, d’une machine, contamination de l’eau…). La défense, les réseaux d’eau, les transports et la construction sont les quatre secteurs pour lesquels la corrosion a le coût le plus important. Chaque année, des opérations de maintenance et des actions curatives permettent de lutter contre la corrosion. Il est donc nécessaire de lutter contre son apparition. Pour ce faire, différents moyens de protection existent, mais en fonction de l’utilisation et du milieu ambiant, il faut choisir le moyen de protection adéquat. Pour cela, il convient de comprendre la cause de la corrosion dans un milieu donné.
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Présentation
Mécanisme de la corrosion
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1. Présentation de la corrosion des aciers
1.1 Définition
D’après la norme ISO 8044:2020, la corrosion est une interaction physico-chimique entre un matériau métallique et son milieu environnant entraînant des modifications dans les propriétés du métal et pouvant conduire à une dégradation significative de la fonction du métal, du milieu environnant ou du système technique dont ils font partie.
La corrosion d’un métal est un phénomène naturel, qui se produit spontanément dès que ce matériau est en contact avec un milieu agressif. Ce dernier peut être tout simplement une atmosphère chargée d’humidité. En sa présence, la superficie de l’acier tend à être détruite et à se recouvrir de rouille. On peut d’ailleurs noter que la corrosion ne fait que conduire à l’état originel du métal, celui-ci existant dans la nature sous forme d’oxydes, de sulfures ou de carbonates, à l’exception de ceux qui, comme le platine ou l’or, peuvent être trouvés dans le sol à l’état métallique.
En d’autres termes, c’est une altération ou dégradation qui résulte du passage de l’état métallique à l’état de sels (oxydes, sulfures, carbonates…).
Pour que cela puisse se produire, il est nécessaire d’avoir une présence simultanée d’eau et d’oxygène.
Dans la nature, le mécanisme est principalement d’ordre électrochimique, et le processus est identique à celui de la pile fournissant du courant électrique, l’électrolyte étant formé par l’eau oxygénée.
HAUT DE PAGE1.2 Cause de la corrosion
1.2.1 Facteurs climatiques ou géographiques
L’humidité relative des atmosphères est le paramètre principal qui détermine le degré d’agressivité du milieu ambiant. Mais pour être corrosive, l’eau contenue dans l’atmosphère doit être également conductrice d’électricité. Ainsi, toute présence de gaz sulfureux, de gaz carbonique...
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Présentation de la corrosion des aciers
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MAZUMDER (M.) - Global Impact of Corrosion : Occurrence, Cost and Mitigation. - Chemistry Department, King Fahd University of Petroleum & Minerals, Saudi Arabia (2020).
-
(2) - SÉNAT - Donner des armes à l’acier français : accompagner la mutation d’une filière stratégique. - Rapport d’information n° 649 (2018-2019), tome I, déposé le 9 juillet 2019.
-
(3) - KOCH (GH.), BRONGERS (M.), THOMPSON (N.), VIRMANI (Y.), PAYER (J.) - Corrosion costs and preventive strategies in the United States. - NACE International, Houston (2002).
-
(4) - JAVAHERDASHTI (R.) - Microbiologically influenced Corrosion. - AntiCorrosion Methods Mater 4 (2000).
NORMES
-
Corrosion des métaux et alliages – Vocabulaire - ISO 8044:2020 - 2020
-
ISO Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems, Part. 1 : General introduction - ISO 12944-1:2017 - 2017
-
ISO Buildings and constructed assets – Service life planning Part. 5 : Life-cycle costing - ISO 15686-5:2017 - 2017
-
Management environnemental – Analyse du cycle de vie – Exigences et lignes directrices - ISO 14044:2006 - 2006
-
NF EN Eurocode 2 : Design of concrete structures – Part. 1-1 : general rules and rules for buildings - NF EN 1992-1-1:2005 - 2005
ANNEXES
Directive 2010/75/UE du Parlement européen et du Conseil du 24 novembre 2010 relative aux émissions industrielles (prévention et réduction intégrées de la pollution).
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EDF face au phénomène de corrosion sous contrainte. Par les sections techniques 2 (science et technologie des matériaux) et 4 (sûreté et protection de l’environnement) de la Sfen . https://www.sfen.org/rgn/edf-face-au-phenomene-de-corrosion-sous-contrainte/
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