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NOTE DE L'ÉDITEUR
© 2022 The Authors. Materials and Corrosion publié par Wiley-VCH GmbH. Il s’agit d’un article en libre accès aux termes de la Creative Commons Attribution License, qui permet l’utilisation, la distribution et la reproduction sur tout support, à condition que l’œuvre originale soit correctement citée. https://creativecommons.org/ licenses/by/4.0/
RÉSUMÉ
Une transition mondiale vers des systèmes énergétiques plus durables, abordables et fiables a été initiée par l’accord de Paris et l’Agenda 2030 des Nations unies pour un développement durable. Il s’agit là d’un défi industriel majeur car les systèmes et infrastructures énergétiques résilients au changement climatique exigent de se positionner pour le long terme. Se pencher sur le comportement dans la durée des matériaux structurels - principalement des métaux et des alliages - s’impose alors comme une nécessité. Dans cette optique, « La corrosion : un défi pour une société durable » présente une série de cas montrant l’importance de la tenue à la corrosion et de la protection anticorrosion des métaux et des alliages pour le développement de systèmes durables, économiques et fiables de production d’énergie.
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A global transition towards more sustainable, affordable and reliable energy systems is being stimulated by the Paris Agreement and the United Nation's 2030 Agenda for Sustainable Development. This poses a challenge for the corrosion industry, as building climate‐resilient energy systems and infrastructures brings with it a long‐term direction, so as a result the long‐term behaviour of structural materials - mainly metals and alloys - becomes a major prospect. With this in mind “Corrosion Challenges Towards a Sustainable Society” presents a series of cases showing the importance of corrosion protection of metals and alloys in the development of energy production to further understand the science of corrosion, and bring the need for research and the consequences of corrosion into public and political focus.
Auteur(s)
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INTRODUCTION
La corrosion fait l’objet d’études scientifiques depuis plus de 150 ans et reste aussi pertinente aujourd’hui qu’elle l’était hier. En fait, l’étude menée par la Federal Highway Administration américaine en 2001, sur les coûts de la corrosion et les stratégies de prévention aux États-Unis, a établi que le coût annuel direct de la corrosion atteignait une somme stupéfiante de 276 milliards d’US$, à savoir 3,1 % du produit intérieur brut. Des études réalisées en Chine, au Japon, au Royaume-Uni et au Venezuela ont montré des résultats similaires, voire plus coûteux, ce qui a entraîné un coût direct estimé à l’échelle mondiale dépassant 1,8 milliard de milliards d’US$. La corrosion est si répandue et prend tellement de formes que son apparition et les coûts associés ne seront jamais complètement éliminés. Cependant, la majorité des études affirment que 25 à 30 % des coûts annuels liés à la corrosion pourraient être épargnés, si des pratiques optimales de gestion de la corrosion étaient mises en œuvre.
Comme d’autres phénomènes naturels tels que les tremblements de terre ou les perturbations météorologiques violentes, la corrosion peut occasionner des dommages dangereux et coûteux sur de nombreuses structures, telles que les oléoducs, les ponts et bâtiments publics, les véhicules, les systèmes d’irrigation et de traitement des eaux usées, les infrastructures de l’hydrogène, les appareils électroménagers intelligents, les appareils électroniques, les batteries, les capteurs, voire les nanotechnologies. La mise au point de méthodes éprouvées pour limiter et contrôler la corrosion peut, à ce jour, réduire ou éliminer son impact sur la sécurité publique, l’économie et l’environnement, contrairement à ce qui se passe en cas de catastrophes liées aux conditions météorologiques. Cependant, des investissements dans de nouvelles technologies pour prévoir la biodégradabilité et la corrosion sont encore nécessaires.
Le changement climatique ainsi que d’autres facteurs environnementaux demandent aux professionnels de la corrosion de se pencher sur l’impact de leurs effets. Ces facteurs incluent la décarbonation de nombreux secteurs industriels, la contamination de l’atmosphère, la résistivité du sol, l’humidité et l’effet de l’exposition à l’eau salée sur divers types de matériaux, le type de produit à traiter, à manipuler ou à transporter, la prévision de la durée de vie de la structure ou du composant, la proximité de phénomènes de corrosion comme les courants parasites des systèmes ferroviaires, les méthodes d’atténuation appropriées et d’autres éléments avant de déterminer le problème de corrosion spécifique et de mettre en place une solution efficace.
Il est essentiel que les générations futures acquièrent une compréhension approfondie de la science et de la prévention de la corrosion ; c’est pourquoi, innover en matière d’éducation et de formation en utilisant les dernières approches informatiques, comme la réalité augmentée et virtuelle ou l’intelligence artificielle (IA) est capital. Les ingénieurs en corrosion s’accordent pour dire que le partage des connaissances entre les individus et les sociétés du monde entier est une composante primordiale de la prévention de la corrosion. Par exemple, la survenue d’un grave problème à un endroit, comme la défaillance d’une coque de navire ou d’un gazoduc souterrain, peut déjà avoir été résolue par des collègues ailleurs dans le monde. La numérisation de l’industrie, la collecte et l’extraction de données, leur partage et leur sécurité améliorent la prévention contre les défaillances et les accidents causés par la corrosion. Ce besoin urgent d’une collaboration à l’échelle planétaire a conduit à la création d’associations internationales dans le but d’échanger des connaissances, de sensibiliser le public à la corrosion, d’identifier les meilleures pratiques, de fournir une expertise et d’établir des normes internationales.
La Fédération européenne de corrosion (EFC), l’Australasian Corrosion Association (ACA), la Chinese Society for Corrosion and Protection (CSCP), l’Association for Materials Protection and Performance (AMPP) et la World Corrosion Organisation (WCO) ont un rôle majeur à jouer pour garantir que les gouvernements, l’industrie, le milieu universitaire et le grand public soient convaincus qu’adopter des stratégies appropriées et obtenir des ressources suffisantes pour les programmes de lutte contre la corrosion sont non seulement la meilleure démarche, mais constituent également un investissement intelligent pour prévenir les défaillances et les accidents industriels très coûteux. Cela signifie également que certains risques liés à la sécurité, dans les domaines de la santé, de l’environnement et du climat, peuvent également être réduits. En retour, la sécurité publique sera renforcée, les performances industrielles fiabilisées, la durée de vie des équipements maximisée, l’environnement mieux protégé et les investissements plus rentables à long terme.
Malgré les nombreuses organisations, stratégies et solutions préventives, les défis en matière de science et d’ingénierie de la corrosion demeurent. L’EFC et la WCO ont toutefois les yeux tournés vers l’avenir avec un ensemble d’idées novatrices qui englobent les nouvelles technologies émanant des laboratoires et cabinets d’études les plus brillants.
KEYWORDS
corrosion | corrosion costs | corrosion protection | preventive strategies
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14. Corrosion des biomatériaux métalliques
Auteurs du chapitre : Mikhail Zheludkevich, Sannakaisa Virtanen
Les matériaux métalliques sont utilisés comme implants dentaires, orthopédiques et endoprothèses cardiovasculaires depuis des décennies. Cependant, la corrosion des métaux dans le corps humain est un facteur clé qui définit la durabilité de l’implant et sa biocompatibilité. La corrosion peut compromettre les propriétés mécaniques des implants métalliques, mais elle peut également entraîner la libération d’une quantité importante de cations métalliques, occasionnant des effets biologiques indésirables et souvent le rejet de l’implant. Compte tenu de l’agressivité des fluides corporels, des alliages formant un film passif résistant sont nécessaires pour les implants permanents, comme les alliages Ti, les aciers inoxydables et les alliages CoCr, pour n’en nommer que quelques-uns. Cependant, les charges cycliques et la macro-/micro-usure peuvent provoquer une dépassivation locale et l’amorçage d’une corrosion localisée. Une telle tribocorrosion peut non seulement augmenter la libération de cations métalliques, mais aussi conduire à la formation de particules d’usure. En ce qui concerne les aciers inoxydables et les alliages CoCr, des préoccupations ont d’ailleurs été soulevées quant à la formation éventuelle de Cr(VI) toxique et cancérigène dans des conditions d’oxydation ; ce problème n’a pas été entièrement résolu. En général, non seulement la masse corrodée, mais également la spéciation chimique des espèces dissoutes à partir d’alliages d’implant sont décisives pour leurs effets sur l’environnement biologique. La modification de la surface des implants permanents a récemment été la stratégie principale pour améliorer la tenue à la corrosion et la biocompatibilité de ces dispositifs. Un ensemble de technologies allant des revêtements polymères aux couches d’oxyde poreuses formées par oxydation électrochimique au plasma, a été également mis en œuvre. Néanmoins, les problèmes mentionnés ci-dessus sont loin d’être entièrement résolus et nécessitent des efforts supplémentaires de recherche et de développement pour obtenir des surfaces présentant une résistance à la corrosion plus élevée, tout en offrant des fonctionnalités supplémentaires, telles que l’administration...
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Corrosion des biomatériaux métalliques
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - International Energy Agency - World Energy Outlook 2020: Executive Summary - (2020).
-
(2) - NÜRNBERGER (U.), KÖSE (E.C.) - Otto Graf J., 18, 221 - (2019).
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(3) - KÖNTGES (M.), KURTZ (S.), PACKARD (C.), JAHN (U.), BERGER (K.A.), KATO (K.), FRIESEN (T.), LIU (H.), VAN ISEGHEM (M.) - International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme: Review of Failures of Photovoltaic Modules. - Report IEA- PVPS T13-01:2014 (2014). https://iea-pvps.org/wp-content/uploads/2020/01/IEA-PVPS_T13-01_2014_ Review_of_ Failures_of_Photovoltaic_Modules_Final.pdf
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(4) - Press release of the World Geothermal Congress 2020+1. Reykjavik - .
-
(5) - Battery Manifesto 2030 - Horizon 2020 project Battery 2030+, - http://www.battery2030.eu
-
(6) - Hydrogen Europe - Horizon 2020...
ANNEXES
Comment citer cet article : R. Bender, D. Féron, D. Mills, S. Ritter, R. Bäßler, D. Bettge, I. De Graeve, A. Dugstad, S. Grassini, T. Hack, M. Halama, E.-H. Han, T. Harder, G. Hinds, J. Kittel, R. Krieg, C. Leygraf, L. Martinelli, A. Mol, D. Neff, J.-O. Nilsson, I. Odnevall, S. Paterson, S. Paul, T. Prošek, M. Raupach, R. I. Revilla, F. Ropital, H. Schweigart, E. Szala, H. Terryn, J. Tidblad, S. Virtanen, P. Volovitch, D. Watkinson, M. Wilms, G. Winning, M. Zheludkevich. Mater. Corros. 2022, 1–22.
© 2022 The Authors. Materials and Corrosion publié par Wiley-VCH GmbH. Il s’agit d’un article en libre accès aux termes de la Creative Commons Attribution License, qui permet l’utilisation, la distribution et la reproduction sur tout support, à condition que l’œuvre originale soit correctement citée.
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