11/04/2011

Anticorrosion et durabilité - METIS LyonTech

mimal080500082.jpgEn ouverture de l’Ecole d’été qui s’est tenue à Aussois en 1987 et dont le thème était Traitements de surface et protection contre la corrosion, Henri Mazille rappelait très justement que « de tout temps, l’homme a cherché à […] conserver sa maison, ses outils de travail, ses armes…», bref à « protéger ses biens contre les injures du temps et la corrosion».


Il s’agit donc d’un phénomène « vieux comme le monde », longtemps considéré comme un peu mystérieux, voire métaphysique. Ainsi, les constructeurs d’un pont pour Alexandre le Grand organisent une cérémonie religieuse pour protéger ses chaînes en fer. Pline, qui relate l’évènement beaucoup plus tard, au premier siècle de notre ère, indique néanmoins qu’il est plus efficace à son avis de protéger le fer ou le bronze par de l’huile, du bitume ou de la poix…

Néanmoins, la corrosion est une science très récente. Son histoire ne débute réellement qu’au XIXe siècle, même si par certains aspects on peut en faire remonter l’origine aux environs du XVIIe siècle. Comme nous le verrons, la corrosion humide relève principalement de l’électrochimie qui ne voit le jour qu’avec l’invention de la pile par l’Italien Alessandro Volta en 1799. Beaucoup de matériaux et de structures se détériorent plus ou moins rapidement au contact du milieu dans lequel ils se trouvent. Et le terme de « corrosion » regroupe souvent des réalités différentes : par exemple on peut lire que « la pierre des monuments de Paris est atteinte d’une corrosion causée par les pollutions gazeuses industrielles » ou que « dans les grès et les roches plutoniques, la corrosion engendre des cavités » (9e édition du dictionnaire de l’Académie Française) alors que beaucoup restreignent la corrosion à la dégradation des matériaux métalliques. Il convient donc, avant d’aller plus loin, de donner une défi nition concise et complète, si ce n’est consensuelle.

Définition ou définitions ?

Diverses sont les défi nitions du terme corrosion que l’on peut rencontrer. Etymologiquement, le mot provient du latin corrodere qui signifie ronger, attaquer.

Et de façon très générale, la corrosion est souvent défi nie comme la dégradation d’un matériau ou d’une structure par réaction chimique ou physicochimique avec le milieu qui l’environne. C’est une attaque spontanée, non désirée, et le terme peut faire référence, soit au processus, soit au dommage en résultant. Ainsi, dans la 9e édition du dictionnaire de l’Académie Française, la corrosion est « l’action de corroder ou le résultat de cette action ».

P. Bianco, dans son ouvrage sur l’histoire de l’électrochimie, apporte une précision utile : « On peut défi nir, écrit-il, la corrosion comme étant la détérioration d’une structure métallique commençant en surface et se propageant éventuellement au sein de la structure. Une telle dégradation résulte de causes externes. » D. Landolt retient, quant à lui, la définition suivante : « La corrosion est une réaction interfaciale irréversible d’un matériau avec son environnement, qui implique une consommation du matériau ou une dissolution dans le matériau d’une composante de l’environnement. »

Pour J. Talbot « la corrosion en solution est le phénomène selon lequel un métal ou un alliage a tendance à retourner à son état originel d’oxyde, sulfure, carbonate … sous l’action d’agents atmosphériques ou de réactifs chimiques ». Au niveau international, deux définitions sont généralement utilisées et reposent sur le système normatif. Le recueil des définitions des termes chimiques de l’Union internationale de la chimie fondamentale et appliquée précise que la corrosion est une réaction interfaciale irréversible entre un matériau (métal, céramique, polymère…) et son environnement qui conduit à la dégradation du matériau. Cette défi nition a toujours les faveurs du monde universitaire en général et de la chimie en particulier.

La norme ISO 8044 est généralement retenue par le monde industriel et de la recherche appliquée. L’utilisation d’un langage commun est là, comme dans toute discipline scientifique, indispensable, ainsi que le notait G. Pinard-Legry lors de l’Ecole d’Automne de Banyuls en 1992. Celui-ci relève également la difficulté à arriver à une définition unique : « La définition ISO du terme “corrosion” a moins de dix ans, notait-il, et les discussions pour obtenir un consensus ont duré trois ans. » Depuis, la définition n’a guère changé, et les modifications apparaissant entre les différentes éditions de la norme ne sont que mineures.

La norme ISO 8044 – la 3e édition date de 2000 – définit les principaux termes relatifs à la corrosion des métaux et alliages. La définition est la suivante :

Corrosion : interaction physico-chimique entre un métal 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 parties. En note, il est de plus précisé : Cette interaction est souvent de nature électrochimique. Le litige, dit G. Pinard-Legry, était de savoir si la corrosion est le processus lui-même, ou le résultat ou l’ensemble. C’est donc le premier aspect qui a été retenu, mais le résultat n’est pas pour autant ignoré.

Diversité des phénomènes de corrosion

La corrosion est si largement répandue, et dans tous les domaines, qu’il est parfois proposé, pour mieux s’y retrouver, diverses subdivisions. On trouve ainsi des classifications selon le milieu corrosif, le mode de corrosion, la nature du matériau, le domaine concerné (par exemple, le bâtiment !), les méthodes de protection, voire les mécanismes réactionnels.

L’importance du milieu est naturellement évidente, et il est de coutume de distinguer la corrosion humide de celle par les gaz secs ou les sels fondus. Dans cet ouvrage, c’est essentiellement la corrosion humide – à laquelle se rattache, comme nous le verrons, la corrosion atmosphérique – qui va nous préoccuper. Mais, là encore, il est parfois nécessaire de préciser : corrosion par les sols, par l’eau, en milieu acide, en milieu marin, etc. La nature du matériau est également déterminante. Il n’est sans doute pas nécessaire d’insister sur ce point. Le choix d’un matériau, dans le Bâtiment et le Génie Civil, ne repose pas uniquement sur des considérations mécaniques ou économiques, sa résistance à la corrosion doit aussi être prise en compte. Si la menuiserie aluminium s’est tant développée, ce n’est pas seulement en raison de la légèreté, de la disponibilité ou des facilités de mise en oeuvre de ce métal.

Chaque domaine, industrie chimique, alimentaire, automobile, aéronautique…, connaît des problèmes de corrosion spécifiques, compte tenu de contraintes environnementales, sécuritaires ou structurelles propres. La présente Ecole permet certainement de préciser certains des points particuliers relatifs au Bâtiment, au Génie Civil et aux Ouvrages Industriels, qui pourraient être masqués dans une approche plus généraliste. La connaissance du mode de dégradation est indispensable, d’une part pour mieux évaluer la durabilité d’une structure et d’autre part pour estimer les risques qu’elle encourt dans un environnement donné : corrosion uniforme ou localisée, aération différentielle, couplage galvanique, corrosion-érosion…

Et chacun de ces points, qui sont amplement développés dans l’ouvrage “Anticorrosion et durabilité dans le bâtiment, le génie civil et les ouvrages industriels“, est essentiel à considérer pour déterminer une méthode de protection adéquate. Comprendre la corrosion, ses mécanismes, ses modes, permet de mieux la combattre, et de substituer à ce concept celui d’anticorrosion.

> Pour en savoir plus

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Les auteurs :

Sylvain Audisio est Professeur émérite à l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon). Il est ingénieur génie physique INSA et docteur ès sciences physiques de l’Université de Lyon. Spécialiste de la corrosion des matériaux et des traitements de surface anticorrosion, il a publié de très nombreux articles et ouvrages scientifiques dans ces domaines. Il est expert près de la Cour d’Appel de Lyon et consultant en corrosion dans le milieu industriel.

Gérard Béranger, membre de l’Académie des Technologies, est Professeur émérite à l’Université de Technologie de Compiègne (UTC). Diplômé de l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP), docteur ès sciences physiques de l’Université de Paris, spécialiste en métallurgie physique et plus particulièrement en surfaces et corrosion, il est l’auteur de très nombreux articles et ouvrages scientifiques. En parallèle à son activité d’enseignant-chercheur, Gérard Béranger s’est impliqué dans la vie industrielle métallurgique, soit comme ingénieur-conseil, soit comme administrateur, notamment du groupe sidérurgique Usinor, puis Arcelor.

14:24 Publié dans Science | Lien permanent | Commentaires (0)

Les commentaires sont fermés.