Qu’est ce que la corrosion ?

Qu’est ce que la corrosion?

La corrosion métallique est un phénomène qui existe depuis que les hommes ont réussi à préparer des métaux qui ne se trouvaient pas à l’état pur dans la nature.
La corrosion est le phénomène suivant lequel les métaux et les alliages métalliques subissent de la part de leur environnement, quel qu’il soit, une attaque dont la conséquence est de les faire retourner vers leur forme d’origine, de minerais.
Il convient de faire une distinction entre la corrosion à chaud et la corrosion aqueuse :

- La corrosion sèche ou à chaud se développe à température élevée (plusieurs centaines de °C) quand le métal est exposé à un gaz oxydant tel qu’oxygène, soufre ou halogènes. Ce type de corrosion se produit en l’absence d’électrolyte.
- La corrosion aqueuse ou humide peut, malgré la température peu élevée, se révéler très insidieuse car elle ne résulte pas d’une suite simple de mêmes processus physiques et chimiques. Il existe une dizaine de types de corrosion aqueuse :

• La corrosion uniforme : c’est la forme la plus connue et la plus fréquente
• La corrosion galvanique : elle se rencontre quand il y a couplage de métaux différents au sein d’un même électrolyte
• La corrosion par aération différentielle : elle résulte de différences de concentration en oxygène dans l’électrolyte où est maintenu le métal
• La corrosion par piqûres : c’est un type de corrosion localisée affectant des métaux ou alliages passivables au contact avec des solutions riches en éléments tels les chlorures
• La corrosion intergranulaire : elle s’observe essentiellement dans les zones thermiquement affectées par une soudure
• La corrosion sous tension
• etc…

Principaux mécanismes de la corrosion

Les métaux employés dans le génie civil sont des donneurs d’électrons et constituent l’anode. L’eau, additionnée de fondants éventuellement, les protons et l’oxygène sont, quant à eux, des accepteurs d’électrons et constituent la cathode. C’est la présence de ces éléments qui va provoquer l’oxydation des métaux et donc leur corrosion.

Le phénomène de corrosion met en jeu des réactions d’oxydo-réduction. Les principaux couples en milieu aqueux sont :

A l’anode : Al → Al3+ + 3 e-
Fe →Fe2+ + 2 e-
Zn →Zn2+ + 2 e-

A la cathode : 2 H₂O + 2 e- → H₂ + 2 OH-
2 H+ + 2e- → H₂
O₂ + 4e- + 4H+ → 2H₂O

Il est intéressant pour faciliter l’étude des phénomènes de corrosion de séparer les zones où se font les oxydations, des zones où s’effectuent les réductions, de manière à pouvoir mesurer le nombre d’électrons échangés entre anode et cathode.

La vitesse de corrosion

Elle dépend de nombreux facteurs, dont les principaux sont :

- Le renouvellement ou la stagnation du milieu : lorsque le milieu est constamment renouvelé, il y a apport continu d’éléments participant à la corrosion alors que sa stagnation conduit à une consommation de ces éléments pouvant aboutir à un équilibre.
- L’agitation ou le repos du milieu : l’agitation disperse les éléments participant à la corrosion et l’éventuel dépôt formé par ces produits ne peut pas protéger le métal.
- La température : la vitesse de corrosion croît généralement avec la température.
- Les hétérogénéités du métal et du milieu : l’état de surface du métal, sa composition chimique superficielle, le pH de la solution, l’oxygène dissous,… sont autant de facteurs d’influence.

Il existe deux grands types de méthodes pour déterminer la vitesse de corrosion :

- La méthode voltamétrique, qui consiste à mesurer un courant de corrosion entre l’électrolyte (le fondant testé) et l’électrode de travail (acier, zinc, aluminium). Ce courant est traduit en perte de masse par unité de temps et de surface. (Méthode d’essai n°107)
- La méthode gravimétrique, qui consiste à mesurer directement la perte de masse par unité de temps et de surface. (Méthode d’essai décrite dans l’annexe A de la NF P 98-181)

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En savoir plus : Le livre multimédia de la corrosion II° édition - INSA de Lyon