Corrosion du fer – Protection contre la corrosion

Corrosion du fer – Protection contre la corrosion

Intro :

Lorsqu’on laisse un métal à nu dans l’air ou dans l’eau, soit il reste tel quel, soit il s’abîme en surface ou dans sa totalité, par oxydation par l’air ou par l’eau. On parle de corrosion. On se limitera ici à la corrosion humide du fer cad l’oxydation du fer en présence d’eau

I) Corrosion humide du fer :

1) Généralité :

Corrosion du fer : c’est l’oxydation du fer en Fe2+. Le fer joue le rôle de l’anode ; l’oxydant étant soit l’eau soir le dioxygène dissout

- En milieu acide désaérée :

Fe(s) + 2H+ = Fe 2++ H2(g)

- En milieu acide aéré

4Fe(s) + O2(g) + 4 H+= 4Fe 2++ 2 H2O(g)

Formation de la rouille :

Fe2+ + 2 OH-  Fe(OH)2

2 Fe(OH)2 + H2O + ½ O2  2 Fe(OH)3

Fe(OH)3 se transforme alors spontanément en oxyde hydraté : Fe2O3, 3H2O

La rouille est un mélange complexe de composés du fer(III) essentiellement Fe2O3, 3H2O

2) Les différents types de corrosion

2.1) Corrosion uniforme :

On parle de corrosion uniforme— ou corrosion généralisée— lorsque toute la surface du métal en contact avec la solution est attaquée de la même façon.

Le diagramme potentiel-pH permet de savoir si le métal est protégé ou non contre la corrosion uniforme.

2.2) Corrosion différentielle

Cela suppose une hétérogénéité quelconque. Il y a corrosion différentielle lorsque l'attaque s'exerce de façon différente en deux zones de la surface du métal. Il y a nécessairement circulation d'électrons au sein du métal pour relier ces deux zones.

2.2.1) Corrosion galvanique :

Lorsque deux métaux différents sont en contact ou reliés électriquement dans un milieu corrosif aqueux, un des métaux sera oxydé (sites anodiques) tandis que la réduction aura lieu à la surface de l’autre métal (sites cathodiques). Le métal le moins noble (le plus réducteur) des deux sera corrodé.

Exemple : cas d'une canalisation en cuivre amenant l'eau au contact d'un radiateur en fer : le fer rouille au niveau de la jonction.

2.2.2) Corrosion par aération différentielle :

Lorsqu’une pièce de métal est mise en contact avec de l’eau aérée de manière inhomogène, on observe la corrosion du métal dans les zones de plus faible concentration en dioxygène dissous. On dit qu’il y a formation d’une pile d’aération différentielle

Le fer subit donc une corrosion dans la zone la moins riche en O2.

Autre exemple :

- Pour un bateau, il y a plus d’oxygène près de la surface du fait de l’agitation des vagues que plus profondément : il y aura oxydation au fond de la coque et réduction de O2 près de la surface.

3) Vitesse de corrosion en milieu aéré

II) Protection contre la corrosion humide:

- aux USA, ½ tonne d’acier est détruit à chaque heure par la corrosion

- dans les pays industrialisés, le coût de la corrosion s’élève à environ 4% du P.N.B

1) Protection cathodique

1.1)

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