présentation corrosion

1. COURS CORROSION
LES DIFFERENTES FORMES DE
CORROSION AU TRAVERS DE
L’EXPERTISE D’AVARIE

2. ⇒
⇒
⇒
⇒ Différentes FORMES et APPARENCES
QU ’EST-CE QU’UNE AVARIE EN CORROSION ?
Une avarie en corrosion peut se manifester de différentes manières, soit par des
percements, des fuites, des fissures, des ruptures, des porosités, ou par le gonflement
ou la disparition du matériau,, etc…
Perforation d’un tube inox
COURS CORROSION

3. COURS CORROSION
LES DIFFERENTES FORMES (OU MODES) DE CORROSION :
LA CORROSION GENERALISEE :
La surface métallique hétérogène qui présente une multitude de sites anodiques et
cathodiques, forme des micro-piles qui sont le siège de réactions électrochimiques.

4. COURS CORROSION
LES DIFFERENTES FORMES (OU MODES) DE CORROSION :
LA CORROSION LOCALISEE :
• Sanodique Scathodique
Attaque localisée (voire quasi-ponctuelle)
• Corrosion plus dangereuse car difficilement prévisible

5. Corrosion par piqûres
Corrosion caverneuse
Corrosion sous contrainte
Fatigue-corrosion
Corrosion galvanique
Corrosion sélective
Corrosion intergranulaire
Corrosion bactérienne
Corrosion érosion
Corrosion cavitation
Fretting corrosion
Corrosion haute température
COURS CORROSION
LES DIFFERENTES FORMES DE CORROSION LOCALISEE :

6. FORMES DE
CORROSION FONCTION
Matériaux
Type de matériau
Mode d’élaboration
Type de traitement
Milieu
Type de milieu
Composition, exposition
T°, pH, O2, agitation,..
Géométrie des pièces
Type d’assemblage
Conception
Surface
État de surface
Préparation de surface
Condition de
service
Période d’arrêt
Fréquence maintenance
Mise en oeuvre
Soudage
Huile de lubrification
Peinture
COURS CORROSION
FACTEURS INFLUENCANT LES FORMES DE CORROSION :

7. ≠
≠
≠
≠ TYPES DE MATERIAUX
Matériaux
minéraux
Matériaux
composites
Matériaux
métalliques
COURS CORROSION
LES PRINCIPAUX TYPES DE MATERIAUX :
Matériaux
organiques
Les peintures et vernis
Les revêtements polymères
Les revêtements bitumeux
Les thermoplastes (PE, PP, PVC, PTFE,…)
Les caoutchoucs (naturel ou synthétiques)
Les thermodurcissables (PU, époxydes, polyesters,…)
Les céramiques 3 états possibles
L’immunité
La passivité
L’activité
Béton

8. COURS ENSITM
LES TROIS ETATS POSSIBLES D’UN METAL :
Un métal peut se trouver dans trois états vis-à-vis de son milieu ambiant
L’IMMUNITE :
Corrosion du métal « impossible »
Le métal et le milieu sont dans un état de stabilité, ils ne peuvent réagir.
L’absence de corrosion n’est pas due à la formation d’une « barrière »
matérielle entre le métal et le milieu, mais à l’absence de réactivité.
Dans la pratique, cette situation se rencontre essentiellement avec:
Les métaux nobles (or, platine,…)

9. COURS ENSITM
LES TROIS ETATS POSSIBLES D’UN METAL (suite) :
LA PASSIVITE :
Le métal et le milieu ne sont pas dans un état de stabilité, mais le métal se
recouvre naturellement d’un film protecteur qui « l’isole » du milieu
extérieur.
Ce film (appelé couche passive ou de passivation) doit être stable vis-à-vis
du milieu extérieur et ne pas présenter de faiblesse locale (ou totale).
Dans le cas contraire, le métal se corrode localement.
L’aluminium, le titane, l’acier inoxydable, le « cuivre »… doivent leur
résistance à la corrosion à leur comportement passif.

10. COURS ENSITM
QU’EST CE QU’UNE COUCHE PASSIVE ? :
Nature et caractéristiques de cette couche:
Recouvrante, protectrice, contenant de l’oxygène:
- hydroxydes (conducteurs électroniques: pseudo-passivité)
- Oxydes (isolants: passivité vraie)
Très faible conductivité ionique
Très mince: 1 nm ≤ épaisseur ≤ 500 nm ~
A l’état passif, en général Vcor 0.1mm/an

11. COURS ENSITM
LES TROIS ETATS POSSIBLES D’UN METAL (suite) :
L’ACTIVITE :
Corrosion du métal
Le métal n’est pas stable et n’est pas recouvert d’un film protecteur; il
réagit avec le milieu environnant en se corrodant.
La corrosion est habituellement généralisée, c’est à dire répartie quasi-
uniformément sur toute la surface du métal

12. COURS ENSITM
PRESENTATION DES DIFFERENTES
FORMES DE CORROSION
EXEMPLE

13. COURS ENSITM
CORROSION GENERALISEE OU UNIFORME
Non résistant
1
Peu résistant
0,5 à 1
Résistant
0,5
Très résistant
0,05
Résistance à la
corrosion
Vitesse de
corrosion
mm/an
La corrosion est répartie uniformément sur la surface du
métal en contact avec le milieu corrosif.
La vitesse de corrosion peut être déterminée de façon
relativement simple (perte de poids, d’épaisseur, ..) et
permet d’accéder directement à la durée de vie de la
pièce concernée.
La vitesse de corrosion est en général exprimée
en termes de perte de masse par unité de surface
et par unité de temps ou par l’épaisseur de métal
corrodé en fonction du temps.
Pour un acier 1 g.dm-2.an-1 = 12 µm/an
Définition:

14. COURS ENSITM
LA CORROSION ATMOSPHERIQUE :
Cas de corrosion généralisée le plus fréquemment rencontré
Facteurs déterminants :
Définition:
La corrosion atmosphérique désigne la réaction de l’oxygène de l’air à température
ambiante avec un métal lorsqu’à la surface de ce dernier l’humidité et les polluants
forment un film d’électrolyte corrosif.
Les espèces polluantes contenues dans l’air ambiant:
- Le dioxyde de soufre SO2 (provenant de la combustion du charbon et du pétrole)
- Les chlorures Cl- (régions maritimes),
- Les oxydes d’azotes NOx qui se forment lors d’une combustion à haute T° (moteur)
- Les poussières
Le % d’humidité relative de l’air ambiant (100% correspondant à la condensation)
- fonction de la T° du métal, de la présence de sels déposés et de la porosité de surface
Les cycles d’humidité (changement périodique entre phase de mouillage et de séchage)

15. COURS ENSITM
Isoler le métal du milieu ambiant par un traitement de surface approprié
(revêtement métallique, organique ou céramique par exemple)
Placer artificiellement le métal dans son domaine d’immunité (par
protection cathodique)
Réduire la corrosivité du milieu ambiant en utilisant, par exemple des
inhibiteurs de corrosion)
Prévoir des surépaisseur selon les vitesses de corrosion
Changer de matériau
Prévention de la corrosion généralisée :

16. COURS ENSITM
LA CORROSION GALVANIQUE :
1 - Définition:
La corrosion galvanique peut se définir
simplement par l’effet résultant du contact de
deux métaux ou alliages différents dans un
environnement corrosif conducteur.
Corrosion « galvanique » entre la brasure en laiton CuZn40 et
la tuyauterie en cuivre ayant occasionnée de nombreuses fuites
au niveau de 4 réseaux d’eau froide et d’eau chaude sanitaire
Lorsqu’un métal est immergé dans une solution électrolytique quelconque, on peut mesurer
son potentiel de dissolution (corrosion naturelle) à l’aide d’une électrode de référence et
d’un millivoltmètre à haute impédance d’entrée.
Dans chaque solution, il est donc possible d’établir une « série galvanique », c’est-à-dire un
classement des différents métaux et alliages en fonction de ce potentiel mesuré.
La différence de potentiel électrochimique qui existe entre deux alliages donne naissance,
lorsqu’ils sont couplés électriquement et immergés dans une même solution électrolytique, à
un courant électrique (courant galvanique) circulant de l’alliage le plus noble vers l’alliage
le moins noble.
Tuyauterie cuivre
Brasure laiton

17. COURS ENSITM
Le potentiel de couplage est
obligatoirement compris entre les deux
potentiels des métaux non couplés et on
observe généralement un accroissement
de la corrosion de l’alliage le moins
noble (anodique) au voisinage immédiat
de la zone de contact et diminution ou
suppression de la corrosion de l’alliage
le plus noble (cathodique).
Le couplage galvanique peut également
apparaître entre deux parties d’un même
métal : par exemple l’hétérogénéité entre
une zone écrouie et une zone non écrouie
peut être à l’origine d’une différence de
potentiel amenant ce type de corrosion
Si la différence de potentiel indique le
sens de la menace, elle n’indique pas
son ampleur; ce n’est donc pas le seul
facteur à prendre en compte.
Série galvanique du graphite et de divers métaux et
alliages dans l’eau de mer à 25°C

18. 2 – Les différents facteurs affectant la corrosion galvanique:
COURS ENSITM
LES DIFFERENTS FACTEURS
Paramètres liés
aux matériaux
Nature et composition des alliages
Impuretés (inclusions)
Présence de produits de corrosion
Composition, impuretés, hétérogénéité,
Résistivité, température, volume
Débit, agitation, teneur en O2, pH,..
Paramètres liés
au milieu
Paramètres liés
à l’interface
Potentiels d’électrode
Cinétique de réaction (mode de polarisation)
Paramètres liés
à la géométrie
Du couple: rapport de surface A/C
De la jonction: écartement, résistance de
contact

19. COURS ENSITM
3 – Les facteurs importants :
a) Le rapport des surfaces Anode/Cathode des deux métaux:
Le cas le plus défavorable est celui d’une grande surface cathodique
(matériau le plus positif) électriquement reliée à une petite surface anodique
(métal le plus négatif). La vitesse de corrosion du métal le plus négatif peut être
multipliée par 100 voire par 1000.
En conséquence, les organes de liaison de pièces sollicitées mécaniquement
(écrous, rivets, boulons, goupilles, soudures, brasures…) doivent toujours être
plus nobles, ou au moins de même nature, que le matériau de base.
Par exemple, un assemblage constitué par des plaques de fer fixées par des
rivets en cuivre est beaucoup plus résistant à la corrosion que la configuration
inverse (plaques de cuivre et rivets de fer).

20. COURS ENSITM
b) La conductivité du milieu :
3 – Les facteurs importants (suite) :
La conductivité du milieu corrosif conditionne la localisation des
dégradations. La corrosion galvanique peut se produire dans les milieux très
résistants, mais elle est dans ce cas localisée aux zones de contact entre les deux
métaux.
Inversement l’attaque est moins localisée en milieu conducteur.
Matériau
cuivreux fer
Ligne de courant
Eau douce
(milieu résistif)
Matériau
cuivreux fer
Eau de mer (milieu
conducteur)
Ligne de courant

21. COURS ENSITM
3 – Les facteurs importants (suite) :
c) Les discontinuités dans les revêtements métalliques:
Les revêtements métalliques ne présentent pas toujours une étanchéité parfaite;
leurs défauts de continuité sont d’origine diverses:
Anfractuosités du métal de base,
Tensions internes du dépôt provoquant des fissurations,
Porosités inhérentes au procédé,
Blessures en cours de manutention, de montage ou lors de l’utilisation,
….
Le milieu corrosif pénètre dans ces défauts jusqu’au métal de base. Par sa
morphologie discontinue, le revêtement métallique forme un couple galvanique
avec le substrat.
Pour cette raison, les revêtements métalliques sont classés en deux familles:

22. COURS ENSITM
1) Les revêtements nobles ou cathodiques par rapport au métal de base.
2) Les revêtements « sacrificiels » ou anodiques par rapport au métal de base.
QUI PROTEGE QUI?
Potentiel de dissolution* en Volt
* Dans une solution de chlorure de sodium à 3%
Fer
(-0.70)
M
a
g
n
é
s
i
u
m
-
1
.
6
3
Z
i
n
c
-
0
.
9
7
5
A
l
u
m
i
n
i
u
m
-
0
.
7
8
5
P
l
o
m
b
-
0
.
5
3
5
É
t
a
i
n
-
0
.
4
2
5
N
i
c
k
e
l
-
0
.
2
9
2
C
u
i
v
r
e
-
0
.
2
3
0
O
r
+
0
.
2
2
METAUX ANODIQUES PAR
RAPPORT AU FER
METAUX CATHODIQUES
PAR RAPPORT AU FER
C
h
r
o
m
e
-
0
.
4
8
0
Les deux grandes classes de revêtements métalliques:

23. COURS ENSITM
Dans le cas d’un revêtement cathodique, le couplage galvanique entraînera une corrosion
importante du substrat à l’endroit du défaut. Le rapport anode (substrat)/cathode
(revêtement) très défavorable du fait d’une très petite surface anodique par rapport à une
très grande surface cathodique entraînera une densité de courant locale de corrosion très
élevée conduisant généralement à la formation de piqûre accompagnée d’un écaillage du
revêtement.
On dit que le substrat subi UNE PROTECTION ANODIQUE
Cas des revêtements CATHODIQUES :
Acier
Revêtement
cathodique
Tuyauterie
en ACIER
Couplage galvanique entre l’acier et le revêtement en
présence de produits de combustion soufrés (milieu très
oxydant)
Revêtement Al-Si
d’épaisseur
hétérogène 20µm
présentant des
discontinuités
Anode
Cathode
SAnodique
SCathodique
Rapport SA/SC Très
défavorable
Densité locale de courant
~ plusieurs A/cm²
e-
e-

24. Exemple de corrosion galvanique de revêtement cathodique :
COURS ENSITM
Vannes papillons en fonte nickelé installées
sur un réseau d’eau chaude et d’eau froide
sanitaire
Couplage galvanique entre le papillon en
fonte et le revêtement de nickel provoqué
en partie par une épaisseur de nickel
(~10µm) insuffisante.

25. COURS ENSITM
Cas des revêtements ANODIQUES :
Dans le cas d’un revêtement anodique, la corrosion du revêtement sera accélérée par l’effet
de couplage galvanique, mais le substrat restera protégé. Cette protection sera
pratiquement assurée jusqu’à consommation complète du revêtement, cette dernière étant
souvent freinée par la formation, dans les zones de défauts, de produits de corrosion plus
ou moins insolubles jouant le rôle d’un effet « cicatrisant ».
On dit que le substrat subi UNE PROTECTION CATHODIQUE
Substrat = Acier = CATHODE
Formation d’oxyde de zinc au
niveau des discontinuités du
revêtement (cicatrisation)
Corrosion généralisée du revêtement
de ZINC par couplage galvanique
Photo d’un essai BS
Corrosion généralisée se traduisant par la présence de rouille blanche
(oxyde de zinc) après 360h d’essai au brouillard salin

26. COURS ENSITM
La conséquence de ces deux mécanismes de protection est que le rôle de l’épaisseur des
revêtements métalliques diffère selon les cas:
Pour les revêtements anodiques, la durée de vie sera pratiquement proportionnelle à
l’épaisseur du dépôt qui se consommera plus ou moins vite selon l’agressivité des milieux.
Pour les revêtements cathodiques il est nécessaire de préconiser une épaisseur
minimale destinée à garantir l’absence de porosités dans le revêtement susceptibles
d’atteindre le métal de base.
Conséquence :

27. COURS ENSITM
3 – Les facteurs importants (suite) :
d) La température du milieu:
Par exemple, le revêtement de zinc déposé sur les tuyauterie en acier galvanisé peut, dans
certaine condition, devenir plus « noble » que l’acier lorsque la température de l’eau est
supérieure à 50° C (problèmes des chauffe-eau domestiques). Les oxydes et hydroxydes
qui se forment à ces températures ne sont plus de même nature qu’en eau froide. L’acier
sous-jacent est susceptible de se corroder dans les zones ou la couche galvanisée présente
des discontinuités.
Corrosion localisée de l’intérieur de canalisation en acier
galvanisé par de l’eau chaude sanitaire (θ
θ
θ
θ 50-55°C) Micrographie réalisée au travers d’une cupule d’oxyde
Pustules
d’oxyde
Revêtement de zinc

28. COURS ENSITM
4 – Prévention de la corrosion galvanique :
Choisir des métaux dont les potentiels sont voisins dans la série galvanique (différence
de potentiel inférieure à 50 mV dans la mesure du possible)
Éviter un rapport de surface défavorable.
Dans un assemblages le métal de
moindre surface (riveet, boulon, soudure,
bague…) doit être au moins aussi noble
que le métal à assembler
Disposer un troisième métal en contact avec les deux précédents et le choisir
moins noble de façon à ce qu’il se corrode à la place de l’ensemble de la structure
(protection cathodique).

29. COURS ENSITM
4 – Prévention de la corrosion galvanique : (suite)
Éviter dans la mesure du possible, à l’aide d’un joint, d’un isolant, d’un revêtement
organique…, le contact direct de deux métaux différents.
Réduire l’agressivité du milieu (limiter les T°, addition d’inhibiteurs…)
Toutefois ce type de tresse (mise à
la terre de conduite) peut, dans
certains cas, s’avérer nécessaire en
présence de courants vagabonds
Une tresse métallique extérieures à l’assemblage d’une
conduite (mise à la masse d’appareil électrique par exemple)
peut annuler tout le bénéfice d’une bonne isolation.
ATTENTION :