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Evaluation des risques de corrosion par essais de polarisation

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Admin Hania


Les techniques électrochimiques ont pris, depuis quelques décennies, une position dominante dans l’évaluation de la résistance a la corrosion des matériaux car (i) elles sont basées sur des quantités électriques (courant, potentiel) et une manipulation aisée et (ii) ces quantités sont directement porteuses d’information liées à la corrosion. Les mesures électrochimiques donnent une information moyennée dans l’espace, provenant de la surface de l’électrode. Les essais se font via un dispositif à trois électrodes, dans un milieu artificiel dont la composition peut être variable.
L’appareil voltémètrique permet le balayage et l’amplification de la tension depuis la zone de comportement cathodique jusqu’à la zone de comportement anodique du matériau étudié.






Trois électrodes sont utilisées:
 
 -l’électrode de travail : il s’agit de l’échantillon a étudier, entoure d’un cylindre en polytetrafluoroethylene. L’ensemble échantillon-cylindre constitue l’embout de l’électrode a disque tournant afin de travailler sous un régime d’agitation dynamique reproductible assurant l’homogénéisation de la solution.


-    l’électrode de référence : les tensions sont mesurées par rapport a une électrode de référence. Celle la plus souvent utilisée en laboratoire est saturée en chlorure de potassium (ECS). Elle est immergée dans une allonge qui communique avec l’électrolyte de la cellule par l’intermédiaire d’un fritte.



-    l’électrode auxiliaire : un fil de platine est utilise comme contre-électrode dans les études ou des perturbations en tension ou en courant sont imposées au système.






Polarisation d’électrode


Le courant de corrosion est déterminé par la polarisation linéaire de l’électrode d’acier 316L. Cette technique repose sur le fait de déséquilibrer l’échantillon en favorisant soit le comportement anodique, soit le comportement cathodique. Donc, on applique un potentiel autre que le potentiel naturel d’abondan et le métal est ainsi parcouru par un courant global non nul. La valeur de l’écart DE entre les potentiels imposé rapporté au potentiel d’abondan est appelée « polarisation ».
La figure ci-dessous représente cette méthode dans le cas simple où la réaction anodique est la dissolution du métal M à l’état n-valent, la réaction cathodique est la réduction des protons H+ en hydrogène moléculaire.
 
La courbe I = f (E) donne la séquence des phénomènes résultat d’une combinaison des processus anodique et cathodique à l’interface métal/solution. Elle est la seule accessible à l’expérience. L’impossibilité de calculer icorr à l’aide de la seule valeur de Ecorr qui est un potentiel mixte, conduit à exploiter la forme de la courbe courant tension à l’échelle semi logarithmique (courbe log(i)–E) par deux méthodes : la 1ère méthode est une méthode d’extrapolation, la 2ème est une méthode locale seulement au point Ecorr.









Extrapolation des droites de Tafel


En Le tracé semi-logarithmique, la courbe de polarisation fait apparaître des portions linéaires dites « branches de Tafel » correspondant aux processus de transfert de charges. La figure illustre l’extrapolation des branches anodique (ba) et cathodique (bc). Lorsque la composante anodique est affectée par un processus d’inhibition à l’intérieur de la région pré tafelienne, ou par chute ohmique à surtension élevée, seule la branche cathodique extrapolée à Ecorr donne Icorr (figure). Le courant de corrosion Icorr est donc obtenu par l’intersection des les droites de Tafel et de la verticale tracée en Ecorr.






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