Corrosion aqueuse

La corrosion aqueuse est la dégradation électrochimique des métaux en contact avec des environnements contenant de l'eau, entraînée par des réactions couplées de dissolution anodique et de réduction cathodique.

Definition

L'oxydation électrochimique d'un métal dans un environnement contenant de l'eau, où la dissolution du métal aux sites anodiques est équilibrée par une réaction de réduction aux sites cathodiques sur la même surface ou une surface couplée.

Scope

Ce sujet aborde le mécanisme électrochimique de la corrosion en milieu aqueux : la dissolution anodique du métal et la réduction cathodique des ions oxygène ou hydrogène, le potentiel de corrosion mixte et le courant de corrosion, la stabilité thermodynamique cartographiée par les diagrammes de Pourbaix, ainsi que les principales formes d'attaque telles que la corrosion uniforme, galvanique, par piqûres et caverneuse. Il constitue la base pour la prédiction et la quantification de la dégradation des matériaux.

Core questions

• Quelles réactions anodiques et cathodiques se combinent pour corroder un métal dans l'eau ?
• Comment le potentiel de corrosion et le courant de corrosion déterminent-ils le taux de perte de métal ?
• Comment les diagrammes de Pourbaix prédisent-ils si un métal se corrode, se passive ou est immunisé ?
• Qu'est-ce qui distingue la corrosion uniforme des formes localisées telles que la corrosion par piqûres et l'attaque galvanique ?

Key theories

Théorie du potentiel mixte

Un métal en corrosion atteint un potentiel de corrosion stable où les courants anodiques et cathodiques totaux s'équilibrent ; l'amplitude de ce courant équilibré, que l'on peut obtenir par extrapolation de Tafel, donne le taux de corrosion.

Diagrammes potentiel–pH (de Pourbaix)

Les cartes du potentiel d'électrode en fonction du pH délimitent les régions où un métal est thermodynamiquement immunisé, en corrosion active ou passivé, guidant ainsi l'évaluation de la susceptibilité à la corrosion.

Clinical relevance

La corrosion aqueuse est à l'origine des défaillances et de la maintenance des pipelines, des ponts, des navires et des implants biomédicaux ; la compréhension de son électrochimie permet la prédiction de la durée de vie, la sélection des matériaux et l'élaboration de stratégies de protection qui atténuent d'importants coûts économiques et de sécurité.

History

Evans a établi la nature électrochimique de la corrosion au début du XXe siècle ; Wagner et Traud ont formalisé la théorie du potentiel mixte en 1938, et Pourbaix a compilé les diagrammes d'équilibre potentiel-pH au milieu du XXe siècle, conférant ainsi à la corrosion une base électrochimique quantitative.

Key figures

• Ulick R. Evans
• Marcel Pourbaix
• Carl Wagner
• Wilhelm Traud

Seminal works

• jones1996
• pourbaix1974
• bard2001

Frequently asked questions

Pourquoi deux métaux différents en contact se corrodent-ils plus rapidement ?

Lorsque des métaux dissemblables sont connectés électriquement dans un électrolyte, le métal le plus actif devient l'anode et se dissout préférentiellement tandis que le métal plus noble agit comme cathode, accélérant ainsi la corrosion galvanique du métal actif.

Que révèle un diagramme de Pourbaix ?

Il indique, en fonction du potentiel et du pH, si un métal est thermodynamiquement stable (immunisé), susceptible de se dissoudre (corrosion) ou recouvert d'un oxyde protecteur (passivation), bien qu'il signale une tendance plutôt qu'une vitesse.