Mise au point bibliographique sur les inhibiteurs de corrosion utilisés dans les

Afin d’optimiser les propriétés nécessaires au conditionnement de l’eau, de nombreuses études ont été réalisées depuis les années 50. Différentes formulations inhibitrices ont été testées pour différents métaux comme le cuivre, le laiton, l’acier au carbone, l’acier galvanisé, l’aluminium et ses alliages. Cependant, l’utilisation de certains inhibiteurs efficaces a été interdite ou limitée par les nouvelles réglementations concernant la santé et l’environnement. Avant 1960, la prévention de la corrosion et de l’entartrage dans Les systèmes de refroidissement été faite par l’addition de composés tels que les nitrites, Les chromates, les sels de zinc elles phosphatent. Le critère principal de sélection de ces inhibiteurs était leur efficacité [36]. Cesson tout d’abord les chromates qui ont fait leur apparition sur le marché du conditionnement des eaux. Ces inhibiteurs de type anodique sont très efficaces contre la corrosion de nombreux métaux en milieu aqueux dans un large domaine de pH (5 à 10) [37]. Ils réagissent avec la surface métallique pour former une couche de passivation composée de Fe2O3et Cr2O3. Leur caractère cancérigène a freiné leur emploi

[31, 38]. Les doses de chromate utilisées pour la protection de métaux ferreux sont allées en décroissant au fil des années. Postérieurement, la nécessité de diminuer la quantité de chromate pour atteindre quelques ppm a conduit l’associer avec le sulfate de zinc,

Les ortho phosphatent ou les poly phosphatent [37]. L’action de sels de zinc comme inhibiteurs de corrosion est attribuée à la précipitation Del ‘hydroxyde de zinc sur les zones cathodiques. Ceci est le résultat d’une élévation du pH au voisinage de l’électrode, conséquence de la production des ions OH-par la réaction de réduction de l’oxygène [34, 36]. Lors de l’introduction de cet inhibiteur dans le circuit, il faut veiller à ce que le zinc ne précipite pas sous l’effet d’une alcalinité trop importante de l’eau. Pour cela, un dosage initial plus important est parfois nécessaire, accompagné d’une régulation du pH de l’eau du circuit

[39]. La concentration maximale autorisée est de 2 mg.L-1 mais un dosage de 1 ppm est suffisant pour maintenir le film protecteur [39]. Les sels de zinc sont très efficaces en combinaison avec d’autres inhibiteurs de corrosion et d’entartrage comme lesphosphonates,

les polyphosphates, les acides polycarboxyliques et l’hexaméthaphosphonate [36,40]. Les sels de zinc ont la propriété de retarder la précipitation de dépôts de carbonate decalcium même en présence d’eau très calcaire [41].

Les nitrites, possèdent également une efficacité inhibitrice de corrosion comparable à celle deschromates mais ils sont rarement utilisés seuls. Ils sont aussi considérés comme inhibiteurspassivants. Généralement, ils ont été associés à des borates, des benzoates ou desphosphonates [42]. Ils agissent également par passivation, facilitant la formation d’une

coucheprotectrice de Fe2O3. Ils sont de bons inhibiteurs pour des valeurs de pH comprises

entre 8 et9. Mais ils présentent l’inconvénient de s’oxyder en nitrate lorsque des bactéries existent dans lesystème [8]. Actuellement, la plupart des législations en interdisent l’utilisation [31].

Entre 1960 et 1980, la recherche s’est intensifiée autour de composés économiquement plusrentables comme les cations métalliques, les polyphosphates, les gluconates, les molybdates,les acides phosphoniques, les vanadates, et les polyacrylates [9]. Les polyphosphates sont desinhibiteurs cathodiques, agissant de manière optimale lorsque le pH du milieu est compris entre5 et 7 [34]. Ils ne sont pas toxiques et quelques ppm suffisent pour avoir une protectionsatisfaisante des circuits [33]. La présence d’ions Ca2+_et Zn2+_{augmente leur action protectrice.Leur principal inconvénient est qu’ils s’hydrolysent}

plus ou moins rapidement se transformanten orthophosphates, qui n’ont aucun effet séquestrant vis-à-vis de la dureté de l’eau, et qui enplus peuvent réagir avec les ions calcium pour former un phosphate tricalcique peu soluble. Deplus, ils ont des propriétés eutrophisantes, c’est-à-dire qu’ils servent de nourriture aux alguesavec appauvrissement consécutif en dioxygène dissous des effluents, quand ils sont rejetés dansl’environnement. A l’heure actuelle, ils sont très peu utilisés, voire prohibés [34].

Dans les années 1980, les molybdates ont été très utilisés dans les systèmes de refroidissementen acier au carbone. Ces composés sont des inhibiteurs de type anodique. Ils sont non toxiqueset constituent une alternative au remplacement des chromates [31].

Cependant, leur efficacité estmoindre et leur coût relativement élevé, ce qui diminue leur intérêt commercial [38]. Lesvanadates sont également des inhibiteurs passivants mais leur utilisation reste marginale etcertains risques d’accélérer la corrosion existante, semble- t-il si la concentration desproduits n’est pas suffisante [31].

Dans les années 90, l’utilisation de certains inhibiteurs efficaces tels que les chromates a étéinterdite ou limitée par les nouvelles réglementations concernant la santé et l’environnement.

L’utilisation de polymères en combinaison avec des composés à faible teneur en phosphores’est alors développée. Les phosphonates sont beaucoup moins sensibles à l’hydrolyse que lesphosphates et par conséquent moins eutrophisantes. Ils agissent comme inhibiteurs mixtes etempêchent les dépôts de calcaire sur les surfaces métalliques [34]. La présence de polymèrespermet de tolérer une haute concentration en calcium pour des pH élevés. Les composés lesplus utilisés sont l’acide triméthylphosphonique, l’acide phosphono- tricarboxylique et l’acidediphosphonique. Parmi les polymères les plus répandus figurent les polycrylates, les poly10acrylamides et les polyméthacrylates. Ces polymères ne sont pas biodégradables mais ils nesont pas toxiques [35, 36].

Actuellement, la recherche s’intensifie autour de composés “écologiques”. Les protéines, lessurfactants, les tannins, les polymères naturels, les amino-acides,les vitamines et les terres rares ont faitl’objetde travaux récents.

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Chapitre II

Techniques et conditions

expérimentales

Introduction

Ce chapitre a pour but d’introduire les méthodes expérimentales utilisées dans le cadre de cetteétude. Elles sont présentées de manière à souligner leur intérêt etleur pertinence dans l’étude des inhibiteurs. Les méthodes d’analyse chimiques apportent des informations complémentaires aux résultats issusdes techniques électrochimiques.

La complexité des phénomènes de corrosion nécessite l’utilisation d’un très grand nombre de méthodes expérimentalespour estimer le taux de corrosion ,et la nature des mécanismes qui interviennent au cours de la détérioration d’un métal.

Les méthodes électrochimiques présentent une sensibilité et une précision remarquables, pour l’étude des phénomènes liés à la corrosion. Tandis que, les méthodes gravimétriques reposent sur la détermination de la perte de masse au cours du temps, et reflètent mieux le phénomène de corrosion tel qu’il se présente à l’état réel.