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Article

1 - SPÉCIFICITÉS DU MILIEU MARIN

2 - MÉCANISMES DE LA CORROSION MARINE

3 - PRÉVENTION ET PROTECTION

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : COR620 v2

Spécificités du milieu marin
Corrosion et protection des métaux en milieu marin

Auteur(s) : Juan CREUS, René SABOT, Philippe REFAIT

Relu et validé le 24 oct. 2019

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NOTE DE L'ÉDITEUR

La norme NF EN ISO 8044 de novembre 1995 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 8044 (A05-001) : Corrosion des métaux et alliages - Vocabulaire (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2003 (Avril 2020).

02/06/2020

La norme ISO 8044 de septembre 2015 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 8044 : Corrosion des métaux et alliages - Vocabulaire (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2001 (Février 2020).

16/03/2020

RÉSUMÉ

Les mécanismes de la corrosion marine découlent de l'ensemble des interactions physico-chimiques et mécaniques entre les matériaux et cet environnement particulier qu'est le milieu marin. La forte conductivité électrique de l'eau de mer favorise les couplages galvaniques et les piles de corrosion. Sa forte teneur en chlorures la rend agressive vis-à-vis des métaux passivables et notamment de certains aciers inoxydables. Biologiquement active, l'eau de mer est aussi susceptible d'induire des phénomènes de corrosion influencés par les bactéries. La conception d'une structure métallique, le choix des matériaux et des méthodes de protection anticorrosion reposent donc sur une connaissance détaillée des matériaux et du milieu marin.

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ABSTRACT

Corrosion and protection of metals in marine media

The mechanisms of marine corrosion result from the physico-chemical and mechanical interactions between materials and a very specific environment, the marine medium. The high electrical conductivity of seawater favors galvanic coupling and corrosion cells. Due to its high chloride content, it is aggressive towards passivatable metals, and notably certain stainless steels. Biologically active, sea water is also capable of inducing corrosion phenomena influenced by bacteria. The design of a metal structure, the choice of materials and methods of protection against corrosion are therefore based on detailed knowledge of materials and the marine environment.

Auteur(s)

  • Juan CREUS : Ingénieur de l'Institut national des sciences appliquées de Lyon (INSA) - Docteur en génie des matériaux - Professeur à l'université de La Rochelle

  • René SABOT : Docteur en sciences, spécialité électrochimie - Maître de conférences à l'université de La Rochelle

  • Philippe REFAIT : Ingénieur de l'École supérieure des sciences et technologies de l'ingénieur de Nancy (ESSTIN) - Docteur en sciences et génie des matériaux - Professeur à l'université de La Rochelle

INTRODUCTION

La corrosion est une interaction entre un matériau métallique et son environnement qui entraîne une dégradation du matériau, c'est-à-dire des modifications de ses propriétés susceptibles de conduire à un dysfonctionnement du système technique auquel il participe (norme NF EN ISO 8044). Aux températures ambiantes, le phénomène résulte le plus souvent de l'action combinée d'un milieu aqueux et du dioxygène de l'air. Il est donc clair, et de ce fait doit toujours rester présent à l'esprit, que la résistance à la corrosion d'un métal n'est pas une propriété intrinsèque, au même titre que la masse volumique par exemple, mais dépend d'un grand nombre de paramètres, dont ceux liés au milieu agressif.

La corrosion « aqueuse » est de nature électrochimique et ne peut se comprendre sans les connaissances de base de cette discipline. Nous ferons ici l'hypothèse que le lecteur possède ces bases, qui sont par ailleurs aisément accessibles [M 150] .

Le vocable « corrosion marine » regroupe donc l'ensemble des interactions physico-chimiques et mécaniques entre les matériaux et un environnement tout à fait spécifique, le milieu marin. Il ne s'agit pas simplement d'un cas particulier de corrosion aqueuse et, typiquement, assimiler la corrosion marine aux phénomènes se déroulant dans une solution de 0,5 mol · L–1 de NaCl constituerait une approximation très grossière. Ce distinguo découle des propriétés particulières, uniques, de l'environnement marin.

En règle générale, cet environnement doit être considéré comme un milieu aqueux dynamique, contenant des sels dissous, des gaz, des composés organiques, des solides non dissous et des micro-organismes vivants. Un de nos objectifs sera de montrer, via l'étude de quelques cas concrets, le lien entre les mécanismes de corrosion et les différentes propriétés du milieu marin. La protection contre cette dégradation, qui doit être envisagée dès la conception du système, et le choix des matériaux sont eux aussi intimement liés à la spécificité du milieu.

Ainsi, l'article décrit tout d'abord le milieu marin sous tous ses aspects, physico-chimiques, biologiques et hydrodynamiques. Les principaux mécanismes de la corrosion marine des matériaux métalliques et leur relation avec les spécificités du milieu sont ensuite exposés. Les mesures de prévention à prendre dès la conception d'une structure, les règles à suivre pour le choix des matériaux et les méthodes de protection contre la corrosion en environnement marin sont discutées dans la troisième et dernière partie.

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KEYWORDS

state of the art   |   biocorrosion   |   galvanic corrosion   |   pitting corrosion   |   cathodic protection   |   Materials science and engineering   |   Coatings and surface treatments

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-cor620


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1. Spécificités du milieu marin

Rappelons d'abord que l'eau de mer recouvre plus de 70 % de la surface du globe. Il est donc difficile d'en faire abstraction, et ce d'autant plus qu'il s'agit d'un milieu riche en ressources variées. L'homme, par nécessité, s'y est donc rapidement aventuré et lorsque les métaux ont fait leur apparition dans le domaine naval, sous forme de clous utilisés pour fixer la charpente des navires, la corrosivité de l'eau de mer a vite été remarquée. Ainsi, dès le XV e[nbsp ]siècle, des écrits décrivent des voies d'eau causées dans les bateaux par la réduction du diamètre des clous en contact avec l'eau de mer. Au XVIII e siècle, un rapport de l'amirauté anglaise mentionne le premier cas répertorié de corrosion bimétallique .

1.1 Composition de l'eau de mer

Un litre d'eau de mer contient en moyenne 30 à 40 g de sels dissous et environ une dizaine de milligrammes de matières en suspension. La masse totale de sels dissous peut varier d'une zone géographique à une autre et, pour une zone donnée, d'une saison à l'autre. Cette caractéristique de l'eau de mer est définie par la salinité, communément exprimée en « pour mille » (). Cette grandeur est égale à la masse totale de sels inorganiques, exprimée en grammes, contenue dans un kilogramme d'eau. Le calcul se fait en remplaçant Br et I par une quantité molaire équivalente de Cl et en remplaçant par des oxydes. Dans 97 % des mers du globe, la salinité est comprise entre 33 et 37 .

Le tableau 1 regroupe les concentrations des principales espèces dissoutes présentes dans une eau de mer de salinité égale à 35 . Ces espèces représentent 99,85 % des sels dissous.

  • On note en particulier que les ions sulfates arrivent, par ordre d'importance, après les constituants Na+ et Cl du...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LANDOLT (D.) -   Corrosion et chimie de surface des métaux.  -  Collection Traité des matériaux, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, , vol. 12, Lausanne (1993).

  • (2) - BÉRANGER (G.), MAZILLE (H.) (sous la direction de) -   Corrosion des métaux et alliages – Mécanismes et phénomènes.  -  Hermès Science Publications, Paris (2002).

  • (3) - BOCKRIS (J.O.M.) et DRAZIC (D.M.) -   Electrochemical Science  -  (1972).

  • (4) - SCHREIR (L.L.) -   Corrosion.  -  Newnes-Butterworths, Londres (1976).

  • (5) - TRETHEWEY (K.), CHAMBERLAIN (J.) -   Corrosion and society.  -  Dans : Corrosion for students of science and engineering, Editions Longman Scientific and Technical (1989).

  • (6) - RILEY (J.P.) et CHESTER (R.) -   Introduction to marine chemistry.  -  Academic...

1 Événements

Forum corrosion marine http://www.marinecorrosionforum.org/forum.html

International congress on marine corrosion and fouling (ICMCF) http://www.icmcf.org

Forum sur la biodétérioration des matériaux (CEFRACOR) http://www.cefracor.fr

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2 Normes et standards

NF EN ISO 8044 (2000), Corrosion des métaux et alliages – Termes et définitions

NF EN ISO 9223 (2012), Corrosion des métaux et alliages – Corrosivité des atmosphères – Classification, détermination et estimation

NF EN ISO 12473 (2000), Principes généraux de la protection cathodique en eau de mer

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3 Annuaire

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3.1 Organismes...

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