Corrosion atmosphérique

La corrosion atmosphérique est définie comme le résultat de l'interaction entre un matériau et l'atmosphère naturelle environnante. L'apparente simplicité de la définition ne permet pas de traduire la grande complexité du phénomène, due en partie à la difficulté de reproduire expérimentalement un milieu atmosphérique. En effet, celui-ci est caractérisé non seulement par sa composition chimique, mais aussi par l'ensemble des paramètres climatiques tels que les pluies, les vents, l'ensoleillement, les températures qui varient d'un point géographique à l'autre mais surtout qui varient au cours du temps. Pourtant, l'enjeu économique de la bonne maîtrise de la corrosion atmosphérique est considérable : en effet, si le coût estimé des dépenses liées à la corrosion représente de 2 à 4 % du produit national brut dans certains pays, on estime que la corrosion atmosphérique englobe la majeure partie de cette dépense. Cela concerne l'entretien des infrastructures (ponts, installations ferroviaires, bâtiments, installations industrielles…), mais aussi la restauration et la conservation des objets du patrimoine. Ainsi, aux États-Unis, la dégradation à l'air de la statue de la Liberté, résultant d'un couplage galvanique entre l'armature en fer et la peau en cuivre, a nécessité, en 1981, 230 millions de $US pour sa remise en état. Pour prévenir les dommages causés par la corrosion atmosphérique, la tour Eiffel à Paris subit tous les sept ans une remise en peinture nécessitant 60 tonnes de peinture pour le traitement de 250 000 m² de surface. La 19^e campagne de mise en peinture a débuté en 2009 pour une durée de 18 mois.

En outre, la corrosion atmosphérique, souvent à l'origine de défaillances affectant les systèmes électroniques ou les moyens de transports, réduit considérablement la fiabilité des dispositifs et constitue de ce fait une menace sérieuse pour la sécurité des personnes. On se souvient de l'accident survenu en 1988 sur un Boeing 737 de la compagnie Aloha qui a perdu une partie de son fuselage en plein vol à 8 000 m d'altitude, conséquence des effets de la corrosion atmosphérique sur une structure vieillissante.

Ce type de corrosion n'est pas un fléau nouveau ayant pris naissance avec l'industrialisation. En effet, les principaux facteurs initiant la corrosion sont l'humidité de l'air et la présence d'oxygène, la dégradation n'étant que la manifestation d'un retour des métaux à leur état stable du point de vue thermodynamique, sous forme d'oxyde, d'hydroxyde ou de sel. Les polluants d'origine exogène peuvent interférer dans le mécanisme général de corrosion et accélérer ou, au contraire, ralentir les réactions. Une définition plus précise de la corrosion atmosphérique la considèrerait donc comme le résultat de l'interaction entre un matériau et l'oxygène de l'air, dans un électrolyte constitué par l'humidité et les éventuels polluants.

Si l'on se limite aux matériaux métalliques, un film d'oxyde, d'hydroxyde ou contenant un sel métallique résulte de cette interaction et peut être, soit compact et protecteur (acier inoxydable, aluminium, titane…), soit perméable et peu protecteur (acier non allié, cuivre, zinc…) et, dans ce cas, les produits d'oxydation, même s'ils n'arrêtent pas la corrosion, peuvent néanmoins ralentir son processus.

Étant donné la présence d‘un film d'électrolyte à la surface du métal, le mécanisme de la corrosion atmosphérique est en général de nature électrochimique et donc, comme dans les processus classiques de corrosion aqueuse, sous contrôle soit anodique, soit cathodique, soit mixte. Néanmoins, une des différences principales par rapport au mécanisme de corrosion en plein bain réside dans la très faible épaisseur du film d'eau à la surface du métal qui peut être déterminante pour la valeur de la vitesse de corrosion. Une autre caractéristique propre à la corrosion atmosphérique est la possibilité d'alternances de cycles « secs et humides », enchaînant des mécanismes de corrosion différents entre les phases sèches et humides. Il nous faut donc faire la distinction entre corrosion atmosphérique dans un local ou une chambre atmosphérique à taux d'humidité constant (indoor corrosion) et corrosion en plein air (outdoor corrosion) où les variations des paramètres climatiques sont beaucoup plus importantes.