Recherche d'inhibiteurs de corrosion non toxiques pour l'acier en milieux hydriques et alimentaires : étude électrochimique et analytique

par Hanene Baccour Akrout

Thèse de doctorat en Électrochimie

Sous la direction de Francis Dalard et de Ezzedine Triki.

Soutenue en 2005

à Grenoble INPG en cotutelle avec l'Université El Manar (Tunis) .

mots clés

Résumé

Le présent travail a trait à la recherche de certains composés non toxiques. Le sodium d'acide ascorbique (SA) et le sodium de l'acide hydroxyethyldiene1-1,diphosphonique (SHEDP) ainsi que leur mélange ont été sélectionnés pour étudier leurs effets sur la corrosion de l'acier en milieu chloruré (2. 10-2 M) et à pH 8. Premièrement, une revue bibliographique sur certains composés non toxiques ainsi que les principes et les appareillages des techniques utilisées est présentée. Deuxièment, l'influence des composés inhibiteurs sur les cinétiques des réactions a été étudiée. En effet, les deux inhibiteurs séparés sont de types mixtes. Lors du mélange, les propriétés inhibitrices s'améliorent. L'analyse des surfaces par Spectroscopie Raman a montré que les inhibiteurs agissent à la surface de l'acier avec une éventuelle présence d'oxydes/hydroxydes de fer. La troisième partie a porté sur l'étude du mode d'action des inhibiteurs en fonction de plusieurs paramètres. En effet, l'étude de l'interface électrochimique par SIE a montré que celle-ci est influencée essentiellement par SHEDP alors que la protection finale est conséquence de SA. Cette dernière est totalement dépendante du transport de matière, alors que celle de SHEDP est moins marquée. Lors du mélange, il suffit d'un minimum de rotation pour avoir une Rp qui augmente et se stabilise à Ω plus importante, favorisant l'oxydation du fer et la formation des chélates. Nous avons fait appel dans une dernière étape à l'étude de l'adsorption au moyen de la microbalance à quartz électrochimique. Tout d'abord, l'étude de l'adsorption de SA et de SHEDP en présence de différentes teneurs en chlorures a été effectuée, l'approche théorique de l'adsorption des films est une monocouche de Langmuir-Freundlich. En conclusion, SHEDP s'adsorbe plutôt sur les sites anodiques alors que SA occupe mieux les sites cathodiques sous formes de chélates, d'où la conclusion d'une adsorption coopérative des deux composés sur la surface de l'acier.

Titre traduit

Research of non toxic inhibitors for corrosion steel in aqueous medium : electrochemical and analytic studies

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Résumé

Actually, because of the increasingly strict restrictions on the use of the toxic and non biodegradable corrosion inhibitors, efforts of research are focused on new families of inhibitors which check the imposed criteria. Ln this context, this work is undertaken on the search of sorne non-toxic compounds. The ascorbic acid (SA) and the acid hydroxyethyldienel-l,diphosphonic (SHEDP) as their mixture were selected to study their effects on corrosion steel in chloride medium (NaC1 2. 10-2 M) at pH 8. First, we presented a bibliographical review on sorne non-toxic compounds used, the principles and the equipment of the techniques used. Second, we were interested in the study of the inhibiting influence compounds on the kinetics of reactions. Indeed, the two inhibitors are mixed types. Ln addition, the anodic kinetics is strongly dependent on the concentration whereas the cathodic behaviour is invariant. The analysis of surfaces by Raman Spectroscopy showed that the inhibitors act on the surface of steel with a possible presence of iron oxydes/hydroxydes. Third, the study of the electrochemical interface by EIS confirmed the effectiveness of the mixture at a short time. The study of adsorption by the eIectrochemical quartz microbalance shows that the adsorption of SA and SHEDP in the presence of various chloride contents are done according to monolayer of Langmuir-Freundlich. The study of adsorption of the two mixed inhibitors shows that the film is lighter than the one calculated theoretically and this because of the possible interactions between the two inhibitors. The purpose of a complementary study to adsorption at cathodic potential was done in order to understand the type of simultaneous adsorption of the two molecules. Ln conclusion, SHEDP is adsorbed rather on the anodic sites whereas SA occupies better the cathodic sites in chelates from where the conclusion of a cooperative adsorption of SA/SHEDP.