Renforcement de la résistance à la corrosion marine du revêtement CeO2 par dépôt calcomagnésien, calcaire et magnésien : Synthèse, caractérisations et tests de corrosion en eau de mer artificielle

Reinforcement of the marine corrosion resistance of the CeO2 coating by calcareous, calcium carbonate and magnesium hydroxide deposit : Synthesis, characterization and corrosion tests in artificial seawater

• Auteur / Autrice : Kahina Aggoun
• Direction : Boualem Saidani, Marc Jeannin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des matériaux
• Date : Soutenance le 01/07/2020
• Etablissement(s) : La Rochelle en cotutelle avec Université Abderrahmane Mira - Bejaïa (Bejaïa, Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Euclide (La Rochelle ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement (La Rochelle) - Laboratoire d’Electrochimie, Corrosion et de Valorisation Energétique
• Jury : Président / Présidente : Daniel Chateigner
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Boualem Saidani, Marc Jeannin, Daniel Chateigner, Otávio Gil, Kamel-Eddine Bouhidel, Laïd Makhloufi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Otávio Gil, Kamel-Eddine Bouhidel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydes de cérium

Acier

Corrosion par l'eau de mer

Mots clés libres

Oxyde de cérium CeO2

Électrodéposition cathodique

Brucite Mg(OH)2

Dépôt calcomagnésien/calcaire

Corrosion marine

Acier

Cerium oxide CeO2

Cathodic electrodeposition

Brucite Mg(OH)2

Calcareous deposit

Marine corrosion

Steel

Résumé

Depuis la restriction de l’utilisation de composés à base de chrome (VI) par une directive européenne (Directive 2000/53/CE), en raison de sa toxicité élevée vis-à-vis de l’environnement, les composés à base de terre rare tel que l’oxyde de cérium ont été beaucoup privilégiés en tant qu’alternatifs compatibles avec les normes environnementales et présentant des propriétés comparables à celles des traitements conventionnels à base de Cr(VI) sur de nombreux alliages métalliques. Cependant, les dépôts CeO2 sont caractérisés par une morphologie fortement poreuse et craquelée, ce qui limite leur protection en milieux très agressif comme l’eau de mer. Ce projet de thèse a donc pour objectif d’améliorer la résistance à la corrosion de ces couches d’oxyde en faisant combler ses défauts ouverts, par la formation d’un dépôt calcomagnésien, calcaire ou magnésien par électrodéposition cathodique sur la couche de CeO2 déposée sur acier faiblement allié. Des analyses de surface ont permis d’identifier les propriétés morphologiques et structurales de ces couches mixtes ainsi que leur composition chimique. Tandis que des tests d’immersion en eau de mer artificielle ont permis de mettre en évidence le caractère protecteur des dépôts vis-à-vis la corrosion marine. Le dépôt mixte Mg(OH)2/CeO2 a montré un intérêt particulier contre la corrosion de l’acier dans l’eau de mer, par la dissolution partielle de la couche de brucite offrant l’avantage d’une protection à double effet (active et passive) grâce à la formation d’aragonite au sein de la couche de cérium et à la passivation de l’acier.

Since the restriction of the use of chromium (VI) based compounds by a European directive (Directive 2000/53/EC) due to its high toxicity towards the environment, the compounds based on rare earths such as cerium oxide were used a lot as alternatives to conventional Cr(VI) treatments on many metal alloys, due to their eco-friendly and comparable properties. However, CeO2 coatings are characterized by a highly porous and cracked morphology, which limits their protection in very aggressive media such as seawater. This thesis project aims to improve the corrosion resistance of these layers oxide by filling its open defects, by the formation of calcareous, calcium carbonate or magnesium hydroxide deposit obtained by cathodic electrodeposition on CeO2 layer deposited on a low alloyed steel. Surface analyses permitted to identify the morphological and structural properties of these mixed layers as well as their chemical composition. While the immersion tests in artificial seawater have determined the marine anticorrosion performances of the deposits. The mixed coating Mg(OH)2/CeO2 has shown a particular interest against the marine corrosion of steel, by the dissolution of the brucite layer which combine both passive and active protection true the formation of Aragonite inside and above the ceria layer and the steel passivation.