Thèse soutenue

Etude des mécanismes de corrosion et protection contre la corrosion pour la minimisation de la signature électrique des bâtiments de la marine
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Auteur / Autrice : Marie Minola
Direction : Virginie RocheJean-Claude Leprêtre
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
Date : Soutenance le 28/01/2022
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrochimie et de physicochimie des matériaux et des interfaces (Grenoble ; 1995-....)
Jury : Président / Présidente : Eric Saint-Aman
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Devos, Ricardo Nogueira, Olivier Chadebec, Cédric Goëau
Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Tribollet, Philippe Refait

Résumé

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L’optimisation des systèmes de protection contre la corrosion des structures offshores et la prédiction de l’état de dégradation de ces dernières, sont des enjeux majeurs du secteur maritime. Ces systèmes de protection sont à l'origine de champs électromagnétiques formant la signature électrique des navires. Cette signature représente pour les bâtiments de la marine un risque fort d’être détecté lors d’opérations. Ces dernières décennies, des travaux de recherche ont été mis en place afin de travailler sur la discrétion électrique de ces navires. Cette signature serait dépendante des conditions physiques du milieu mais également de l’état de surface des métaux immergés. Une évaluation de l’impact réel de ces paramètres est importante pour une prédiction réaliste de cette signature par simulation numérique. Le solveur CorOnS, basé sur la méthode d’intégrale de frontière, à l’origine de la collaboration interlaboratoires (DGA, G2Elab et LEPMI), a été développé dans ce cadre. Une recherche expérimentale amont est nécessaire, afin de mieux comprendre comment les interfaces sont susceptibles d’évoluer, suivant différents scénarios de corrosion rencontrés dans les conditions réelles. Ces recherches permettront d’alimenter également les bases de données du solveur notamment pour la mise en place de ces les conditions limites . C’est dans cette démarche que s’inscrit ce projet de thèse. L’utilisation de la spectroscopie d’impédance électrochimique et de la voltampérométrie, ont permis de caractériser les différentes interfaces présentes à l’échelle de la carène d’un navire : matériau d’hélice (acier inoxydable et NAB) et de carène (acier carbone peint et non-peint) en eau de mer synthétique. Les résultats obtenus ont confirmé la dépendance des densités de courant mesurées et donc indirectement la signature électrique des navires, avec l’environnement et l’état de surface des matériaux. L’augmentation de la température du milieu de 10°C entraine pour l’acier carbone non peint à l’abandon, une augmentation des densités de courant et une diminution de la capacité de double couche confirmant un écrantage plus important de la surface par le dépôt de produits de corrosion. De même pour une variation cette fois-ci des conditions d’aération (milieu désaéré et saturé en dioxygène), l’acier martensitique en tant que matériau d’hélice présente une augmentation d’une décade de ses densités de courant sous polarisation cathodique. À l’inverse, le vieillissement des interfaces, caractérisé par la formation de dépôt du type calco-magnésien sous PCCI, entrainerait une baisse des densités de courant. Ces densités de courant ne semblent pas impactées par des phases de coupures de la PCCI, seul le dépôt voit sa nature évoluer. Des tests à plus grandes échelle, (maquette 1/100ème), ont permis de valider l’utilisation des courbes de polarisations obtenues sur des échantillons « laboratoires » comme conditions limites avec des résultats similaires