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Corrosion
La corrosion est une transformation progressive d’un matériau au contact de son environnement. Pour les métaux, elle met souvent en jeu des réactions électrochimiques.
Pourquoi le fer rouille-t-il ?
Le fer exposé à l’eau et à l’oxygène peut s’oxyder progressivement. Des réactions électrochimiques se produisent à la surface : certaines zones du métal libèrent des électrons, tandis que d’autres réactions les consomment. Les produits formés évoluent ensuite vers différents oxydes et hydroxydes de fer.
La rouille n’est pas une substance unique
Dans la vie courante, on appelle « rouille » la couche brun-rouge qui apparaît sur le fer et l’acier. En réalité, elle peut contenir plusieurs composés du fer, souvent hydratés. Sa composition dépend des conditions d’humidité, d’oxygénation, de température et de la présence d’ions dissous.
Pourquoi l’eau salée accélère-t-elle souvent la corrosion ?
L’eau contenant des ions conduit mieux le courant que de l’eau très pure. Dans une corrosion électrochimique, cette conduction ionique facilite les échanges entre les différentes zones de la surface. C’est pourquoi les environnements marins et le sel de déneigement peuvent accélérer fortement la corrosion de certains métaux.
Du sel projeté sur une carrosserie ou sur les parties métalliques sous le véhicule peut créer un milieu humide et conducteur. Rincer régulièrement ces dépôts réduit le temps de contact avec cet environnement corrosif.
Pourquoi certains métaux résistent-ils mieux ?
Tous les métaux ne réagissent pas de la même façon. Certains forment à leur surface une couche compacte qui ralentit fortement les réactions ultérieures. L’aluminium, par exemple, se couvre rapidement d’une fine couche d’oxyde protectrice. On parle de passivation lorsque la surface devient beaucoup moins réactive à cause d’un film protecteur.
Peinture et revêtements
Une méthode simple consiste à isoler le métal de son environnement. Peinture, vernis ou revêtement polymère empêchent l’eau et l’oxygène d’atteindre directement la surface. Si le revêtement est rayé, la protection peut toutefois devenir localement moins efficace.
Galvanisation : pourquoi ajouter du zinc ?
L’acier galvanisé est recouvert de zinc. Ce revêtement constitue une barrière, mais le zinc peut aussi jouer un rôle électrochimique protecteur lorsque la surface est légèrement endommagée. Dans certaines conditions, il s’oxyde préférentiellement et contribue ainsi à protéger le fer.
Corrosion et pile électrochimique
De petites zones d’un même objet métallique peuvent jouer des rôles différents, comme les électrodes d’une pile. L’humidité forme un électrolyte et les électrons se déplacent dans le métal. Cette comparaison aide à comprendre pourquoi la corrosion est souvent localisée et pourquoi le contact entre deux métaux différents peut modifier fortement la vitesse de dégradation.
Corrosion ≠ simple usure
Une rayure mécanique enlève de la matière sans nécessairement produire une nouvelle substance. La corrosion implique une réaction du matériau avec son environnement. Dans la réalité, usure mécanique et corrosion peuvent évidemment se renforcer mutuellement.
L’essentiel
La corrosion transforme progressivement un matériau au contact de son environnement. Pour le fer, l’eau, l’oxygène et les ions dissous jouent un rôle important. Peinture, passivation, galvanisation ou protection électrochimique permettent de ralentir le phénomène. Comprendre la corrosion revient en grande partie à comprendre des réactions d’oxydoréduction et d’électrochimie.