Conclusion Générale
Ce travail mené dans le cadre de la
préparation du mémoire de magistèr est consacré
à l'étude des couches minces à base de terres rares
destinées à l'élaboration de revêtements protecteurs
contre les milieux corrosifs.
L'étude expérimentale est divisée en deux
parties dont la première est dédiée à
l'élaboration des revêtements électrolytiques à base
d'oxydes de cérium sur acier à bas carbone « A366 »
à partir de solutions de nitrate de cérium de concentrations
0,01M et 0,1M, les densités de courant
appliquées sont de 0,25 - 0,5 - 1 - 1,5 et 3
mA/cm2.
La seconde partie est consacrée à l'étude
comportementale électrochimique des échantillons nus et
revêtus et dans ce but, plusieurs techniques électrochimiques en
modes stationnaire et transitoire ont été utilisées et
parmi celles-ci, nous nous sommes intéressés en particuliers :
- au suivi du potentiel en fonction du temps d'immersion.
- au tracé des courbes de polarisation linéaire
et cyclique.
- et au tracé des diagrammes de spectroscopie
d'impédance électrochimique (SIE).
La caractérisation des revêtements à
été réalisée dans deux milieux en l'occurrence,
NaCl 0,5M et l'eau industrielle.
Sur la base des résultats obtenus par les
différentes techniques électrochimiques, au cour de
l'élaboration des revêtements, l'allure des courbes temporelles
chronopotentiométriques enregistrées permet de constater qu'a
différentes densités de courant celles-ci se caractérisent
par une décroissance monotone et rapide du potentiel vers des valeurs
très cathodiques suivies d'un pseudo stabilité qui se
définie par une faible variation du potentiel, indiquant la formation
d'un film à la surface.
Le suivi du potentiel de corrosion avec le temps d'immersion
de l'acier nu montre que le changement de l'allure de la courbe avec le temps
d'immersion est lié aux réactions d'oxydo-réductions se
déroulant à l'interface, l'évolution du potentiel vers des
valeurs électronégatives caractérise un
phénomène de dissolution spontané, les dépôts
de produits de corrosion formés peuvent jouer un rôle actif de
barrière plus ou moins efficace. L'évolution du potentiel
à circuit ouvert pour les électrodes revêtus à
différentes densités de courants élaborés dans un
bain du Ce(NO3)3.6H2O à 0,01 M et
0,1 M immergés dans la solution NaCl 0,5M nous permet
de conclure que pour les électrodes revêtus à 0,25 et 1,5
mA/cm2, les potentiels enregistrés au début
d'immersion indiquent clairement la formation d'un film protecteur à la
surface de l'acier, la chute du potentiel est liée à une
première interaction du revêtement avec le milieu agressif
indiqué par les faibles valeurs des potentiels enregistrées .En
effet, un palier caractérisé par une stabilité des
potentiels est observé indiquant une parfaite protection de la surface,
d'un autre côté les courbes relatives aux revêtements
obtenus à 0,5 et 1 mA/cm2 indiquent une passivation
instantanée c'est-à-dire un comportement plus meilleur que celui
observé précédemment.
Il est à noter que pour les dépôts obtenus
à partir de Ce(NO3)3.6H2O 0,1M, des modifications ont été
observées. En effet, l'allure des courbes dans la gamme de
densité de courant de 0,5 à 1,5 mA/cm2, le potentiel
évolue vers des valeurs négatives lié à la
destruction de la couche externe préexistante à la surface du
substrat, ensuite le potentiel évolue vers des valeurs positives avant
de se stabiliser. Cette différence est vraisemblablement liée
à la nature, la qualité et les propriétés du
revêtement. Tandis que la courbe relative au dépôt obtenue
à 0,25 mA/cm2, est caractérisée par une chute
de potentiel après une heure d'immersion vers des valeurs
négatives. Le film formé dans ces conditions serait peut
être de nature à protéger l'acier.
Pour le revêtement obtenu à 3mA/cm2 la
chute monotone et continue du potentiel en fonction du temps laisse croire que
l'attaque du revêtement continue de l'être. Ceci est dû soit
à la discontinuité du revêtement ou à sa faible
épaisseur.
En analysant les mesures de la résistance de
polarisation on s'aperçoit que quelle que soit la concentration, on
observe que, par rapport à l'acier nu, les potentiels d'abandon des
substrats revêtus tendent vers des potentiels cathodiques et ceci
confirme bien l'existence du film protecteur et son pouvoir de protection
cathodique. En outre, on constate de plus en plus, que les potentiels relatifs
aux revêtements obtenus entre 0,5 et 1,5 mA/cm2 sont quasiment
stables et en dépassant cette valeur (à 3mA/cm2) le
potentiel se déplace dans le sens inverse et tend à
démontrer que les revêtements élaborés dans ce
domaine de densité de courant sont les plus efficaces.
En plus les voltammogrammes obtenus confirment bien les
résultats déjà obtenus, ils ne montrent aucun pic de
réduction ou d'oxydation ce qui permet de conclure que les
revêtements sont essentiellement composés d'oxydes stable.
Par ailleurs les mesures d'impédance
électrochimique, ont montré que pour les revêtements
élaborés à 0,25mA/cm2 à partir du Ce
(NO3)3.6H2O 0,01M, la boucle inductive BF obtenu indique un revêtement
non recouvrant.
Le diagramme relatif au revêtement obtenu à
3mA/cm2 est composé d'une boucle capacitive et l'initiation
d'un autre temps de relaxation est le résultat soit d'une diffusion ou
d'un nouveau phénomène capacitif.
En augmentant la concentration à 0,1M, les diagrammes
relatifs aux revêtements obtenus entre 0,25 et 1 mA/cm2 sont
presque identiques, avec un meilleur comportement que ceux obtenus à
1mA/cm2. Pour le revêtement obtenu à
3mA/cm2, les très faibles valeurs des résistances de
polarisation indique certainement un revêtement très
fissurés et est potentiellement dû au détachement au cours
de son immersion dans NaCl 0,5M.
Le suivi du potentiel de corrosion avec le temps d'immersion
de l'acier nu dans le milieu eau industrielle démontre que
l'évolution du potentiel se fait vers des valeurs positives et par
conséquent l'acier est de moins en moins actif.
En effet l'analyse expérimentale démontre que
les ions présents dans le milieu eau industrielle, et en particulier la
présence des sels carbonatés, constituent la source de la
présence du dioxyde de carbone (CO2), qui attribue à la formation
des produits de corrosion.
L'évolution du potentiel à circuit ouvert des
électrodes revêtues à différentes densités de
courants élaborés dans un bain de Ce(NO3)3. 6H2O 0,1 M
immergés dans l'eau industrielle permet d'aboutir à la conclusion
suivante. A des densités de courant allant de 0,25 à 1,5
mA/cm2 l'évolution du potentiel vers des valeurs cathodiques
révèle que les revêtements formés à ces
densités de courant présentent les meilleurs comportements
à la corrosion. Tandis que la courbe relative au dépôt
obtenu à 3mA/cm2 et qu'après immersion la formation
des produits de corrosion remplit le vide.
L'examen des résultats expérimentaux des courbes
de polarisation obtenues par l'électrode nue et par les
électrodes revêtues à différentes densités de
courants, pour les deux concentrations 0,01 et 0,1 M du Ce(NO3)3.6H2O montrent
le déplacement du potentiel vers des valeurs anodiques, une diminution
dans les valeurs du courant de
corrosion comparées à celles obtenues dans le
milieu NaCl 0,5M. I' influence des dépôts, en présence de
CO2 fait diminuer les vitesses de corrosion, et conséquemment, il
engendre la croissance d'un dépôt protecteur à la
surface.
Par ailleurs; les voltammogramme ainsi obtenus
présentent des hystérésis relativement étroites, le
tracé aller se superpose presque au tracé retour, aucune
observation d'apparition des phénomènes électrochimiques
(pic d'oxydation et/ou pic de réduction).
Pour les mesures d'impédance, le spectre de
l'électrode nue décrit deux boucles capacitives laissant penser
que la première boucle est peut être attribuée aux
transferts de charges à l'interface et la deuxième boucle est
liée au phénomène d'adsorption des produits de corrosion
accumulés à la surface de l'électrode .Quand aux
électrodes revêtues à partir d'une concentration de 0,01 M
du Ce(NO3)3.6H2O, le spectre affiche une boucle capacitive, les tailles des
boucles augmentant avec l'augmentation de la densité de courant celle-ci
est manifestement attribuée à l'augmentation de
l'efficacité du film et à son épaississement.
A partir de 0,1 M du Ce(NO3)3.6H2O, on observe un changement
dans l'allure de l'électrode revêtue à
0,25mA/cm2 elle est comparable à celle obtenue pour
l'électrode nue.
Pour des densités de courant variant de 0,25 -0,5-
1mA/cm2 on note une augmentation de la Rc conjointement à une
diminution de CPEc ( capacité de la double couche du revêtement).
Cette évolution est peut être due à la
pénétration de l'électrolyte dans les pores du
dépôt. En effet, l'état de fissuration devenant important,
on peut donc penser que les produits de corrosion colmatent certains pores de
dépôt. Dans les mêmes densités de courant, on note
une diminution de Rtc et une diminution de CPEdl cette évolution est
peut être attribuée à un blocage croissant de transfert de
charge à la surface de l'électrode, et d'autre part une
diminution de la surface de contact causée par l'adsorption du
revêtement et à l'accumulation des produits de corrosion à
la surface de l'électrode. Inversement, à une densité de
courant de 1,5 et 3 mA/cm2 on observe une diminution de Rtc et le
dépôt formé qui semble afficher une résistance
à l'agressivité du milieu est donc de médiocre nature
morphologique (structure, homogénéité) apte à
assurer son rôle de protection de l'acier.
Pour l'ensemble des revêtements
caractérisés dans les deux milieux en l'occurrence, NaCl 0,5M et
l'eau industrielle, la résistance semble être se comporter de
manière identique avec cependant, une légère
différence dans les valeurs des résistances de polarisation et
une meilleure efficacité des revêtements dans l'eau industrielle.
On peut donc conclure que les deux revêtements présentent de bons
facteurs de résistance vis-à-vis de la solution
corrosive.
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