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Corrosion et durabilité des structures

Sigle: S6916, ECTS: 1

Objectifs du cours

Si l'on pose la question des divers modes de dégradation des matériaux, on aboutit rapidement à l'observation suivante : un matériau en cours d'utilisation devra être remplacé, soit à cause d'une rupture mécanique, soit du fait de la corrosion, soit enfin de l'intervention simultanée de ces deux phénomènes.

Le coût de la corrosion et de ses conséquences approche 4 % du P.N.B. Malgré l’importance de l’enjeu financier, ces phénomènes sont peu étudiés en France et peu enseignés dans les écoles d’ingénieurs.
Aussi la nécessité de sensibiliser de futurs ingénieurs généralistes aux problèmes de corrosion apparaît donc clairement.

Objectifs du cours 

L’objectif principal du cours est de donner à la fois une vue globale des phénomènes de corrosion et suffisamment de « bagage » pour avoir un regard critique sur les études de corrosion. Pour cela les objectifs seront :

  • d’acquérir les connaissances de base en électrochimie, d’apprendre les bases suffisantes de la théorie de la diffusion dans les oxydes et des flux de diffusion, pour aborder valablement un problème de corrosion humide ou de corrosion à haute température des métaux.
  • d’acquérir la démarche d'esprit, ou - si l'on veut - le schéma de raisonnement type qui permettra de s'orienter dans la résolution du problème.
  • d’être capable, devant une classe de matériaux métalliques donnée, d'apprécier rapidement les risques de corrosion encourus pour les conditions d'utilisation proposées et d'orienter valablement les études préalables à la mise en œuvre du matériau.
En effet, il n'est pas possible de fournir à l'heure actuelle un schéma unifié permettant à coup sûr de résoudre n'importe quel problème de corrosion, en particulier pour ce qui concerne les corrosions localisées et l'oxydation à haute température.
Par contre, la compréhension des mécanismes fondamentaux de corrosion et la familiarisation avec les moyens d'étude quantitatifs de ces phénomènes fournissent un fil directeur nécessaire pour ne pas s'embourber dans l'empirisme quasi-total qui préside bien souvent aux choix des matériaux par leurs utilisateurs.
Le cours, et le contrôle des connaissances qui en découle, est donc centré sur :
  • La connaissance du petit nombre de lois fondamentales qui conditionnent la compréhension des phénomènes de corrosion.
  • La connaissance des moyens d'étude permettant de caractériser le phénomène.
  • L'aptitude, devant un problème de corrosion donné, à tirer de ces lois et des données expérimentales, une interprétation valable du phénomène pouvant aller jusqu'à chiffrer le risque encouru ou éventuellement proposer un moyen de protection.
  • La connaissance du comportement type des grandes classes de matériaux métalliques vis à vis des différents modes de corrosion.
Prolongements

Les prolongements possibles du cours ont été en fait définis plus haut ; c'est dans la pratique courante, au cours d'un problème donné, que pourront être utilisées les idées acquises et la démarche de raisonnement expérimentée pendant le cours.

Pré-requis

  • Des bases simples de thermodynamique, portant surtout sur la bonne compréhension des variables et des fonctions thermodynamiques classiques (un bref rappel sera donné);
  • Quelques connaissances de science des matériaux (structure des métaux, défauts dans les cristaux) qui sont de toute façon rappelées lorsqu'il est nécessaire d'y faire appel.

Programme

  • Corrosion électrochimique par les solutions aqueuses. Applications et exemples (corrosion généralisée, corrosion localisée, métaux passivables, etc.).
  • Oxydation des métaux et alliages par les gaz à haute température (corrosion sèche). Applications et exemples (aciers, alliages chromino-formeurs, etc.).
  • Notions sur la protection des métaux contre la corrosion sèche et aqueuse (protection électrochimique, revêtements, inhibiteurs).

Modalités d'évaluation

  • Examen écrit de 2h sur une étude de cas industriel (documents de cours autorisés).

Modalités pédagogiques

Le cours se déroule sur 5 séances de 2h15 chacune (hors examen).

Deux séances sont consacrées à la corrosion aqueuse, deux autres à l’oxydation à haute température.

Pour illustrer le cours, la dernière séance est consacrée à des études de cas qui prennent la forme d’un TD (exemple de cas traités : piles à combustible, échangeurs thermiques, …) et/ou de conférences d’intervenants extérieurs sur une problématique de corrosion en milieu industriel (nucléaire, automobile, …).

Une visite d'une demi-journée des laboratoires de corrosion du CEA Saclay, en lieu et place de la dernière séance et en application directe du cours, peut également être envisagée avec : présentation générale de la problématique corrosion dans le domaine du nucléaire et exemples spécifiques (corrosion sous contrainte, confinement des déchets, piles à combustible, matériaux archéologiques,...).

Equipe pédagogique

Responsable(s)
Cecilie DUHAMEL

Chargé(s) d'enseignement
Laure MARTINELLI

Sigle S6916
Année 3ème année
Niveau Graduate 2nd year
Crédits ECTS 1
Coefficient 1
Nb. d'heures 12
Nb. de séances 10
Type de cours Enseignement spécialisé
Semestre 6
Période Printemps
Domaines
  • Matériaux
  • Chimie, physico-chimie
Dernière mise à jour:
07 Apr 2015 20:11 par Franck