Étude de l'action d'un inhibiteur de corrosion à la surface du fer

Influence du milieu bactérien

Study of the action a corrosion inhibitor on iron surface influence of bacterial environment

¹ Ecole Nationale Supérieure des Arts et Industries de Strasbourg (ENSAIS), Laboratoire d'Ingénierie des Surface, Strasbourg
² Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques, Champs-sur-Marne
³ Fortex, laboratoire d’analyse, Strasbourg

Résumé

Dans le cadre de la préservation des monuments en pierre nous nous sommes intéressés à une des causes de l’éclatement de la pierre sous l’action des contraintes engendrées par la corrosion des armatures métalliques du fait de l’augmentation de volume liée à la transformation du métal en oxydes. Dans le but de trouver des moyens de prévention face à l’apparition de ces phénomènes, un inhibiteur minéral, prévu pour être utilisé dans les bétons a été testé. Pour mener à bien ce travail, des solutions représentatives des différents milieux riches en sels pouvant être responsables de la corrosion de l’armature dans le cas particulier de la pierre ont été mises au point. L’étude de l’action de l’inhibiteur a été effectuée en deux étapes : des échantillons de fer ont d’abord été plongés dans ces solutions, puis des observations et analyses des dépôts formés sur les échantillons après 30 jours d'immersion ont été réalisés. Des observations en Microscopie Electronique à Balayage (MEB) et/ou Microscopie Electronique à Balayage Environnemental (ESEM) et des analyses par rayons X (diffraction des rayons X. fluorescence X, microanalyse en dispersion d’énergie couplée au MEB) ont permis de caractériser la nature des dépôts formés. L'action de l’inhibiteur sur la surface du métal a, quant à elle, été déterminée par des observations MEB et des mesures de profilomètrie optique 3D sur les échantillons décapés. Les observations en mode ESEM ont également permis de constater que travaillant en milieu non stérile, des bactéries avaient pu se développer et pouvaient influencer les vitesses de corrosion et conditionner la fonction inhibitrice de l'inhibiteur

Abstract

In the context of stone monument preservation, we are interested in one of the causes of bursting of the stone under the action of stresses generated by the corrosion of the metal reinforcements because of the increase in volume related to the transformation of metal in oxides. In order to find a means of prevention when faced with the appearance of this phenomenon, a mineral inhibitor, used in concretes, was tested. To carry out this work, representative solutions of different mediums rich in salts that can be responsible for the corrosion of the metal reinforcements in the particular case of stone were developed. The study of the action of the inhibitor was done in two steps : iron samples were initially immersed into these solutions, then after 30 days of immersion analysis of the deposits formed on the samples were carried out. Analysis with the Scanning Electon Miscroscope (SEM) and/or Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM) and analysis by X-ray (X-ray diffraction, X-ray fluorescence, SEM energy dispersive X-ray microprobe) permitted the characterization of the nature of the deposits formed. The action of the inhibitor on the surface of the metal was determined by SEM observations and measurements of the surface roughness with 3D profiles on the samples that were chemically etched to remove the oxide layer. The ESEM observations also allowed the observation that when working in a non-sterile environment, some bacteria were able to develop and could influence the corrosion rate and the effectiveness of the inhibitor