Mécanisme enzymatique en milieux faiblement chlorurés : influence de la glucose oxydase sur le comportement électrochimique de l'acier inoxydable AISI 316L

Enzymatic mechanism in low chloride medias : Influence of glucose oxidase on the electrochemical behaviour of AISI 316L stainless steel

¹ Laboratoire Roberval, FRE 2833 CNRS, Université de Technologie de Compiègne, BP. 20529-60205 Compiègne Cedex, France
² Laboratoire LGPM, École Centrale Paris, 92295 Châtenay-Malabry, France
³ Génie Enzymatique et Cellulaire, CNRS UMR 6022, Université de Technologie de Compiègne, BP. 20529-60205 Compiègne Cedex, France
⁴ DPC/SCCME, CEA-Saclay, 91191 Gif-Sur-Yvette Cedex, France

Reçu : 12 Juin 2007
Accepté : 21 Juin 2007

Résumé

Le comportement électrochimique des aciers inoxydables en eaux naturelles a été caractérisé par une augmentation de leur potentiel de corrosion libre. Ce phénomène est fortement lié à la formation d'un biofilm à leur surface. Plusieurs études ont montré que le biofilm modifie la réaction de réduction de l'oxygène et qu'il agit principalement sur les processus cathodiques. L'une des hypothèses qui explique le mode d'action du biofilm met en jeu le rôle de certaines bactéries qui utilisent l'oxygène pour former des intermédiaires réactifs. En réalité, ces bactéries sécrètent des enzymes extracellulaires responsables de la formation de ces espèces réactives. Certaines réactions enzymatiques consistent à réduire l'oxygène de l'air pour former du peroxyde d'hydrogène (H₂O₂). Ce produit interagit avec la couche passive des aciers inoxydables et affecte fortement leur comportement électrochimique, même dans les milieux faiblement chlorurés. L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence d'une réaction enzymatique (type oxydoréductase) sur les processus anodiques et cathodiques sur acier inoxydable AISI 316L. L'étude a été menée dans deux milieux artificiels, simulant les eaux douces naturelles, avec des concentrations différentes en chlorures. Des suivis du potentiel de corrosion libre ainsi que des méthodes voltampérométriques ont été utilisés pour mettre en évidence le rôle du peroxyde d'hydrogène bioformé.

Abstract

The open circuit potential (OCP) of stainless steels immersed in natural waters generally increases with time. This phenomenon is strongly linked to the formation of a biofilm on the surface. Several studies have proved that the biofilm modifies the reaction of reduction of dissolved oxygen and that it acts mainly on the cathodic processes. One of the hypotheses explaining the action of the biofilm involves certain bacteria which use dissolved oxygen and extracellular enzymes to produce reactive oxygen species. Among this kind of metabolites is hydrogen peroxide H₂O₂. This compound interacts with the passive layer of stainless steels and affects their electrochemical behaviour, even when the chloride concentration is low. The aim of this work is to study the influence of an enzymatic reaction (of the oxydoreductase type) on anodic and cathodic processes on AISI 316L stainless steel. Experiments are carried out in two artificial electrolytes simulating natural freshwaters, with two different chloride concentrations. The role of enzymatically-produced hydrogen peroxide is shown by OCP measurements and voltamperometric methods.