Les biofilms aérobies, moteurs de la biocorrossion

Aerobic biofilms, driving force of biocorrosion

Laboratoire de Génie Chimique - CNRS, Université Paul Sabatier, Toulouse bergel@chimie.ups-tlse.fr

Résumé

Il est maintenant communément admis que le potentiel de libre corrosion d’échantillons d’aciers inoxydables immergés dans des eaux naturelles augmente à cause de la formation d’un biofilm à la surface du matériau. L’augmentation du potentiel de libre corrosion est généralement attribuée à un effet de catalyse de la réaction cathodique provoqué par les biofilms aérobics.

De nombreux mécanismes différents ont été proposés pour expliquer cet effet, et une revue exhaustive des modèles à déjà été réalisée [6]. Une discussion complémentaire est proposée ici, sur les quatre modèles qui semblent les plus élaborés :

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  la catalyse enzymatique directe de la réduction de l’oxygène,

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  la catalyse enzymatique de la réduction de l’oxygène faisant intervenir le peroxyde d'hydrogène comme espèce intermédiaire,

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  la catalyse de la réduction de l’oxygène par les oxydes de la couche passive,

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  la réduction du dioxyde de manganèse formé par les bactéries manganèse oxydantes.

L’accent est mis sur la distinction entre les phénomènes d’augmentation du potentiel de corrosion libre et d’augmentation des vitesses de corrosion. Tous les modèles semblent capables d’expliquer de façon différente l’augmentation du potentiel. Ceci est plus à considérer comme l’expression de la complexité du phénomène, que comme une lutte entre théories divergentes. Toutefois, à notre avis, les recherches doivent continuer pour expliquer clairement le phénomène d’augmentation des vitesses de corrosion.

Abstract

It is now widely agreed that the free corrosion potential of stainless steels immersed in natural waters increases because of the formation of a biofilm on the surface of the material. It is generally believed that aerobic biofilms provoke potential ennoblement by enhancing the cathodic reaction of the electrochemical system. A lot of different mechanisms have been proposed to explain this effect, and an exhaustive review of these models has already been done [6]. A complementary discussion is proposed here on the four models that seem to be the most elaborated :

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  direct enzymatic catalysis of oxygen reduction,

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  enzymatic catalysis of oxygen reduction involving hydrogen peroxide as intermediate species,

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  catalysis of oxygen reduction by the oxides of the passive layer,

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  reduction of manganese dioxide that was formed by manganese oxidising bacteria.

The distinction is emphasised between the phenomena of ennoblement of the free corrosion potential and of enhancement of corrosion rates. Each model seems to be able to explain potential ennoblement in a different way. This fact should be considered more as a proof of the complexity of the phenomenon, rather than a fight between opposite theories. Nevertheless, in our opinion, work has still to be pursued to clearly explain the phenomenon of enhancement of the corrosion rates.