Comportement des aciers en environnement naturel : cas des aciers inoxydables en eau de mer

Behaviour of steels in natural environments: Focus on stainless steels in natural sea water

CEA/DEN-Saclay, Service de la Corrosion et du Comportement des Matériaux dans leur Environnement, Bât. 458, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

Reçu : 6 Février 2006
Accepté : 8 Mars 2006

Résumé

Le comportement des aciers et alliages passivables dans les environnements naturels est fonction non seulement de la composition chimique du matériau et du milieu, mais également des micro-organismes présents. La démarche mise en œuvre pour appréhender le comportement des aciers et alliages passivables en eaux naturelles est illustrée à l'aide des études menées sur le comportement des aciers inoxydables en eau de mer. En conditions aérées, ces études ont conduit à une proposition de « modèle enzymatique » basé sur une catalyse enzymatique de la réaction cathodique. Un tel modèle rend compte du comportement général des alliages passivables dans les eaux naturelles d'une façon globale, et a permis la mise au point d'une eau de mer biosynthétique qui reproduit les phénomènes de corrosion par effet de crevasse observés en eau de mer naturelle. Le couplage de zones voisines soumises à des conditions aérobies et anaérobies, avec la présence de sulfures qui diminue la résistance de la couche passive, constitue la situation la plus défavorable pour la tenue des alliages passivables. Ces résultats conduisent au concept de biofilms actifs électrochimiquement.

Abstract

Corrosion behaviour of steels and alloys in natural environments is not only dependent to material parameters and environmental chemistry, but also to micro-organisms which may be there. The global demarche used to investigate the behaviour of alloys in natural environments is illustrated by the work done on stainless steels in seawater. In aerated seawater, studies led to the proposal of an “enzymatic model” based on the enzymatic catalyze of the cathodic reaction and which allows reproducing the electrochemical behaviour of stainless steels in natural seawater and the crevice corrosion phenomena observed in natural seawaters. Coupling areas under aerobic and anaerobic conditions leads to the worst situation for stainless steel behaviour: the catalysis of the cathodic reaction on aerobic exposed surfaces and the decrease of the corrosion resistance of anaerobic surfaces due to sulphides. These results lead to the concept of electro-active biofilms.