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Boyer, Quentin. Formulation d'un nouveau traitement de conversion chimique sans chrome pour la protection anticorrosion d'alliages d'aluminium aéronautiques

Boyer, Quentin (2018). Formulation d'un nouveau traitement de conversion chimique sans chrome pour la protection anticorrosion d'alliages d'aluminium aéronautiques.

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Résumé en francais

Dans le contexte aéronautique actuel, le phénomène de corrosion est une problématique majeure et c'est pourquoi des traitements de surface sont nécessaires. Les traitements de conversion sont très utilisés mais mettent en oeuvre actuellement du chrome hexavalent ou trivalent. Or, une réglementation environnementale (REACh), qui entrera en vigueur en 2024, vise à interdire l'utilisation de substances à base de chrome hexavalent qui sont toxiques. Dans une problématique de développement durable, les industriels du secteur sont en train d'investiguer des solutions totalement exemptes de chrome pour ce type d'application. Ces travaux de thèse s'inscrivent dans ce cadre et portent sur la formulation de nouvelles solutions de traitements de conversion sur alliage d'aluminium 2024-T3 ainsi que l'étude paramétrique associée. Plusieurs inhibiteurs de corrosion connus du CIRIMAT ou recensés dans la littérature ont été étudiés tels que le cérium, les tungstates et les molybdates. La première étude a consisté à discriminer ces inhibiteurs par détermination de leurs propriétés électrochimiques, principalement par chronopotentiométrie et spectroscopie d'impédance électrochimique, et de leur microstructure, la couche de référence restant celle à base de chrome trivalent. Deux couches de conversion (à base de Ce3+ et de WO4 2-) ont été sélectionnées et ont fait l'objet de caractérisations microscopiques approfondies ainsi que d'une analyse exhaustive par spectroscopie d'impédance électrochimique via l'utilisation de circuits électriques équivalents. Les résultats ont démontré qu'il existe une bonne corrélation entre la structure d'une couche de conversion (couche interfaciale, couche interne et couche externe) et ses propriétés électrochimiques. Ainsi, la couche interfaciale confère au système la meilleure résistance à la corrosion via un effet barrière très marqué. La couche interne protège cette couche interfaciale vis-à-vis de l'électrolyte par la formation d'une couche passivante. Enfin, la couche externe joue le rôle de réservoir d'inhibiteur de corrosion qui peut cicatriser le système lors d'un endommagement local. Finalement, pour des raisons de facilité de mise en œuvre à l'échelle industrielle, la couche de conversion à base de tungstate a été privilégiée. Dans le but d'optimiser ses performances en anticorrosion, l'influence de paramètres tels que la concentration en inhibiteur, la durée de conversion, le pH et la durée de stockage a été évaluée. La solution optimisée a ensuite été complétée par un post-traitement et a démontré de bonnes propriétés anticorrosion après analyse électrochimique. Ces résultats ont conduit à une seconde étape qui est le transfert à l'échelle pilote chez l'industriel, Mecaprotec Industries, coordinateur du projet FUI NEPAL dans lequel plusieurs industriels sont partenaires.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Ansart, Florence
Duluard, Sandrine
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des MATériaux (CIRIMAT), UMR 5085
Mots-clés libres :Revêtement - Corrosion - Couche de conversion exempte de chrome
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :03 Dec 2019 09:04