Vidéo: Electrolyse - Démonstration et méthode - Astuce bricolage 2025
Il y a plus de 200 ans, la frégate britannique Alarm a perdu ses feuilles de cuivre en raison de la corrosion rapide des clous en fer utilisés pour fixer le cuivre à la coque. Cette corrosion rapide est due à un processus chimique appelé corrosion galvanique.
La corrosion galvanique ne peut se produire que lorsque deux métaux électrochimiquement différents sont proches l'un de l'autre et sont également immergés dans un liquide électrolytique (tel que l'eau salée).
Lorsque cela se produit, les métaux et l'électrolyte créent une cellule galvanique. La cellule a pour effet de corroder un métal au détriment de l'autre.
Dans le cas de l'Alarme, le fer était corrodé au détriment du cuivre. Deux ans seulement après avoir fixé les feuilles de cuivre, les clous de fer qui servaient à maintenir le cuivre sous le navire étaient déjà fortement corrodés, ce qui provoquait la chute des feuilles de cuivre.
Comment fonctionne la corrosion galvanique
Les métaux et les alliages métalliques possèdent tous des potentiels d'électrodes différents. Les potentiels d'électrode sont une mesure relative de la tendance d'un métal à devenir actif dans un électrolyte donné. Plus un métal est actif, ou moins noble, plus il est susceptible de former une anode (électrode chargée positivement) dans un environnement électrolytique. Moins un métal est actif, ou plus il est noble, plus il est probable qu'il forme une cathode (électrode chargée négativement) lorsqu'il se trouve dans le même environnement.
L'électrolyte agit comme un conduit pour la migration des ions, en déplaçant les ions métalliques de l'anode à la cathode. Le métal anodique, par conséquent, se corrode plus rapidement qu'il ne le ferait autrement, tandis que le métal de la cathode se corrode plus lentement et, dans certains cas, peut ne pas se corroder du tout.
Dans le cas de Alarme , le métal de la plus grande noblesse (le cuivre) agit comme une cathode, tandis que le moindre fer noble agit comme une anode.
Les ions de fer ont été perdus au détriment du cuivre, ce qui a entraîné la détérioration rapide des ongles.
Comment se protéger contre la corrosion galvanique
Avec notre compréhension actuelle de la corrosion galvanique, les navires à coque métallique sont maintenant équipés d'anodes sacrificielles, qui ne jouent aucun rôle direct dans le fonctionnement du navire, mais servent à protéger les composants structurels du navire. Les anodes sacrificielles sont souvent constituées de zinc et de magnésium, des métaux à très faible potentiel d'électrode. Comme les anodes sacrificielles se corrodent et se détériorent, elles doivent être remplacées.
Pour comprendre ce que le métal va devenir une anode et qui servira de cathode dans les environnements électrolytiques, il faut comprendre la noblesse des métaux ou le potentiel des électrodes. Ceci est généralement mesuré par rapport à l'électrode au calomel standard (S.C.E.).
Une liste de métaux, classés en fonction du potentiel d'électrode (noblesse) dans l'eau de mer en écoulement, est présentée dans le tableau ci-dessous.
Il convient également de souligner que la corrosion galvanique ne se produit pas uniquement dans l'eau. Les cellules galvaniques peuvent se former dans n'importe quel électrolyte, y compris l'air ou le sol humide, et les environnements chimiques.
Série galvanique dans l'eau de mer en écoulement
| Electrode d'état stable | Potentiel matière, volts (demi-cellule de calomel saturé) |
| Graphite | +0. 25 |
| Platine | +0. 15 |
| Zirconium | -0. 04 |
| Acier inoxydable de type 316 (passif) | -0. 05 |
| Type Acier inoxydable 304 (passif) | -0. 08 |
| Monel 400 | -0. 08 |
| Hastelloy C | -0. 08 |
| Titane | -0. 1 |
| Argent | -0. 13 |
| Type 410 Acier inoxydable (passif) | -0. 15 |
| Acier inoxydable de type 316 (actif) | -0. 18 |
| Nickel | -0. 2 |
| Acier inoxydable de type 430 (passif) | -0. 22 |
| Alliage de cuivre 715 (70-30 Cupro-Nickel) | -0. 25 |
| Alliage de cuivre 706 (90-10 Cupro-Nickel) | -0. 28 |
| Alliage de cuivre 443 (laiton d'amirauté) | -0. 29 |
| G Bronze | -0. 31 |
| Alliage de cuivre 687 (laiton d'aluminium) | -0. 32 |
| Cuivre | -0. 36 |
| Alliage 464 (laiton laminé naval) | -0. 4 |
| Type 410 Acier Inoxydable (Actif) | -0. 52 |
| Type Acier inoxydable 304 (actif) | -0. 53 |
| Acier inoxydable type 430 (actif) | -0. 57 |
| Acier au carbone | -0. 61 |
| Fonte | -0. 61 |
| Aluminium 3003-H | -0. 79 |
| Zinc | -1. 03 |
Source: Manuel de l'ASM, Vol. 13, Corrosion des alliages de titane et de titane, p. 675.
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