Corrosion sous contraintes

Environnement - Mécanique - Matériaux

La Corrosion Sous Contrainte (CSC) résulte d’un processus synergique entre une dégradation chimique d’un matériau par corrosion localisée et l’effet d’une contrainte mécanique, résiduelle ou appliquée, conduisant à l’amorçage d’une ou plusieurs fissures fragiles, à leur propagation au sein du matériau ductile et à la ruine finale possible de la pièce. Si l’intégrité de la structure résulte de la maîtrise de l’amorçage des fissures, la connaissance des grandeurs liées à leur propagation est également primordiale.

Ainsi, la mise en œuvre de techniques de caractérisation de surface (électrochimie stationnaire, spectroscopie d’impédance électrochimique, bruit électrochimique, diffraction des rayons X, microscopie électronique, EBSD, XPS…) permet l’identification des paramètres discriminants à l’origine de l’amorçage des fissures : paramètres chimiques (température, pH, composition du milieu), mécaniques (contraintes et déformation, localisation de la déformation à l’échelle macro comme à l’échelle nanométrique, intensité des contraintes) et microstructuraux (texture, taille de grains, ségrégations).

L’étude de la propagation des fissures relève quant à elle de deux approches. La première est quantitative et vise à évaluer les vitesses instantanées de propagation et les effets des couplages mécano-électrochimiques en pointe de fissure de CSC. Elle est autorisée par la mise en œuvre originale de techniques couplées : corrélation d’images digitales, électrochimie, émission acoustique. La seconde relève d’études plus phénoménologiques dont le but est d’identifier les mécanismes élémentaires régissant les différentes phases de propagation des fissures en lien avec la microstructure (propagation inter et/ou transgranulaire). Des techniques originales sont là aussi développées (ex : prélèvement de lames minces à partir de faciès de rupture) et ouvrent des perspectives en termes de modélisation et de prédiction de la durée de vie des structures.

Les démarches décrites ci-dessus sont appliquées pour l’étude de systèmes matériau/milieu sollicités en conditions extrêmes (température, pression, irradiation…) dans les domaines de l’énergie, de la chimie, du transport…

(thèse E. Durif, 2012)

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