Corrosion galvanique : faut-il vraiment craindre la grenaille inox sur l’aluminium ?
Deux métaux différents en contact ne suffisent pas, à eux seuls, à provoquer une corrosion galvanique. Lorsqu’il s’agit de préparer une surface aluminium par grenaillage avec un média inox, une question revient régulièrement :
Des particules de grenaille inox qui restent éventuellement dans le substrat aluminium peuvent-elles créer une corrosion galvanique ?
La question est légitime. Mais pour y répondre correctement, il faut revenir au mécanisme même de la corrosion galvanique.
Chez Winoa, notre objectif est de démystifier ce phénomène, en distinguant les conditions théoriques nécessaires à son développement de la situation réellement rencontrée lors du grenaillage.
La corrosion galvanique
Un phénomène électrochimique
La corrosion galvanique, également appelée corrosion bimétallique, apparaît lorsqu’un couple électrochimique peut se former entre deux métaux de nature différente.
Mais trois conditions doivent être réunies simultanément :
① Deux métaux différents
Les deux matériaux doivent avoir des comportements électrochimiques différents.
② Un électrolyte
Un milieu électrolytique doit être présent afin de permettre les échanges ioniques nécessaires au fonctionnement de la cellule galvanique.
③ Une continuité électrique
Les deux métaux doivent être électriquement connectés.
Sans la réunion de ces trois conditions, le mécanisme de corrosion galvanique ne peut pas se développer selon ce principe.
Que se passe-t-il lorsque les trois conditions sont réunies ?
Lorsque deux métaux différents sont électriquement connectés en présence d’un électrolyte, l’un des deux matériaux joue généralement le rôle d’anode, tandis que l’autre devient la cathode.
À l’anode : le métal se dissout
Le métal anodique est celui qui se corrode. Dans une cellule galvanique, sa vitesse de corrosion peut être supérieure à celle qu’il aurait en l’absence de couplage.
À la cathode : les réactions de réduction se produisent
Le métal cathodique est quant à lui protégé relativement au métal anodique.
Le potentiel électrochimique relatif des deux métaux est donc un élément important du phénomène : plus la différence de potentiel entre les deux métaux est importante, plus la corrosion de l’anode peut être rapide.
C’est pourquoi les séries galvaniques sont utilisées pour comparer le comportement relatif de différents matériaux dans un environnement donné.
Mais le potentiel n’est qu’un des paramètres à considérer.
Le rapport des surfaces
Un paramètre souvent sous-estimé
C’est probablement l’un des points les plus importants pour comprendre les situations de corrosion galvanique.
Le rapport entre la surface anodique et la surface cathodique influence fortement l’intensité du phénomène.
Une configuration particulièrement défavorable est celle dans laquelle :
petite surface anodique + grande surface cathodique
Dans cette configuration, le courant associé au phénomène galvanique se concentre sur une faible surface anodique. La perte de matière sur cette zone peut alors être importante.
À l’inverse, lorsque la surface anodique est très importante par rapport à la surface cathodique, l’attaque anodique est répartie sur une surface beaucoup plus grande.
Le support technique Winoa illustre précisément l’importance de ce rapport de surfaces dans le développement de la corrosion bimétallique.
Cas concret : aluminium + STELUX CG
Lors du grenaillage d’une pièce aluminium avec le media STELUX CG, des particules de média inox peuvent être projetées sur la surface et certaines peuvent éventuellement être incrustées dans le substrat.
On pourrait donc poser le raisonnement suivant :
Aluminium + inox + contact électrique = risque de corrosion galvanique ?
Il manque pourtant un élément essentiel à cette analyse : la géométrie et le rapport des surfaces mises en jeu.
Voici la configuration étudiée dans notre cas :
ANODE
Grande surface de la pièce aluminium
↓
CATHODE
Particules de STELUX CG incrustées
La surface cathodique constituée par les particules de grenaille est insignifiante par rapport à la très grande surface anodique de la pièce aluminium.
Cette configuration est donc très différente du cas classique d’une petite zone anodique couplée à une grande surface cathodique.
Pourquoi les particules de grenaille inox ne constituent-elles pas, dans ce cas, un risque de corrosion galvanique ?
Le raisonnement peut être résumé simplement :
ALUMINIUM
→ grande surface
→ comportement anodique dans le couple considéré
STELUX CG
→ particules de très petite surface
→ comportement cathodique dans le couple considéré
Le rapport entre les surfaces anodique et cathodique est donc très largement en faveur de la surface anodique. Le support technique Winoa conclut, pour cette configuration, à : pas de risque de corrosion galvanique. L’analyse présentée repose notamment sur le fait que la surface cathodique constituée par les particules STELUX CG est très faible devant la surface aluminium.
Les bonnes questions à se poser
Pour aller au-delà de l’idée reçue que « Deux métaux différents sont en contact, donc il y aura corrosion galvanique « , il faut plutôt se poser la question suivante
Les conditions permettant le développement d’une cellule galvanique sont-elles réunies, et quelle est la configuration électrochimique et géométrique du couple ?
Il faut notamment considérer :
Nature des métaux
Quel est leur comportement électrochimique relatif ?
Environnement
Y a-t-il un électrolyte et dans quelles conditions ?
Continuité électrique
Les deux matériaux sont-ils effectivement connectés électriquement ?
Différence de potentiel
Quelle est la différence de potentiel entre les deux matériaux dans l’environnement considéré ?
Rapport des surfaces
Quelle est la surface anodique par rapport à la surface cathodique ?
Ce dernier point peut profondément modifier le comportement du couple galvanique.
Pourquoi ce sujet mérite malgré tout d’être discuté avec les préparateurs de surface
Parce que les conditions réelles de production sont rarement aussi simples qu’un schéma théorique.
Les clients peuvent être confrontés à des questions très concrètes :
- Des particules de grenaille peuvent-elles rester dans des zones difficiles d’accès ?
- Que se passe-t-il dans les entrefers ou les éléments creux ?
- Quel rôle joue l’environnement après grenaillage ?
- Quelles sont les conditions nécessaires à l’apparition effective d’une corrosion galvanique ?
- Comment différencier une corrosion galvanique d’un autre mécanisme de corrosion ?
- Quelle influence peuvent avoir les matériaux et leur état de surface ?
Ce sont précisément ces questions de terrain qui nous intéressent.
Le rôle de Winoa
Passer de l'idée reçue à l'analyse technique
La préparation de surface ne se résume pas à choisir un abrasif.
Elle nécessite de comprendre les interactions entre :
MÉDIA → SURFACE → PROCESS → ENVIRONNEMENT → PERFORMANCE
Le rôle de Winoa est donc aussi d’apporter une expertise technique lorsque certaines idées reçues peuvent conduire à des choix ou des précautions qui ne correspondent pas nécessairement au mécanisme réellement en jeu.
Sur la corrosion galvanique, notre message est simple :
Le contact entre deux métaux est une condition possible du phénomène, mais il ne suffit pas à lui seul à provoquer une corrosion galvanique.
Il faut analyser l’ensemble du système.
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La corrosion galvanique fait partie des sujets que nous souhaitons aborder avec nos clients lors de notre prochaine Journée Technique Winoa France, dédiée aux professionnels de la préparation de surface aluminium et acier inoxydable.
L’objectif ne sera pas simplement de présenter une théorie.
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