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Comportement

D’une façon générale, l’aluminium, de même que tous ses alliages, présente un excellent comportement face à tout type d’agents externes. Sa couche d’oxyde d’alumine naturelle, autopassivante, le protège contre la corrosion. Vous trouverez dans cette section un ensemble de textes et de tableaux qui vous permettront de connaître plus précisément le comportement de l’aluminium face à la corrosion, aux substances organiques et inorganiques et aux produits alimentaires.

Comportement face à la corrosion 
Comportement face aux produits alimentaires 
Comportement face aux substances inorganiques 
Comportement face aux substances organiques

Le milieu marin s'avère agressif pour la plupart des matériaux : métaux, bois, plastique, etc. Les coûts de maintenance sont plus élevés pour certains que pour d’autres.

Pour cette raison, les meilleurs résultats sont attribués aux produits dits de « qualité marine », car ce « label » indique que leur qualité a été vérifiée dans des environnements marins, d’où l’existence de peintures marines, de bronze marin et même, depuis un demi-siècle, d’alliages d'aluminium marin qui présentent une excellente résistance à la corrosion en milieu aussi hostile que l’environnement marin.

CARACTÉRISTIQUES DU MILIEU MARIN

L’agressivité du milieu marin en contact avec les métaux est due à la forte teneur en chlorures « Cl » de l’eau de mer, selon des quantités de l'ordre de 19 grammes par litre, sous forme de chlorure de sodium, sel, chlorure de magnésium, etc. En effet, ils se trouvent en équilibre en milieu marin, dont la composition est la suivante :

  • Sels minéraux dissous de l’ordre de 30 à 35 grammes par litre.
  • Gaz dissous, dont 5 à 8 ppm sont de l'oxygène.
  • Matières organiques en décomposition.
  • Matières minérales en suspension.

L’ensemble constitue un milieu très complexe où il n'est pas vraiment possible de séparer ni de quantifier de façon indépendante l’influence de chaque facteur d’ordre chimique (composition, etc.), d’ordre physique (température, pression, etc.), d’ordre biologique (faune, etc.) sur le comportement face à la corrosion des métaux.

L’agressivité de l’atmosphère marine est accentuée par l’humidité et les éclaboussures de fines gouttes d’eau de mer entraînées par le vent. L'effet de l’atmosphère marine dépend de l'orientation ainsi que de l’intensité des vents dominants, qui s'atténuent fortement à quelques kilomètres de la côte.

La salinité varie d’une mer à l’autre, par exemple 8 g/l pour la mer Baltique (ce qui facilite sa congélation) ou 41 g/l pour la mer Méditerranée, et n’a pas d’influence sensible sur le comportement face à la corrosion des alliages d'aluminium. Il en va de même pour la température de l’eau de mer à la surface qui varie, selon les saisons et les latitudes, de quelques degrés en mer du Nord jusqu’à 25 ºC sur les tropiques.

L’expérience a démontré que la résistance à la corrosion est semblable sur les tropiques et en mer du Nord, ou ici et dans le Pacifique. Rien ne permet de différencier le seul fait du milieu maritime en marge des éléments externes qui le contaminent et modifient localement la composition de l'eau de la mer ou l’atmosphère locale ainsi que les effluents ou émanations gazeuses. Pour éviter certains désagréments classiques liés à l’emploi de l’aluminium en milieu marin, il suffit de connaître les données fondamentales sur la corrosion de l’aluminium et ses alliages en milieu marin, ainsi que quelques règles, très faciles à appliquer.

À cet effet, nous rappelons l’importance de la couche d’oxyde naturelle sur le comportement face à la corrosion de l’aluminium et ses alliages. Vous trouverez ci-après un récapitulatif des formes de corrosion pouvant être observées en milieu marin, avec une description plus détaillée de la corrosion galvanique.

_La finalité de la couche d’oxyde d’aluminium

Le bon comportement face à la corrosion de l’aluminium est dû à la présence permanente sur le métal d’une couche d’oxyde naturelle constituée d’oxyde d’aluminium (alumine) qui le rend passif sous l'effet du milieu ambiant.

Bien qu’elle soit de très faible épaisseur, comprise entre 50 et 100 Angströms (soit 50 à 100 milliardièmes de mètre), la pellicule d’oxyde constitue une barrière entre le métal et le milieu ambiant et elle se forme de façon instantanée lorsque le métal entre en contact avec un milieu oxydant : l’oxygène de l’air, l’eau, etc. Par conséquent, la stabilité physico-chimique de la couche d’oxyde a une grande importance sur la résistance de l’aluminium à la corrosion. Cette dernière dépend des caractéristiques du milieu, notamment du pH et de la composition de l’alliage d’aluminium.

INFLUENCE DU pH

La vitesse de dissolution de la couche d’oxyde dépend du pH. Elle est élevée en milieu acide et en milieu alcalin, mais faible dans les milieux proches de la neutralité (pH 7). L’eau de mer a un pH de 8 - 8,2. La couche d’oxyde est donc très stable dans l'eau de mer et en milieu marin.

Contrairement à l'idée reçue, le pH n'est pas un simple critère à prendre en compte pour prédire le comportement de l’aluminium dans un milieu aqueux : la nature de l'acide ou de la base jouent un rôle primordial. Ce fait est très important quand il faut choisir un produit de nettoyage ou un décapant pour l’aluminium.

De cette façon, alors que les hydracides, tels que l'acide sulfurique, attaquent fortement l’aluminium (d’autant plus en solution concentrée), l’acide nitrique concentré n’a, quant à lui, aucun effet sur l’aluminium. Au contraire, sa fonction oxydante contribue plutôt à renforcer légèrement la couche d’oxyde et il peut être utilisé en concentration supérieure à 50 % pour le décapage de l'aluminium et de ses alliages. L’effet des acides organiques sur l’aluminium n’est que très faible. Il est également vrai qu’en milieu alcalin, la soude caustique et la potasse attaquent sévèrement l’aluminium, tandis que l’ammoniac concentré a un effet beaucoup plus modéré.

INFLUENCE DES ÉLÉMENTS D’ADDITION

Certains éléments d'addition des alliages d’aluminium renforcent les propriétés protectrices de la pellicule d’alumine.

À l’inverse, d’autres éléments l’affaiblissent. Parmi les premiers, nous pouvons citer le magnésium dont l'oxyde, la magnésie, se combine avec l’alumine. L’amélioration des propriétés protectrices de la pellicule d’oxyde naturelle explique le rendement optimal du comportement face à la corrosion des alliages d’aluminium-magnésium de la famille EN W 5000 (Magnealtok), comme le 5005 (Magnealtok 10), 5052 (Magnealtok 25), 5754 (Magnealtok 30), 5154 (Magnealtok 35), 5086 (Magnealtok 40) et le 5083 (Magnealtok 45).

Au contraire, le cuivre est un des éléments qui affaiblissent les propriétés de la couche d’oxyde. Pour cette raison, il est totalement déconseillé d’utiliser en milieu marin, sans protection spéciale, les alliages d’aluminium-cuivre de la famille EN AW 2000 (Cobrealtok 07-11-14-17 et 24) et les aluminium-zinc de la famille 7000 avec ajout de cuivre.

FORMES DE CORROSION

Dans cette section, nous n’allons citer que les formes de corrosion qui peuvent éventuellement se trouver en milieu marin sur les alliages d’extrusion et de laminage des familles 1000 (aluminium pur), 3000 (aluminium-manganèse), 5000 (aluminium-magnésium) et 6000 (aluminium-magnésium-silicium) ainsi que sur les alliages de moulage à base de silicium ou de magnésium.

_Corrosion uniforme

Ce type de corrosion se traduit par une réduction de l’épaisseur régulière et uniforme sur l’ensemble de la surface du métal. La vitesse de dissolution peut varier de quelques microns par an, dans un milieu non agressif, à beaucoup de microns par heure selon la nature de l'acide ou de la base de la solution dans l’eau. En milieu marin, que ce soit en immersion dans l’eau ou sous les effets de l'atmosphère marine, la corrosion uniforme est infime et ne peut pas être mesurée.

_Corrosion par piqûres

Il s’agit d’une forme de corrosion très localisée et commune à de nombreux métaux. Elle consiste en la formation de cavités dans le métal, dont la géométrie varie selon un certain nombre de facteurs inhérents au métal (nature de l’alliage, conditions de fabrication, etc.) ou au milieu : concentration de sels minéraux, etc.

L’aluminium est sensible à la corrosion par piqûres dans les milieux où le pH est proche de la neutralité, c'est-à-dire dans tous les milieux naturels : eaux superficielles, eaux de mer, humidité de l’air, etc.

Contrairement aux autres métaux habituels, cette forme de corrosion est particulière, car les piqûres de corrosion sont toujours recouvertes de pustules blanches d’alumine hydratée gélatineuse Al(OH)3 très volumineuses. Le volume de la pustule est plus important que la cavité sous-jacente.

La corrosion par piqûres se développe à des endroits où la couche d’oxyde naturelle présente des défauts : réductions d’épaisseur, ruptures locales, creux, etc. provoqués par diverses causes liées aux conditions de transformation ou à une mauvaise manipulation et aux éléments d’alliage, etc. L’expérience a démontré que les piqûres sont susceptibles de se développer au cours des premières semaines d’immersion dans l’eau de mer dans les zones poncées ou rayées lors des opérations de chaudronnerie, pliage et soudage.

Pour l’utilisateur, il est utile de connaître la vitesse de pénétration des piqûres, là où elles ont démarré. Contrairement à d’autres métaux dont les produits de corrosion sont solubles (le zinc par exemple), ceux de l’aluminium, l’alumine Al(OH)3, sont insolubles dans l’eau et restent fixés sur le métal dans les cavités de la piqûre une fois formés. L’alumine hydratée freine considérablement les échanges entre l'eau de mer ou l’humidité de l’air et le métal.

La vitesse de corrosion par piqûres de l’aluminium et de ses alliages diminue donc très rapidement dans la plupart des milieux, même dans l'eau de mer. Des mesures de pénétration des piqûres faites à intervalles réguliers ont démontré que la vitesse d'attaque des piqûres est liée au temps selon un rapport du type V= Kt 1/3.

La vaste expérience en matière d’emploi d’aluminium non protégé dans la construction en bord de mer (toits, couvertures, etc.) et dans la construction navale confirme les résultats obtenus en laboratoire ou avec une exposition naturelle de la corrosion pendant longtemps : une fois les piqûres formées pendant les premiers mois, leur profondeur n’évolue plus. Ce ralentissement de la vitesse de corrosion par piqûres justifie la possibilité d’utiliser des produits en aluminium dans certains milieux naturels (atmosphère rurale, atmosphère marine, eau de mer, etc.) sans aucune protection pendant des dizaines d'années.

La corrosion se produit aussi bien en atmosphère marine qu’en immersion dans l’eau de mer. Dans un cas comme dans l'autre, la profondeur des éventuelles piqûres dépasse rarement le millimètre au bout de plusieurs années.

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Produit Comportement Produit Comportement
Huile de cuisson   Beurre  
Olives   Margarine  
Anchois marinés   Menthol  
Sucres   Confiture  
Brandy   Miel  
Cacao   Moutarde  
Café   Crème fraîche  
Caramel   Pain  
Viandes   Cornichons  
Bière   Poissons  
Céréales   Fromage  
Blanc d'œuf   Rhum  
Cognac   Saccharose  
Fromage blanc   Sel marin  
Chocolat   Cidre  
Essence de fruit   Soda  
Épinards   Petit-lait  
Flan aux œufs   Thé  
Biscuits   Cosses  
Gin   Vinaigre  
Glucose   Vin  
Farine   Whisky  
Crème glacée   Yaourt  
Glaçons   Jus d’oignon  
Lactose   Jus de citron  
Lait   Jus de pomme  
Levure   Jus d’orange  
Liqueurs   Jus de tomate  
Limonade   Jus de carotte  

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Produit Comportement Produit Comportement
Acétates alcalins   Hexasulfure de phosphore  
Acide arsénique   Hydrogène sulfhydrique (anhydride)  
Acide borique   Hydrogène de soufre  
Acide carbonique   Hydrosulfure de calcium  
Acide chromique   Hydroxyde de baryum (en solution)  
Acide bromhydrique   Hydroxyde de potassium  
Acide chlorhydrique   Hydroxyde de sodium  
Acide fluorhydrique   Hypochlorite de calcium  
Acide nitrique (C > 80 % à 20 ºC)   Hypochlorite de potassium  
Acide nitrique (dilué)   Hypochlorite de sodium  
Acide nitreux   Hyposulfite de sodium  
Acide orthophosphorique   Iodure (cristaux d’anhydride)  
Acide perchlorique   Iodure (en teinture alcoolique)  
Acide sulfurique   Iodure d'arsenic  
Acide sulfurique (en solution diluée)   Eau de javel  
Acide sulfureux (en solution diluée)   Mercure  
Eau chlorée   Monoxyde de carbone  
Eau de pluie   Nitrate d’aluminium  
Eau de mer   Nitrate d’ammonium  
Eau distillée   Nitrate de potassium  
Ammonium (gaz)   Nitrate de sodium  
Soufre   Nitrite de potassium  
Bicarbonate de soude   Nitrite de sodium  
Bisulfite de sodium   Oxalate de calcium  
Borate de sodium (solution froide)   Oxalates alcalins  
Bromure d’ammonium   Oxyde de chrome  
Bromure de potassium   Oxyde de lithium  
Bromure de sodium   Oxyde de zinc (<10 %)d> 
Carbonate de calcium   Pentoxyde de phosphore  
Carbonate de calcium (chaux)   Perchlorate d’ammonium  
Carbonate d’ammonium   Permanganate de potassium  
Carbonate de potassium   Peroxyde d’hydrogène (concentré)  
Carbonate de soude   Peroxyde d’hydrogène (dilué)  
Carbure de calcium (anhydride)   Peroxyde d’azote (humide)  
Ciment   Peroxyde d’azote (sec)  
Ciment (humide)   Peroxyde de sodium  
Ciment alumineux   Persulfate d’ammonium  
Chlorate de potassium   Sels de mercure  
Chlorate de sodium   Silicate de magnésium  
Chlorure (anhydride)   Silicate de potassium  
Chlorure d’aluminium   Silicate de sodium  
Chlorure d’ammonium   Solution ammoniacale  
Chlorure de baryum   Solution d’ammoniaque  
Chlorure de calcium   Sulfate de calcium  
Chlorure d’étain   Sulfate d’aluminium  
Chlorure de magnésium   Sulfate d’ammonium  
Chlorure de mercure   Sulfate de cuivre  
Chlorure de zinc   Sulfate de magnésium  
Chlorure ferrique   Sulfate de potassium  
Chlorure de potassium   Sulfate de sodium  
Chlorure de sodium   Sulfate de zinc (<10 %)d> 
Chromate de potassium   Sulfate ferrique  
Dichromate de potassium   Sulfate ferreux  
Dioxyde de soufre   Sulfate potassique d’aluminium  
Disulfure de carbone   Sulfite de sodium  
Ferrocyanure de potassium   Sulfure de calcium (pur)  
Fluorosilicate de sodium (<1%)d>  Sulfure d’ammonium  
Formiate d’ammonium   Sulfure de chaux  
Phosphate d’ammonium (dibasique)   Sulfure de sodium  
Phosphate de sodium tribasique   Encre de Chine  
Phosphures (anhydrides)   Thiocyanate de potassium  
Herbicides inorganiques   Vapeurs d’azote (sec)  
Rouille   Plâtre  

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Produit Comportement Produit Comportement
Huiles essentielles   Dichloroéthane (anhydride)  
Huiles de tournesol   Dichloroéthylène (anhydride)  
Huiles d’olive   Dichlorure d’éthylène (anhydride)  
Huiles végétales   Disulfure de carbone  
Acétaldéhyde (mouillé)   Vernis  
Acétanilide   Extrait de noix  
Acétate de butyle   Éther éthylique (non médical)  
Acétate de cellulose   Éther  
Acétylène   Éthylèneglycol  
Acétone   Extrait de bois de Panama  
Acide acétique (dilué)   Phénylamine (froide)  
Acide anthranilique   Phénol (concentré)  
Acide benzoïque   Phénols (<100ºC)d> 
Acide butyrique   Formaldéhyde  
Acide citrique (froid)   Formiate d’aluminium  
Acide stéarique   Fioul  
Acide formique   Fulminate de mercure  
Acide phtalique (pur)   Furfural  
Acide gallique   Gaz de ville  
Acide glycolique   Gélatine (sèche)  
Acide cyanhydrique   Glycérine (pure)  
Acide lactique (chaud)   Caoutchouc  
Acide malique (<10 %, frío)d>  Graisse animale  
Acide margarique   Herbicides  
Acide oléique   Hexaméthylènetétramine  
Acide oxalique   Hydrochlorure d’aniline  
Acide palmitique   Hydroquinone  
Acide picrique, pur   Indole  
Acide salicylique   Iodoforme  
Acide succinique   Savon doux  
Acide tannique   Latex  
Acide tartrique (10 %, froid)   Mannitol  
Acide valérique   Métaldéhyde  
Acides gras   Méthanol (<75%)d> 
Eau de Cologne   Méthylamine  
Camphre   n-butanol  
Alcool éthylique, à 98 % (froid)   n-e-isopropanol  
Alcool méthylique (98 %, froid)   Naphtalène  
Aldéhyde benzoïque   Naphtylamine  
Amines aromatiques   Nicotine  
Anhydride acétique   Nitroglycérine  
Aniline (liquide), froide   Nitrocellulose  
Anthracène   Urine  
Anthraquinone   Oxalate éthylique  
Argile   Paraffine  
Asphalte   Paraldéhyde  
Benzène   Perchloréthylène (anhydride)  
Benzaldéhyde   Pyrrole  
Bitume   Kérosène  
Bromoforme   Réactifs photographiques  
Bromure de méthyle   Résines  
Charbon (mouillé)   Résorcinol  
Charbon (sec)   Salicylaldéhyde  
Cellulose (sèche)   Sulfate d’aniline  
Cires   Sulfate de nicotine  
Cétones aromatiques   Sulfonméthane  
Cyanure de potassium   Tabac  
Chloroforme (bouillant), pur   Tanin  
Chloroforme (mouillé), à 20 ºC   Tanin synthétique  
Chlorure de benzène (sec)   Tétrachlorure de carbone  
Chlorure d’éthanol (anhydride), froid   Tétramine  
Chlorure de méthyle   Teintures  
Colles (neutres)   Thiourée  
Liège (humide)   Toluène  
Liège (sec)   Tricrésylphosphate  
Crésol (à moins de 80 ºC)   Triéthanolamine  
Crotonaldéhyde   Urée  
Dibromure d'éthylène