Comportement en corrosion de composites mélange-acier laitonné utilisés en pneumatiques : mécanismes physico-chimiques et évaluation multi-échelle

par Apolline Lecercle

Thèse de doctorat en Chimie Physique

Sous la direction de Vincent Vignal.

Le président du jury était Bernard Normand.

Le jury était composé de Fabien Dufour.

Les rapporteurs étaient Marie Touzet-Cortina, Christine Blanc.


  • Résumé

    Les nappes métalliques assurent la structure des pneumatiques. Leur fabrication se décline en plusieurs étapes : le dépôt électrolytique du laiton sur le substrat en acier perlitique, le tréfilage humide du renfort laitonné et l’assemblage mélange-renfort. La pondération de chaque étape sur les mécanismes de corrosion a été évaluée.La composition du revêtement laiton est le premier paramètre étudié. Des caractérisations de surface telles que MEB-EBSD et XPS ont été réalisées et contribuent à l’interprétation des résultats électrochimiques. Les essais électrochimiques ont été menés dans 0,01 M NaCl et couplés à des analyses de solution ICP-AES. Le comportement global du renfort immergé ainsi que le suivi de l’évolution de l’ORR et de la dissolution de l’acier laitonné ont été caractérisés par voltampérométrie linéaire ainsi que par spectroscopie d’impédance électrochimique sous polarisation. L’influence de la composition du revêtement sur le comportement en corrosion a été déterminée.Lors de l’étape de tréfilage, les déformations microstructurales générées ainsi que le lubrifiant ont été identifiés comme des paramètres influents à partir des caractérisations de surface MEB et desoutils électrochimiques (voltampérométrie linéaire et cyclique, SIE sous polarisation, étude des lubrifiants en solution).Dans l’assemblage, le mélange peut agir en tant que cathode. La nature des couplages galvaniques (renfort-mélange ou renfort-renfort) a été identifiée par des mesures ZRA en fonction des conditions de vieillissement. Il a également été montré que les espèces relarguées par le mélange influencent le comportement en corrosion du renfort. La cinétique de dégradation du composite a été évaluée par mesure de la force à la rupture du renfort. La synergie possible entre lubrifiant et mélange a été vérifiées.

  • Titre traduit

    Corrosion behavior of composit rubber- brass-coated steel used in tires : physico-chemical mechanisms and multi-scale evaluation


  • Résumé

    The tire structure is provided by metal-rubber composites. Their manufacturing process is divided into several steps : electroplating of brass on steel wires, brass-coated steel wet wire drawing and rubber/wire mixing. The weight of each step on corrosion mechanisms was evaluated.The brass coating composition is the first parameter studied. Surface characterizations such as SEM-EBSD and XPS have been performed and contribute to the electrochemical resultats understanding. Electrochemical experiments were done in 0.01 M NaCl and coupled with ICP-AES measurements. Linear voltammetry as well as electrochemical impedance spectroscopy under polarization are used to characterize the overall behavior of the brass reinforcement and to follow the ORR and dissolution evolution. The coating composition influence on the corrosion behavior has been determined.During the wet wire drawing, microstructure mechanical deformations and lubricant were identified as influencing parameters by means of surface characterization and electrochemical tools (linear and cyclic voltammetry, EIS under polarization, study of lubricants in solution).In the composite, the rubber can act as cathode. The galvanic couplings (rubber-wire or wire-wire) have been identified by ZRA measurements under different aging conditions. The species released by the rubber have revealed an influence on the corrosion behavior. The composite degradation kinetic was evaluated by breaking force measurements. The possible synergy between lubricant and rubber has been verified.



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