Etude du dégagement d'hydrogène sur électrode verticale en acier 42CD4, par la méthode du bruit électrochimique : application à la fragilisation par l'hydrogène

Study of hydrogen evolution on a vertical 42CD4 carbon steel electrode, using the electrochemical noise method : application to hydrogen embrittlement

• Auteur / Autrice : Aïcha Benzaid
• Direction : Jacques Galland
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Corrosion
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bruit électromagnétique

Métaux -- Teneur en hydrogène

Corrosion électrochimique

Mots clés libres

Bruit électrochimique

Hydrogène

Fragilisation par l'hydrogene

Résumé

La formation et le départ des bulles d'hydrogène sur une électrode sous chargement cathodique induisent des fluctuations du potentiel de l'électrode. Ces fluctuations aléatoires (bruit électrochimique) Δv peuvent être séparées en deux termes: Δv=ΔReI+Δe, où ΔReI représente les fluctuations de chute ohmique dues aux fluctuations de la surface active de l'électrode écrantée par les bulles, et e les fluctuations de potentiel faradique dues aux fluctuations locales des processus électrochimiques a l'interface métal-électrolyte. Au cours de ce travail, nous avons étudie le comportement stochastique d'une électrode d'acier 42CD4 en milieu acide, sous polarisation cathodique, d'abord en l'absence de contrainte, puis soumis a une contrainte de traction statique. Pour cela, nous avons mesure simultanément les fluctuations du potentiel de l'électrode Δv et de la résistance d'électrolyte ΔRe de la cellule électrochimique, ce qui permet d'obtenir les fluctuations de chute ohmique ΔReI et du potentiel faradique Δe. En l'absence de contrainte, nous avons étudié le dégagement gazeux d'hydrogène, caractérisé l'origine des fluctuations (ohmique et faradique) et étudié leur évolution en fonction des paramètres expérimentaux (densité de courant, oxygène dissous dans l'électrolyte, état du métal). Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons étudié l'évolution du bruit électrochimique lorsqu'on applique une contrainte statique (300 ou 500 MPa, soit 30 ou 50% de la limite d'élasticité) et sous différentes densités de courant cathodiques (-80 et -400 mA. Cm-2). L'analyse simultanée des fluctuations de la résistance d'électrolyte et des fluctuations de potentiel nous a permis d'isoler une composante faradique due aux fluctuations de la concentration en hydrogène dissous dans les premières couches atomiques du métal. Cette composante évolue en fonction du temps lorsque l'électrode est sous contrainte; cette évolution a été attribuée au développement du processus de fissuration de l'acier, qui induit des variations du flux moyen d'hydrogène pénétrant dans le métal