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Thèse soutenue

Contribution d'un modèle d'éléments finis au calcul de l'impédance des structures de grandes dimensions : application aux études quantitatives de corrosion

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Auteur / Autrice : Zakia Amrani
Direction : François Wenger
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Corrosion
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Résumé

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La méthode des impédances électrochimiques est très souvent utilisée pour des études de corrosion. Elle donne des renseignements beaucoup plus nombreux et plus intéressants que les techniques traditionnelles. C’est pourquoi des travaux sont en cours pour tenter de l'adapter au contrôle in situ de la corrosion des ouvrages et structures métalliques. Les caractéristiques géométriques propres aux ouvrages et structures métalliques soumises au contrôle in situ nécessitent des modèles spécifiques pour l'interprétation des mesures. Les modèles existant sont fondes sur des circuits équivalents traduisant l'effet de la distribution spatiale de l'impédance électrochimique, du a la distribution non uniforme de la résistance de l'électrolyte. Ces modèles ne rendent compte des mesures d'impédance que de manière imparfaite. Nous avons étudié des modèles expérimentaux aux caractéristiques géométriques simples (barre et plaque d'acier inoxydable de grande longueur a l'état passif homogène au contact d'acide sulfurique 0,1 n). Nous avons montré que les modèles de circuits équivalents existants ne rendaient compte des diagrammes d'impédance que de manière qualitative. Nous avons relevé les distributions de potentiel primaire et secondaire résultant des caractéristiques géométriques des modèles expérimentaux et nous avons étudié l'évolution de la résistance d'électrolyte en fonction de ces caractéristiques. Nous avons pu ainsi montrer que les distributions de résistance d'électrolyte proposées dans les modèles de circuit équivalent n'étaient pas réalistes. Nous avons ensuite décrit le système expérimental par un modèle d'élément finis, et en résolvant l'équation de Laplace pour un tel modèle, nous avons calculé des distributions de résistances d'électrolyte qui semblent proches des distributions effectivement obtenues car elles expliquent de manière satisfaisante les variations de la résistance d'électrolyte avec les grandeurs géométriques décrivant le modèle expérimental. Ce modèle d'éléments finis nous a montre que la distribution de résistance d'électrolyte évoluait en fonction de la fréquence de mesure, ce que ne prévoyaient pas les modèles de circuit équivalent proposes précédemment. Nous avons pu ainsi indiquer dans quelle direction développer le modèle d'éléments finis pour obtenir une représentation plus réaliste de l'impédance des structures de grandes dimensions.