Élaboration électrochimique des films composites à base d’oxyhydroxyde de titane et d’oxyde de manganèse TiO(OH)2/MnO2 sur le cuivre. : Caractérisation, propriétés et application anticorrosion en milieu chloruré

Electrochemical elaboration of composite films based on titanium oxyhydroxide and manganese oxide TiO(OH)2/MnO2 on copper : Characterization, properties and anti-corrosion behavior in chloride medium

• Auteur / Autrice : Asma Boulares
• Direction : Patrice Bercot, Leila Dhouibi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 29/11/2019
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté en cotutelle avec Université Tunis El Manar. Faculté des Sciences Mathématiques, Physiques et Naturelles de Tunis (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut UTINAM (Univers, transport, interfaces, nanostructures, atmosphère et environnement, molécules) (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation : Université ouverte de Franche-Comté - Université Tunis El Manar. Faculté des Sciences Mathématiques, Physiques et Naturelles de Tunis (Tunisie)
• Jury : Président / Présidente : Khaled Alouani
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrice Bercot, Leila Dhouibi, Khaled Alouani, Marc Jeannin, Yasser Ben Amor, Jean-Yves Hihn, El Mustafa Rezrazi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marc Jeannin, Yasser Ben Amor

Mots clés

Mots clés contrôlés

Corrosion

Cuivre

Dépôt électrolytique

Mots clés libres

Oxyhydroxyde de titane

Oxyde de manganèse

Cuivre

Corrosion

Composite

Électrodéposition

Titanium oxyhydroxide

Manganese oxide

Copper

Corrosion

Composite

Electroplating

Résumé

Le cuivre et ses alliages sont fréquemment employés dans les installations de chauffage et de refroidissement ainsi que dans les domaines électronique et mécanique. Bien qu’il soit considéré comme un métal semi-noble, le cuivre subit une corrosion sévère dans des environnements urbains, industriels ou marins. L’emploi des revêtements métalliques et polymériques ont révélé une efficacité considérable contre la corrosion du cuivre. Cependant, les revêtements à base d’oxydes et d’oxyhydroxydes métalliques n’ont pas encore été employés en raison de leur aspect pulvérulent et leur mode d’élaboration assez délicat.L’objectif de ce travail est d’élaborer par voie électrochimique des films composites à base d’oxyhydroxyde de titane et d’oxyde de manganèse sur un substrat oxydable en cuivre et d’évaluer leur efficacité vis-à-vis de la corrosion en milieu chloruré.Le film composite TiO(OH)2/MnO2 présente une protection minimale contre la corrosion du cuivre en milieu chloruré. D’où la nécessité de chercher d’autres alternatives afin d’améliorer ses performances.L’utilisation du polyéthylène glycol PEG12000 et le changement de la nature de solvant permet l’élaboration des composites TiO(OH)2/MnO2/PEG12000 et TiO(OH)2(SM)/MnO2(SA) à propriétés physico-chimiques et anticorrosives intéressantes. Cette amélioration par rapport au composite témoin TiO(OH)2/MnO2, est attribuée à la formation des couches barrières PEG-CuCl et TiO(OH)2(SM)/MnOOH respectivement, lesquelles empêchent la pénétration des ions chlorures à la surface du cuivre, minimisant ainsi sa corrosion par piqûres.

Copper and its alloys are frequently used in heating and cooling plants as well as in electrical and mechanical systems. Despite its semi-noble character, copper undergoes severe corrosion in urban, industrial or marine environments. The use of metallic and polymeric coatings has revealed considerable efficacy against copper corrosion. However, metal oxides and oxyhydroxides coatings haven't yet been used due to their powdery appearance and delicate synthesis.The objective of this work is to electrochemically elaborate composite films based on titanium oxyhydroxide and manganese oxide on an oxidizable copper substrate and to evaluate their effectiveness against corrosion in chloride medium.TiO(OH)2/MnO2 composite film presents minimum protection against copper corrosion in chloride medium. Hence the necessity to adopt other alternatives to improve its performances.The use of polyethylene glycol PEG12000 and the change of the solvent nature allows the elaboration of TiO(OH)2/MnO2/PEG12000 and TiO(OH)2(SM)/MnO2(SA) composites with attractive physicochemical and anticorrosive properties. This improvement over the reference composite TiO(OH)2/MnO2 is attributed to the formation of PEG-CuCl and TiO(OH)2(SM)/ MnOOH barrier layers, respectively, which prevent the penetration of chloride ions on the copper surface, thus minimizing pitting corrosion.