Aurélie 25/06/13
 

 

Corrosion des piliers métalliques immergés en eau de mer, Bac S Asie 2013.

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Document 1.
L'acier est un alliage métallique composé d'eau moins deux éléments, le fer très majoritaire et le carbone dans des proportions comprises entre 0,02 et 2 % en masse. C'est essentiellement la teneur en carbone qui confère à l'alliage les propriétés du métal qu'on appelle "acier".
Pour l'acier, la corrosion se traduit par la formation de rouille. Ce produit composé d'oxydes plus ou moins hydratés ne se forme qu'en présence d'oxygène et de l'eau à température ordinaire. Cette corrosion est dite aqueuse, et c'est la forme la plus rencontrée en construction métallique.
La corrosion est un phénomène électrochimique : cela signifie qu'il se crée des piles à la surface de l'acier, dans lesquelles l'une  des électrodes, l'anode,  se consomme au bénéfice  de l'autre, la cathode, qui reste intacte. L'électrolyte est constitué par l'eau, plus ou moins conductrice et oxygénée.
Les deux demi-équations mises en jeu dans le phénomène de la corrosion sont :
½O2 + 2e- +H2O= 2HO-.
Fe2+ + 2e- = Fe.

Document 2.


Document 3.


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Document 4.

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QuestionsRéponseDocuments
La corosion des piliers est la même sur toute la hauteur.Non2 et 3
La quantité de dioxygène est identique sur toute la hauteur du pilier.Non2
La corrosion est la plus importante à la base du pilier.Non3
La température moyenne a une influence sur la perte d'acier au cours du temps.Oui4
L'équation d'oxydoréduction associée à la corrosion humide peut être écrite :
Fe(s) + H2O(l) --> 2HO-aq + Fe2+aq.
Non1
Un pilier métallique perd 0,2 mm d'épaisseur au bout de 5 ans en présence d'une atmosphère humide et polluée.Oui4
 




Justifier les caractéristiques de la corrosion des pilliers métalliques au bord de mer et proposer des pistes pour augmenter la durée de vie du ponton.
La
corrosion du fer s'effectue en milieu humide et oxygénée. Il s'agit d'une oxydation du fer selon :
Fe(s) + H2O(l) +½O2(g) ---> Fe2+aq + 2HO-aq.
Cette oxydation est maximale au niveau des embruns, atmosphère riche en dioxygène, et de plus en plus faible dans la partie immergée et dans le sol ( milieu moins riche en oxygène ).
La température étant un facteur cinétique, la corrosion est plus rapide dans les mers chaudes ; cette oxydation de l'acier est encore plus grande en cas d'atmopshère humide et polluée, certains polluants pouvant jouer le rôle de catalyseur.
Pour augmenter la durée de vie des pilliers en acier, la solution la moins onéreuse et la plus efficace est la fixation de plaques de zinc ou magnésium sur chaque pilier. Ces métaux, plus réducteurs que le fer, vont s'oxyder à la place de l'acier : ce dernier sera protégé. Cette protection est dite par "anode sacrificielle". Tous les cinq ou dix ans, on remplacera ces plaques.
Une autre méthode consiterait en une peinture antirouille, mais cela ne peut pas s'appliquer dans un milieu en partie immergé.
Quant à l'utilisation d'acier ionxydable, cela revient trop cher.
Enfin on aurait pu imaginer des piliers en béton armé à la place de l'acier.





  



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