QCM : Corrosion des matériaux métalliques (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Vers quel état thermodynamiquement stable la corrosion tend-elle à transformer un métal ou un alliage ?

Vers un alliage plus riche en métal
Vers une solution métallique homogène
Vers un oxyde protecteur compact
Vers son minerai d’origine

Vers son minerai d’origine

Explication

La corrosion ramène le métal ou l’alliage vers son état thermodynamiquement stable d’origine, c’est-à-dire le minerai. La métallurgie réalise la transformation inverse en élaborant un métal à partir du minerai.

2. À quel potentiel la limite de stabilité de l’eau pour le couple O2/H2O\mathrm{O_2/H_2O} se situe-t-elle à pH=7pH=7 selon la relation donnée ?

E=0,81 VE=0,81\ \mathrm{V}
E=1,23 VE=1,23\ \mathrm{V}
E=0,42 VE=0,42\ \mathrm{V}
E=1,65 VE=1,65\ \mathrm{V}

$$E=0,81\ \mathrm{V}$$

Explication

En appliquant E=1,23−0,06 pHE=1,23-0,06\,pH avec pH=7pH=7, on obtient E=1,23−0,42=0,81 VE=1,23-0,42=0,81\ \mathrm{V}. La valeur 1,23 V1,23\ \mathrm{V} correspond à un milieu de pH=0pH=0, pas à un milieu neutre.

3. Quelle distinction caractérise correctement la corrosion aqueuse et la corrosion sèche à haute température ?

La corrosion aqueuse forme des hydroxydes en solution, tandis que la corrosion sèche forme des ions métalliques dissous.
La corrosion aqueuse met en jeu l’eau ou des espèces dissoutes, tandis que la corrosion sèche met en jeu des gaz.
La corrosion aqueuse concerne les métaux purs, tandis que la corrosion sèche concerne les alliages industriels.
La corrosion aqueuse met en jeu des gaz chauds, tandis que la corrosion sèche met en jeu des ions dissous.

La corrosion aqueuse met en jeu l’eau ou des espèces dissoutes, tandis que la corrosion sèche met en jeu des gaz.

Explication

La corrosion aqueuse correspond à une oxydation par l’eau ou par des espèces solubles dans l’eau, alors que la corrosion sèche à haute température est provoquée par des gaz. La présence d’ions dissous ne caractérise donc pas la corrosion sèche.

4. Que décrit le domaine d’immunité dans l’étude thermodynamique de la corrosion ?

La zone où une forme ionique du métal est stable
La zone où le métal est stable et ne s’oxyde pas
La zone où des oxydes ralentissent la dissolution du métal
La zone où un gaz oxydant accélère la dissolution du métal

La zone où le métal est stable et ne s’oxyde pas

Explication

Le domaine d’immunité est la région dans laquelle le métal constitue la forme thermodynamiquement stable et ne subit pas de corrosion. La stabilité d’une forme ionique correspond plutôt au domaine de corrosion.

5. Que signifie le point de corrosion dans une mesure électrochimique ?

Le potentiel où la couche passive cesse de recouvrir le métal
Le potentiel où la vitesse de diffusion atteint sa valeur maximale
Le potentiel où la réaction anodique devient thermodynamiquement impossible
Le potentiel où les courants anodique et cathodique se compensent

Le potentiel où les courants anodique et cathodique se compensent

Explication

Au point de corrosion, le potentiel prend la valeur EcorrE_{\mathrm{corr}} et les courants anodique et cathodique s’équilibrent, ce qui rend le courant extérieur nul. La vitesse de diffusion maximale concerne le transport de matière et ne définit pas ce point électrochimique.

6. Quelle valeur est donnée pour la constante de Faraday utilisée dans la relation entre courant limite de diffusion et transfert de matière ?

F=96500 C mol−1F = 96500\ \mathrm{C\,mol^{-1}}
F=965000 C mol−1F = 965000\ \mathrm{C\,mol^{-1}}
F=96,5 C mol−1F = 96,5\ \mathrm{C\,mol^{-1}}
F=9650 C mol−1F = 9650\ \mathrm{C\,mol^{-1}}

$$F = 96500\ \mathrm{C\,mol^{-1}}$$

Explication

La constante de Faraday est indiquée comme valant 96500 C mol−196500\ \mathrm{C\,mol^{-1}} dans la relation du courant limite de diffusion. Les valeurs proposées différemment correspondent à des erreurs d’ordre de grandeur et ne représentent pas la constante utilisée ici.

7. Quel est le rôle de la surface cathodique dans l’accélération d’une corrosion localisée ?

Elle répartit uniformément la dissolution métallique sur toute la surface exposée
Elle déclenche l’oxydation du métal et diminue la densité de courant anodique
Elle transforme les zones anodiques en régions passives recouvertes d’oxyde
Elle favorise la réaction de réduction et augmente la vitesse d’attaque anodique

Elle favorise la réaction de réduction et augmente la vitesse d’attaque anodique

Explication

Dans une corrosion localisée, le courant cathodique équilibré par une petite surface anodique impose une densité de courant anodique élevée, ce qui accélère l’attaque. Une grande surface cathodique ne rend donc pas la dissolution uniforme et ne diminue pas nécessairement l’attaque anodique.

8. Dans quel ordre chronologique les observations de Galvani et l’expérience de Volta sur des disques métalliques séparés par du papier imprégné de vinaigre ont-elles eu lieu ?

Galvani en 1801, puis Volta en 1789
Galvani en 1789, puis Volta en 1801
Volta en 1789, puis Galvani en 1801
Les deux expériences ont été réalisées la même année

Galvani en 1789, puis Volta en 1801

Explication

Galvani observe la contraction musculaire d’une grenouille en 1789, tandis que Volta démontre le principe de la cellule électrochimique en 1801. L’expérience de Volta ne précède donc pas l’observation de Galvani et ne date pas de la même année.

9. En quoi la corrosion intergranulaire se distingue-t-elle de la corrosion caverneuse par son mécanisme d’amorçage ?

Elle résulte d’une hétérogénéité des contraintes mécaniques entre deux surfaces en contact.
Elle résulte de biofilms qui modifient localement la chimie de l’environnement métallique.
Elle résulte de l’appauvrissement local en chrome après la précipitation de carbures aux joints de grains.
Elle résulte d’une différence de teneur en oxygène entre une zone confinée et une zone extérieure.

Elle résulte de l’appauvrissement local en chrome après la précipitation de carbures aux joints de grains.

Explication

La corrosion intergranulaire est liée à la précipitation de Cr23C6\mathrm{Cr_{23}C_6}, qui appauvrit les joints de grains en chrome et favorise une attaque profonde. La corrosion caverneuse, elle, naît d’une aération différentielle entre une zone confinée et une zone extérieure.

10. Pourquoi les ions chlorure peuvent-ils accélérer la corrosion d’un acier inoxydable en milieu agressif ?

Ils augmentent l’épaisseur du film passif par précipitation d’oxydes
Ils déplacent l’acier vers son domaine thermodynamique d’immunité
Ils rendent le film passif moins protecteur en formant des oxychlorures
Ils favorisent la formation d’une couche métallique riche en carbone

Ils rendent le film passif moins protecteur en formant des oxychlorures

Explication

Les ions chlorure déstabilisent le film passif en formant des oxychlorures, ce qui diminue son pouvoir protecteur et favorise la corrosion. L’augmentation de l’épaisseur d’un film d’oxydes correspondrait plutôt à une passivation renforcée, et non à l’action défavorable des chlorures.

11. Lors de la conception d’une installation comportant deux métaux différents en contact dans un électrolyte, quelle mesure réduit le risque de couplage galvanique ?

Augmenter les zones confinées afin de limiter les échanges avec l’électrolyte
Isoler électriquement les métaux et éviter des potentiels rédox très éloignés
Choisir le métal le moins noble comme revêtement continu du métal le plus noble
Relier électriquement les deux métaux pour uniformiser leurs potentiels

Isoler électriquement les métaux et éviter des potentiels rédox très éloignés

Explication

L’isolation électrique des métaux différents empêche la circulation du courant galvanique, et l’écart réduit de potentiels limite la force motrice de la corrosion. Utiliser un métal moins noble comme revêtement peut au contraire créer une anode sacrificielle, mais ne constitue pas la mesure de conception visée ici.

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Qu'est-ce que la corrosion selon sa définition ?

L'attaque de l'environnement sur un métal ou alliage transformant en minerai.

Quelle est la différence entre corrosion aqueuse et corrosion sèche ?

La corrosion aqueuse est une oxydation par l'eau, la corrosion sèche par des gaz.

Quels sont les potentiels standards de Al3+/Al et Zn2+/Zn dans la série galvanique ?

Al3+/Al = −1,66 V et Zn2+/Zn = −0,76 V.

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