L'eau de mer

Généralités et composition de l'eau de mer

L’eau de mer représente 70 % de la surface de la planète et 99 % des ressources en eau. Cette quantité peut être estimée à 1400.106 km3 d’eau. Pour définir une eau de mer, il suffit de trois paramètres : la température, la pression et la salinité. La salinité moyenne des eaux de la planète est de 35 et sa température est de 4 °C. La masse de sel dissoute dans l’eau varie suivant le lieu. Elle peut aller de 10 g de sel/kg d’eau dans la mer Baltique à 40 g de sel/kg d’eau dans la mer noir. Cependant, la composition des sels est inchangée quelque soit l'endroit de la planète. Il s'agit de la loi de Dittmar. En effet, les différents mers et océans ne sont en fait qu’un seul et unique réservoir d’eau de mer (ils communiquent tous entre eux en permanence). De plus, la période de brassage est de seulement 1000 ans ce qui permet d’uniformiser la composition des sels. Les apports venant des fleuves ont une influence infime sur cette composition par rapport à la quantité d’eau présente dans les mers et océans.

Tableau regroupant tout les éléments présents dans les sels d’eau de mer

(Source: oceanplasma)

Cependant, on peut constater que la plupart de ces éléments ne sont présents qu’en quantité infinitésimale. On peut alors résumer les sels d’eau de mer aux éléments suivants : ​

Principaux éléments présents dans les sels d'eau de mer 

(Source: techniques de l' ingénieur)

 

Principaux composés des sels dans l'eau de mer 

(Source: oceanplasma)

 

On constate donc que le principal facteur pouvant impacter la corrosion dans l’eau de mer par rapport à une eau douce sera la forte présence de chlore.

Corrosion impliquée par l’eau de mer

Il existe deux grands types de corrosion impliqués par la présence des sels de l’eau de mer :

  • La corrosion par piqûres
  • La corrosion fissurante

La corrosion par piqûres

Il s’agit d’un type de corrosion affectant seulement une partie du métal et laissant le reste de la surface intacte. Elle est donc très insidieuse et il est possible de ne pas la voir directement. Un équipement peut se retrouver avec un trou après seulement quelques jours alors qu’il n’a pas subi une perte significative de poids. Il s’agit d’un phénomène électrochimique. Ce type de corrosion est particulièrement fréquent en présence de solutions contenant des chlorures, des bromures ou des hypochlorites. Cela concerne particulièrement notre étude de construction de la STEP car les sels d’eau de mer regorgent de chlore (55% de leur composition est du chlore). La corrosion par piqûres peut se découper en plusieurs étapes :

  • Absorption d'ions chlorures sur la couche passive du métal
  • Formation de chlorures métalliques au sein de la couche passive
  • Rupture de la couche passive

Une fois ces étapes réalisées, il est possible que des trous apparaissent dans la surface métallique à l’endroit où les ions chlorés ont été absorbés par la couche passive.

Exemple de corrosion par piqûre

(Source: cdcorrosion)

 

La corrosion fissurante

Ce type de corrosion a surtout lieu en présence de solutions alcalines ou chlorées. La corrosion fissurante est la plupart du temps associé à la corrosion sous tension ou à la présence d’hydrogène dans le milieu. En effet, la ductibilité des métaux diminue lorsqu’il y a eu absorption d’hydrogène, cela le fragilise mais il n’y a pas de formation de rouille. Le risque de corrosion fissurante est augmenté lorsqu’il y a déjà des fissures ou des rayures sur le métal. Ces zones permettent à l’hydrogène de se fixer plus facilement et donc de rendre le métal moins résistant plus rapidement.

Fissure de corrosion sous contrainte, observée sur une coupe longitudinale d'un acier de précontrainte, prélevé sur un ouvrage en service

(Source: techniques de l'ingénieur)

 

Page éditée par Alejandro Orsikowsky, Basile Payen et Javier Pierna