Contribution à l’étude de l’inhibition de la corrosion d’acier doux en milieu acide chlorhydrique molaire par de nouveaux composés organiques à base d’aniline, d’indanone et d’imidazopyridine : Étude expérimentale et théorique

Abstract

L’étude de la corrosion a pris de nos jours une importance considérable étant donnée l'utilisation grandissante des métaux et alliages dans la vie moderne. En effet, l’inhibition de la corrosion représente de véritables enjeux économiques, sécuritaires et scientifiques. Le recours aux inhibiteurs de corrosion de type organique constitue un outil de choix pour lutter contre ce phénomène en raison de leur efficacité élevée même à faibles concentrations, et pour des raisons d’écotoxicité. Ce travail de thèse a pour double objectifs. D’une part, il s’agit d’évaluer la performance de trois séries de composés organiques respectivement à base d’aniline, d’imidazopyridine et d’indanone en termes d’inhibition de la corrosion d’un acier doux en milieu acide HCl 1M. À noter qu’à notre connaissance aucune étude n’a été entrepris auparavant sur les dérivés d’indanones dans le domaine de la corrosion. D’autre part, nous envisagerons apporter une explication approfondie au mécanisme d’inhibition de ces composés en faisant appel à l’approche quantique. Pour répondre à ces objectifs, nous nous sommes servis des techniques électrochimiques stationnaire et transitoire, couplées à la méthode gravimétrique. Des études théoriques complémentaires ont été entreprises pour l’ensemble des molécules étudiées en utilisant la méthode DFT/B3LYP/6-31G (d, p), la méthode QSAR et la simulation de dynamique moléculaire. Notons que le calcul théorique a été également effectué sur les différentes formes protonées envisageables en milieu acide en vue de bien appréhender le mécanisme d’inhibition. Les différentes techniques expérimentales utilisées montrent que les composés étudiés présentent d’excellentes propriétés inhibitrices contre la corrosion de l’acier utilisé en milieu acide chlorhydrique molaire. L’ajustement des spectres d’impédance par un circuit électrique équivalent permet de modéliser les phénomènes qui s’y produisent à l’interface en présence des inhibiteurs étudiés, et d’extraire les paramètres électrochimiques décrivant le processus d’inhibition. Également, La nature de ces inhibiteurs a été déterminée en faisant appel aux courbes de polarisation. En outre, l’évaluation de l’effet de la température et du temps d’immersion nous a permis d’avoir respectivement des renseignements sur la nature d’interaction métal-inhibiteur, et sur la stabilité de la couche inhibitrice formée en présence des différents composés étudiés. L’étude quantique au niveau DFT nous a permis d’identifier pour chaque série de molécules les descripteurs quantiques liés au processus d’inhibition, ainsi que les sites actifs responsables de l’inhibition. Également, la simulation de dynamique moléculaire (SDM) nous a permis d’apporter des éléments de réponse sur la nature d’interaction des molécules inhibitrices avec la surface de métal. Par ailleurs, des modèles mathématiques ont été proposés pour relier l’efficacité inhibitrice de ces composés à leurs descripteurs quantiques en utilisant l’approche QSAR.