Contribution à l’étude de l'inhibition de la corrosion de l'acier au carbone en milieu 1M HCl par des composés organiques de type « imidazole » et « benzodiazépine »: Etude expérimentale et approche théorique.

Abstract

La corrosion est un processus électrochimique qui suscite un intérêt particulier par les lourdes conséquences occasionnées sur le plan économique et environnemental. Cependant, l’utilisation d’inhibiteurs organiques de la corrosion représente un outil de choix pour lutter contre la corrosion. Les travaux menés dans cette thèse ont eu pour objectif d’étudier le pouvoir protecteur des composés organique à base benzodiazépine et imidazole contre la corrosion d’un acier au carbone en milieu 1M HCl en utilisant différentes méthodes et techniques: Courbes de polarisation, spectroscopie d’impédance électrochimique, UV-visible et la microscopie électronique à balayage (MEB). L’influence de la concentration et de la température ont été examinées et le mode d’adsorption de ces inhibiteurs sur la surface du métal a été mis en évidence. Une étude théorique utilisant la méthode DFT et la simulation dynamique moléculaire a été effectué afin d’apporter une contribution significative à la détermination des mécanismes d’interactions les plus probables des molécules inhibitrices avec la surface métallique. Les résultats révèlent que les efficacités inhibitrices atteignent un maximum de 93.1% pour le composé 4-phényl-1,5,5a,6,7,8,9,9a-octahydro-2H-benzo[b][1,4]diazépine-2-one (POBD) et 94.5% pour le compose 1-((4R,5S)-2,4,5-tris(4-methoxyphenyl)-4,5-dihydro-1H-imidazol-1-yl)ethan-1-one (TOEI) avec une concentration optimale de 10-3 M. Le tracé des courbes des polarisations a montré que tous les inhibiteurs étudiés agissent comme des inhibiteurs de type mixte avec une prédominance cathodique. Les mesures d’impédance montrent que l’action de ces inhibiteurs sur la surface métallique se fait essentiellement par adsorption, conduisant à un effet de blocage géométrique et formation d’un film protecteur qui s’oppose à la dissolution du métal. Nous avons monté aussi que ces inhibiteurs s’adsorbent à la surface de l’acier selon l'isotherme d'adsorption de Langmuir et ils agissent via des adsorptions chimiques. En outre, l'analyse par MEB de la surface de l’acier au carbone et par spectroscopie UV-visible de la solution confirment la formation d'une couche protectrice sur cette surface et d’un complexe inhibiteur-ions métalliques dans la solution, respectivement, indiquant une forte interaction métal-inhibiteur-ions de Fer. Finalement, lescalculs par DFT et les études de simulations dynamiques moléculaire ont confirmé cette forte interaction métal/solution.