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Pourquoi le fer rouille-t-il ?

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Le fer rouille au contact de l’humidité. Coque de bateaux, écrous et vis, mousquetons, tôles… Tous les éléments en fer exposés à l’humidité, à l’eau et à l’air finissent par subir une corrosion. Qu’est ce que la rouille ? Pourquoi le fer rouille-t-il ? Comment éviter la rouille ? Toutes les réponses à vos questions sur la rouille se trouvent dans ce dossier.

Qu'est ce que la rouille?

L’oxyde ferrique, le nom chimique de la rouille, attaque les matériaux ferreux et les fragilisent. L’oxydation est signe de fragilisation : si la rouille attaque du métal et qu’aucune mesure n’est prise, il finira par casser et être inutilisable. En effet, le fer continue de s’oxyder en-dessous de la couche de rouille visible. C'est pourquoi il est important de prévenir la rouille et de protéger le matériau ferreux de la combinaison de l'oxygène et de l’eau (par exemple en le recouvrant de graisse ou de peinture).

Réaction chimique

La rouille est un phénomène complexe d’oxydoréduction. La réaction chimique se produit en présence de 3 éléments : l’eau, du gaz carbonique dans l’air et une impureté de surface (généralement il s’agit du carbone présent dans l’acier). Si un de ces éléments manque, le matériau ferreux ne rouillera pas. Comme vous avez déjà pu le constater, la rouille commence toujours par des points isolés. Ces points correspondent à l’endroit où se trouvaient les catalyseurs (impureté de surface, généralement des grains de carbone). Une seule goutte d’eau au contact d’un grain de carbone peut déclencher le phénomène de rouille. Par ailleurs, la présence de sel accélère la réaction chimique d’oxydation, qui peut alors se propager sous la couche de rouille déjà installée. Voyons ensemble le procédé de corrosion et comment l’éviter. Les atomes de fer ont une affinité avec les atomes d’oxygène. Ensemble, ils forment une couche d’oxyde de fer. Tous les métaux ne s’oxydent pas de la même façon. Le zinc, l’aluminium, l’étain ou encore le cuivre produisent une « bonne oxydation ». Celle-ci - au lieu de les fragiliser - va au contraire les protéger. C’est notamment le cas des statues de cuivre qui prennent une couleur verte au fil du temps. Les métaux précieux comme l’or ou la platine ne souffrent que très rarement de la corrosion, c’est ce qui leur confère leur valeur exceptionnelle. A défaut de rouiller, l’or et l’argent vont simplement perdre de leur éclat.

Chaîne en acier piqué par l'oxydation

Eviter la corrosion

Il existe plusieurs méthodes pour éviter l’oxydation et la corrosion du fer.

Eviter l’humidité

Une des premières précautions à prendre pour éviter la rouille est d’éloigner l’humidité au maximum. Il est recommandé d’éviter de mouiller les objets en fer. Si des gouttes d’eau ont été projetées sur l’objet, veillez à bien le sécher avant de le ranger. Dans un environnement confiné - comme la cave ou le garage - dans lequel se trouvent une multitude d’objets ferreux, il est nécessaire de faire particulièrement attention au degré d’humidité. Un déshumidificateur peut s’avérer particulièrement utile pour limiter au maximum le risque de rouille.


La peinture

Tout d’abord, on peut recouvrir le fer d’un revêtement étanche à l’eau et à l’air (avec du vernis, de l’émail ou de la peinture). Il existe de nombreuses peintures anti-rouille sur le marché. La peinture apporte une protection efficace sur les surfaces car elle les isolent de l’air et de l’humidité. Toutefois, son application doit être minutieuse. En effet, le moindre espace non recouvert laissera libre champ à la rouille pour s’installer. Cet interstice permettra à l’eau et à l’oxygène d’être en contact et de commencer la réaction chimique d’oxydoréduction. Pour appliquer une peinture anti-rouille sur un métal ferreux, la méthode est la suivante : 

  • Commencez par protéger votre espace de travail à l’aide d’une bâche ou de papier. La peinture anti-rouille a tendance à tâcher durablement les surfaces.
  • Nettoyez toute la surface à peindre à l’aide d’un chiffon sec.
  • A l’aide d’un rouleau, appliquez un apprêt anti-rouille.
  • Laissez sécher quelques heures, appliquez la première couche de peinture anti rouille et laissez sécher de nouveau. 
  • Appliquez ensuite la deuxième couche de peinture anti-rouille.
  • Patientez au moins 36h avant de manipuler l’élément peint.

Le revêtement

Il est également possible de protéger le fer par un une couche d’un autre métal qui résiste à l’oxydation : Le revêtement en chrome par exemple, permet d’obtenir de l’acier chromé. Le dépôt de zinc sur du fer est un procédé appelé « galvanisation », il est souvent utilisé pour les vis, les boulons et tous les éléments fréquemment placés en extérieur. Le bain de fer dans du phosphate est un procédé appelé « passivation ». Le dépôt d’étain sur le fer est également possible. Cette protection est souvent appliquée sur les boîtes de conserve Le saviez-vous ? L’oxydation du fer constitue un manque à gagner notoire pour l’industrie. Pas moins de 20% de la production mondiale d’acier sert à remplacer des éléments rouillés.


Pièce en acier sortant du bain de galva 

Le secteur de la construction

Les constructions pour lesquelles les coûts sont élevés (plateforme pétrolière, rails de train, ponts…etc.) nécessitent des protections actives. La méthode la plus utilisée est la suivante : la structure en fer est reliée à une anode d’un métal sensible comme le zinc, le magnésium ou l’aluminium. Cette anode de métal est appelée anode sacrificielle car elle va être détruite petit à petit, protégeant ainsi la structure en fer. De cette façon, le fer ne sert plus de cathode et d’anode mais uniquement de cathode. Ce procédé de protection permet de garantir l’intégrité de la structure et d’éviter toute transformation. Il est utilisé dans toutes les canalisations et structures maritimes. Une deuxième méthode existe pour protéger des structures ferreuses. Il s’agit d’assembler des plaques de fer à l’aide de boulons de cuivre. Le cuivre devient alors l’anode sacrificielle : il est attaqué en premier par la rouille, protégeant ainsi les plaques de fer.

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