Les métaux réagissent à l’air et l’eau. Ainsi le fer rouille. Le cuivre se recouvre de vert. Cette réaction chimique s’appelle l’oxydation du métal. Selon la nature chimique du métal, la manifestation de la corrosion n’est pas la même.
En effet, le fer se recouvre de rouille, qui met en péril son intégrité. Alors que le cuivre, le zinc et l’aluminium se recouvrent d’une couche protectrice d’oxydes de couleur différente selon le métal. Quant à l’or et au platine, ils subissent peu l’oxydation.
Pour protéger vos objets métalliques de la corrosion, il existe différentes solutions, notamment l’application d’une peinture spécifique.
Qu’est-ce que le métal?
En chimie, le métal est un corps simple ou un alliage dur, opaque, brillant, conducteur électrique et thermique. C’est un élément malléable que l’on peut étirer, étendre sans qu’il se brise.
Il existe plusieurs types de métaux : les métaux précieux et non précieux. Les seconds sont classés en métaux ferreux (fer, acier…) et métaux non ferreux (zinc, aluminium, plomb…).
Une des propriétés du métal est qu’il réagit à l’oxygène de l’air et de l’eau. Selon la nature du métal, il subit cette oxydation de manière différente.
Qu’est-ce que l’oxydation du métal?
Au contact de l’air ou de l’eau, les métaux ont différentes réactions. De la rouille apparaît sur les matériaux en fer. Les objets en cuivre deviennent verts.
Pour comprendre ce processus d’oxydation du métal, il faut rappeler la composition de l’air. Celui-ci est composé principalement de diazote, de dioxygène (oxygène), de dioxyde de carbone ainsi que de l’eau sous forme de vapeur, dont la teneur dépend de la région.
L’eau comme l’air contiennent de l’oxygène. Une réaction chimique dont le réactif est le dioxygène s’appelle une oxydation. Lorsqu’il y a contact entre l’oxygène et le métal, il s’agit d’oxydes métalliques. Selon la nature du métal, la réaction chimique diffère.
Ainsi, au contact de l’oxygène, le fer ne réagira pas de la même façon que le zinc ou le cuivre. Une des conséquences est l’apparition de la corrosion et de la rouille.
Par ailleurs, les métaux précieux tels que l’or et le platine sont peu réactifs à l’oxydation. L’or pur est un métal non oxydable qui ne rouille pas au fil des années. Ce n’est pas le cas de l’argent qui s’oxyde au contact du dioxygène de l’air. Le métal noircit en se recouvrant d’une couche d’oxyde d’argent, ce qui stoppe la corrosion.
L’oxydation du fer
Le fer et ses alliages réagissent avec le dioxygène de l’air et de l’eau. On dit du fer qu’il est un métal oxydable. Sans protection, un phénomène de corrosion se développe. Le métal se recouvre d’une couche de rouille, matière friable et rugueuse de couleur rougeâtre.
Comment se forme la rouille? La rouille apparaît lors d’une réaction chimique d’oxydoréduction entre la molécule de fer et la molécule d’oxygène de l’air et de l’eau.
Une oxydoréduction est une réaction chimique qui survient lors de l’oxydation d’une molécule et la réduction de l’autre. Ici, l’agent oxydant (l’oxygène) gagne des électrons, par conséquent il subit une réduction. L’agent réducteur (le fer) subit une oxydation, donc perd des électrons.
Pour en revenir à la formation de la rouille, le fer en contact avec l’eau a le rôle de l’anode et la partie non mouillée est la cathode. La réaction chimique transforme une partie du fer en ions et l’association de l’eau et de l’air libère également des ions. Ce qui forme l’hydroxyde de fer, le principal composant de la rouille.
Étant poreuse, la rouille laisse passer l’air et l’eau, par conséquent la corrosion peut continuer en attaquant en profondeur l’objet en fer, voire le faire disparaître. Il est important d’anticiper ou de stopper cette réaction chimique en empêchant le métal d’être en contact avec l’air et l’humidité.
L’oxydation du zinc, du cuivre et de l’aluminium
D’autres métaux sont oxydables à l’air, cependant ils ne sont pas attaqués par la rouille. Il s’agit du cuivre, du zinc et de l’aluminium. Lors de l’oxydation, ces trois métaux sont recouverts d’une couche protectrice d’oxyde. Cette couche, produit de l’oxydation, stoppe la réaction chimique.
Le cuivre est recouvert d’une couche d’oxyde de cuivre de couleur verdâtre qu’on nomme vert-de-gris. Cette couche verte est imperméable et protège le métal de l’air. La corrosion reste à la surface, seul l’aspect extérieur du cuivre change.
Quant à l’aluminium et le zinc, la corrosion n’attaque que leur surface, comme pour le cuivre, sur laquelle se forme une couche d’oxyde d’aluminium et d’oxyde de zinc. Contrairement au cuivre, il est difficile de constater la présence de corrosion. La couche est grisâtre, proche de la couleur du métal. La corrosion le rend plus terne.
Comment protéger le métal de l’oxydation?
Tôt ou tard, les métaux subissent l’oxydation et notamment la formation de rouille. Quelle méthode pour éviter que vos métaux rouillent?
Vous pouvez appliquer une peinture antirouille ou un vernis. Cette peinture se pose sur l’ensemble du métal en une ou deux couches selon les produits.
Afin d’éviter l’oxydation du métal, une autre solution est de contrôler l’humidité. La réaction de l’eau engendre de l’acide carbonique et attaque la surface du fer. Le contact du fer et de l’oxygène présents dans l’eau forme l’oxyde de fer, autrement dit la rouille. Pour éviter ou tout au moins limiter la corrosion de vos métaux, il est conseillé de maintenir un taux d’humidité minimum.
Pour protéger une structure métallique de petite taille, celle-ci peut être recouverte d’une couche de métal isolante faisant barrière à l’air et à l’eau, ce qui empêche la réaction d’oxydoréduction avec le fer. On parle ainsi d’acier galvanisé.
Pour les constructions en fer onéreuses ou exposées au risque d’oxydation, des solutions de protection sont utilisées. La technique la plus simple consiste à relier la pièce en fer à une anode d’un autre métal plus sensible (aluminium, zinc…). Ainsi, le fer jouera uniquement le rôle de cathode et préservera son intégrité.
Pour éviter que vos objets métalliques subissent la corrosion, n’hésitez pas à demander les conseils d’un spécialiste.
