Mécanismes de corrosion localisée de l'alliage d'aluminium 2024. Apport de la microscopie à force atomique (AFM) couplée au mode Kelvin (KFM) et des alliages modèles

摘要

L'alliage 2024 (Al-Cu-Mg) est, dans le contexte de l'allègement de structure, encore largement utilisé par l'industrie aéronautique. Sa microstructure le rend sensible à la corrosion localisée (corrosion par piqûres, corrosion feuilletante et intergranulaire). Parmi les paramètres microstructuraux, les particules intermétalliques, et notamment les particules de phase S-Al2CuMg, sont dans de nombreux cas un facteur d'endommagement. Ce travail de thèse est donc centré sur leur réactivité ainsi que sur l'apport de techniques locales à cette étude. Dans ce travail, une étude multianalytique a été réalisée. La microscopie à force atomique (AFM pour Atomic Force Microscopy) couplée au mode Kelvin (KFM pour Kelvin Force Microscopy) permettent l'acquisition de la topographie et du potentiel de surface d'un échantillon à l'échelle nanométrique. Le couplage de ces techniques à des analyses chimiques d'extrême surface par SIMS (Secondary Ions Mass Spectroscopy) ainsi que le suivi de la composition des particules lors de leur dissolution (MEB-EDS) ont démontré que l'association AFM-KFM permet le suivi de l'ensemble des phénomènes de dissolution de particules intermétalliques riches en cuivre avec une résolution spatiale de l'ordre de la centaine de nanomètres. En parallèle à ces travaux, l'étude d'alliages et de systèmes modèles par des techniques électrochimiques stationnaires et transitoires telles que la Spectroscopie d'Impédance Electrochimique Locale (SIEL) a été réalisée. Ce travail a permis de montrer la représentativité de ces systèmes pour étudier les phénomènes de microcouplage galvanique entre particules intermétalliques et matrice de l'alliage commercial 2024. La réactivité du couple aluminium/magnésium a été simulée numériquement par la méthode des éléments finis. Les distributions de courant et de potentiel calculées ont été validées par des observations en microscopie optique et électronique.