Laboratoire Commun de Recherche sur la Passivation – OxyMore

La passivation des alliages est un phénomène déterminant pour la protection vis-à-vis de la corrosion. Ce phénomène est basé sur l'existence d’un film fin d’oxyde appelé film passif formé : spontanément, (croissance ‘’endogène’’) ou par des traitements chimiques ou électrochimiques (croissance ‘’exogène’’). Par exemple l’anodisation de l'aluminium.
Ce film passif est un oxyhydroxyde, de quelques nanomètres d’épaisseur. Il diminue de plusieurs ordres de grandeur la vitesse de corrosion. Un alliage est considéré comme inoxydable lorsque sa vitesse de corrosion est inférieure à 10 µm/an.
La société Chimimeca développe des traitements de décontamination et de passivation pour des pièces métalliques destinées à la filière nucléaire. Elle est aussi reconnue dans l'Aéronautique, le Naval, la Métallurgie,...
Ces traitements sont majoritairement à base d’acide fluorhydrique (pour le décapage) et d’acide nitrique (pour la repassivation). Compte tenu des restrictions liées à leur toxicité, Chimimeca développe de nouvelles formulations à base d’acide citrique et souhaite entreprendre une approche scientifique pour démontrer l’efficacité de ces bains. Cette démarche d’ouverture vers le monde académique vise à rationaliser la conception des bains. L’objectif ultime est de valider les développements par une caution scientifique reconnue dans le monde de l’ingénierie des surfaces pour crédibiliser l’efficacité de traitements plus écoresponsable jusqu’alors évaluer à partir de tests standards. Il s'agit aussi de renforcer l'équipe de recherche de Chimimeca par une formation par la recherche.
Dès lors un rapprochement avec MATEIS UMR 5510 CNRS/INSA Lyon/UCB Lyon1, représenté par son équipe Corrosion et Ingénierie des Surfaces (CorrIS) est envisagé. Des échanges ont été amorcés pendant le confinement, ils se sont concrétisés par des collaborations expérimentales dans le cadre d’expertises pendant l’année 2021.
MATEIS consacre une partie de ses travaux sur l’étude de la passivation des métaux. Il dispose d’une reconnaissance internationale sur le sujet et participe à des collaborations avec les grandes entreprises du nucléaire (EDF, Framatome, CEA, …). La convergence de vue entre l’approche scientifique et technique, le degré de confiance entre les différents acteurs de cette collaboration et les différents témoignages d’encouragements de plusieurs clients de Chimimeca, incitent MATEIS et la société à créer un laboratoire commun.
Ainsi, en faisant converger les recherches scientifiques de MATEIS et les objectifs industriels de Chimimeca, le Laboratoire Commun OxyMore permettra le développement de solutions innovantes pour le renforcement des propriétés physicochimiques des surfaces vis-à-vis d’environnements agressifs. Dans le cadre d’OxyMore, les deux parties se focaliseront sur la caractérisation et l’optimisation des bains d’acide citrique référencés PROCIV ECO5+ et PROCIV ECO7+, une nouvelle génération de produits de passivation des aciers inoxydables. Si ces bains sont tout à fait compatibles sur le plan environnemental, ils ne sont pas encore inscrits dans les règles de conception et de construction des matériels mécaniques des installations nucléaires hautes températures, expérimentales et de fusion (RCC-MRx), de l’AFCEN. Il s'agira d’apporter les arguments scientifiques et techniques qui permettront de le faire.
La collaboration s’appuiera sur l’expertise et la démarche de caractérisation de la passivation développée par CorrIS. La démarche s’articule autour de caractérisations multi-échelles de la physicochimie des surfaces par analyses XPS, AFM, MEB et TEM (classiques et environnementaux) et des mesures électrochimiques (classiques ou transitoires), macroscopiques ou locales, toutes disponibles au laboratoire. Il sera possible d’envisager le cas échéant des collaborations ciblées sur des techniques non disponibles avec d’autres équipes de recherche. La pérennisation d’OxyMore sera envisagée sur la base des apports du projet.