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Nouvelles de la recherche scientifique et technologique : Une nouvelle technique pour étudier la rouille de l’acier profite à l’industrie minière
Le 11 juin 2019
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Au synchrotron du Centre canadien de rayonnement synchrotron (CLS), une installation de recherche nationale d’USask, Situm a étudié comment les revêtements protecteurs des barres d’armature – les barres d’armature en acier utilisées pour renforcer le béton – résistent à la rouille (corrosion). Il a fait ses recherches avec l’industrie de l’extraction de potasse en particulier dans l’esprit.
Le sel provenant de l’extraction de potasse s’infilt dans le béton poreux et peut faire rouiller les barres d’armature plus rapidement, ce qui pourrait nécessiter des remplacements plus fréquents. Les plus grandes réserves de potasse au monde, principalement utilisées pour les engrais pour les cultures, se trouvent en Saskatchewan et l’industrie fait partie intégrante de l’économie provinciale, représentant près de 30 % de la production mondiale du minéral en 2017.
« Le béton tient généralement assez bien même lorsque les barres d’armature sont quelque peu rouillées, mais la méthode que j’ai développée vous aide à déterminer à quel moment les revêtements protecteurs des barres d’armature échouent, afin que les chercheurs puissent développer de meilleurs revêtements », a déclaré Situm.
Contrairement à d’autres méthodes utilisées pour étudier la corrosion, la nouvelle technique synchrotron de Situm, qui découle d’une combinaison de rayons X, d’un microscope et de l’accélérateur de particules CLS, montre l’efficacité des revêtements sans les retirer des barres d’armature. Normalement, l’enlèvement du revêtement endommage les échantillons en les rendant inutilisables pour des tests futurs et peut interférer avec la corrosion du revêtement lui-même.
Le projet est financé par : l’organisme fédéral CRSNG ; l’Institut international d’innovation dans les minéraux (IMII) ; les entreprises de potasse Nutrien, BHP et Mosaic ; et Mitacs, un organisme national sans but lucratif qui favorise la croissance et l’innovation pour les entreprises et les milieu postsecondaire au Canada.
Andrew Grosvenor (à gauche) et Arthur Situm au Synchrotron du Centre canadien de rayonnement synchrotron. (Photo : Dave Stobbe)
« Nous travaillons en étroite collaboration avec ces entreprises pour mieux comprendre quels sont leurs besoins en termes de barres d’armature, et nous partageons régulièrement nos résultats avec elles et IMII », a déclaré le professeur de chimie Andrew Grosvenor, superviseur de Situm. « Nous espérons que d’ici la fin du projet, nos travaux leur seront utiles pour améliorer davantage la sécurité des constructions dans l’industrie de la potasse. »
Situm a simulé différentes conditions pour plusieurs types de revêtements protecteurs en laboratoire afin de comprendre comment les matériaux et les produits chimiques de surface peuvent réagir. Ses résultats montrent qu’un revêtement bien connu et plus coûteux appelé « époxy lié à la fusion » est capable de résister à la corrosion mieux que d’autres types de revêtements testés.
« Ce n’est pas seulement le travail que nous faisons en laboratoire qui peut nous dire de choisir un revêtement particulier. La performance d’un matériau peut changer considérablement en fonction de la durée de vie du matériau et de l’exposition environnementale, nous ne recommandons donc pas un revêtement par rapport à d’autres », a déclaré Grosvenor. « Arthur était plus intéressé à trouver de nouvelles façons d’étudier la corrosion. »
La technique de Situm « cartographie » comment les éléments chimiques d’un matériau sont placés sur sa surface et comment ils peuvent changer en réponse à la corrosion ou au vieillissement. Ses résultats sont publiés dans les revues Corrosion Science et Surface and Interface Analysis.
« Tout comme une carte d’une ville, qui vous indique où se trouvent les parcs et les bâtiments, et quelle est la taille, ma carte montre une distribution très précise des produits chimiques dans un matériau », a-t-il déclaré.
Situm prévoit d’étendre les applications de sa technique pour étudier la stabilité de la céramique utilisée pour stocker les déchets nucléaires, en utilisant un combustible nucléaire simulé.
Federica Giannelli est une étudiante stagiaire diplômée au sein de l’unité de recherche et d’impact de l’Université de la Saskatchewan. Ce contenu s’exécute grâce à un partenariat avec The StarPhoenix.
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