Contexte
L’exploration et l’exploitation des grands fonds marins représentent un enjeu croissant pour de nombreuses industries, nécessitant l’utilisation de matériaux fiables et résistants à la corrosion dans des conditions d’eau de mer profonde. Si le comportement des aciers inoxydables et des alliages passifs en eau de surface est bien documenté, les données relatives aux environnements profonds restent très limitées dans la littérature. Or, plusieurs paramètres spécifiques à ces milieux — tels que la température, la teneur en oxygène dissous, la pression hydrostatique et l’activité biologique — sont susceptibles d’influencer significativement les mécanismes de corrosion localisée (piqûres et crevasses). En particulier, la formation de biofilms électroactifs, responsables d’une ennoblissement du potentiel des alliages passifs et d’une augmentation du risque de corrosion, n’avait jamais été documentée en eau profonde. Les résultats obtenus en laboratoire ou en eau de surface ne pouvant être directement extrapolés aux grandes profondeurs, il est apparu nécessaire de conduire des expositions in situ instrumentées en milieu réel.
Moyens
L’étude a reposé sur le déploiement d’une ligne ancrée instrumentée pendant 11 mois dans l’océan Atlantique (région des Açores), à deux profondeurs représentatives : une profondeur intermédiaire (1020 m) et une profondeur abyssale (2020 m). Une large gamme de matériaux a été évaluée, incluant des aciers inoxydables ferritiques, austénitiques, lean duplex, duplex, super duplex, hyper duplex, super austénitiques ainsi que des alliages base nickel, complétés par un acier carbone de référence. La résistance à la corrosion par crevasses a été évaluée à l’aide de montages normalisés PVDF selon ISO 18070:2015, testés à deux pressions de joint différentes, sur des géométries de plaques et de tubes. Le suivi en continu du potentiel en circuit ouvert (OCP) a permis de caractériser in situ la formation et l’activité des biofilms électroactifs. L’environnement a été caractérisé en continu grâce à des capteurs mesurant la température, la vitesse de courant, l’oxygène dissous et la salinité. La quantification de la corrosion a été réalisée par perte de masse, mesure des profondeurs d’attaques par microscopie optique et analyses visuelles après décapage.
Résultats
Les résultats montrent que la vitesse de corrosion de l’acier carbone en eau profonde est comparable à celle mesurée en eau de surface, sans effet aggravant notable lié à la profondeur. Les aciers inoxydables ferritiques bas alliés se sont révélés très fortement sensibles à la corrosion par piqûres et en crevasses, quelle que soit la profondeur d’exposition. À l’inverse, les aciers inoxydables haut de gamme (super duplex, hyper duplex, super austénitiques) n’ont présenté aucune corrosion localisée dans les conditions testées. Un classement de résistance à la corrosion a pu être établi pour les aciers austénitiques, lean duplex et duplex. Concernant l’activité biologique, un ennoblissement du potentiel lié à la formation d’un biofilm électroactif a été observé à les deux profondeurs, mais avec un délai d’apparition nettement plus long en eau profonde qu’en eau intermédiaire, reflétant l’influence de la température sur le développement microbien. Ces résultats suggèrent que les données de corrosion obtenues en eau de surface froide constituent une bonne approximation conservative du risque de corrosion en eau de mer profonde.