L’eau seule fait-elle rouiller ?
Non, l’eau seule ne fait pas rouiller le fer : la rouille ne se forme qu’en présence simultanée d’eau et d’oxygène. Un clou en fer placé dans de l’air parfaitement sec, ou plongé dans de l’eau bouillie privée d’air, ne rouille que très lentement. C’est l’association des deux, souvent aidée par des sels dissous, qui déclenche la corrosion.
Une expérience simple
L’expérience classique consiste à placer trois clous dans trois tubes. Le premier est plongé dans l’eau du robinet, au contact de l’air : il rouille en quelques jours. Le deuxième est plongé dans de l’eau bouillie, qui a perdu son oxygène dissous, et recouverte d’une couche d’huile empêchant l’air d’y revenir : il reste pratiquement intact. Le troisième est placé dans de l’air sec, en présence d’un produit qui absorbe l’humidité : il ne rouille pas non plus. Seul le clou exposé à la fois à l’eau et à l’oxygène se couvre de rouille.
Comment la rouille se forme
La rouille est un mélange d’oxydes et d’hydroxydes de fer hydratés, de couleur brun-rouge. Sa formation est un phénomène électrochimique. À certains endroits de la surface, le fer cède des électrons et passe en solution sous forme d’ions ; à d’autres, ces électrons servent à réduire l’oxygène dissous dans l’eau. Les ions formés réagissent ensuite pour donner la rouille. L’eau joue le rôle d’électrolyte : elle permet aux ions de circuler. C’est pourquoi l’eau salée, meilleure conductrice, accélère fortement la corrosion.
Contrairement à la couche d’oxyde qui protège l’aluminium, la rouille est poreuse et friable. Elle ne protège pas le métal ; au contraire, elle retient l’humidité et laisse la corrosion progresser en profondeur. Elle n’apparaît pas de manière uniforme : elle se développe d’abord là où l’eau stagne, sous les gouttes de condensation ou à la limite entre l’air et l’eau, où les différences d’oxygénation créent des zones de corrosion.
Sans oxygène, d’autres corrosions
Dans les eaux et les sédiments pauvres en oxygène, le fer n’est pas pour autant à l’abri. Certaines bactéries, qui vivent sans oxygène, produisent des sulfures qui attaquent le métal et forment une gangue noire autour des épaves. En mer, les ions chlorure s’infiltrent dans les couches corrodées et s’accumulent au contact du métal. Lorsqu’on remonte une épave, il faut éviter de la laisser sécher à l’air : l’oxygène relancerait brutalement la corrosion. Les objets sont donc conservés dans l’eau, puis traités pour en extraire les chlorures avant toute restauration.
Comment protéger le fer
- l’isoler de l’air et de l’eau par une peinture, un vernis ou de l’huile ;
- le recouvrir de zinc (galvanisation), qui s’oxyde à sa place ;
- fixer sur les coques de navire des anodes de zinc, dites sacrificielles, qui se corrodent avant l’acier ;
- utiliser de l’acier inoxydable, allié à du chrome, qui forme en surface une fine couche protectrice.
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