Où la science de la corrosion et la protection cathodique ont commencé

Non loin de Piccadilly Circus, dans le West End de Londres, se dresse l'impressionnant bâtiment de la Royal Institution, ouvert en 1799 pour l'avancement de la science. Dans ce bâtiment, deux des scientifiques les plus éminents du XIXe siècle ont apporté des contributions significatives à la science et à la technologie de la corrosion, notamment des travaux sur les principes fondamentaux de la corrosion galvanique, la découverte de la protection cathodique (CP) et la création de la terminologie des réactions de corrosion encore en usage aujourd'hui.

Dès le début, l'Institution royale a considéré qu'il était important d'atteindre le grand public pour montrer l'importance de la science dans toutes les œuvres de la vie. Il employa le jeune chimiste Humphry Davy (1778-1829) en 1801 pour mettre en scène des démonstrations scientifiques divertissantes et spectaculaires lors de conférences publiques. Celles-ci sont devenues l'un des événements les plus populaires de Londres et Albemarle Street est devenue sa première rue à sens unique. Davy a également créé un laboratoire de recherche scientifique et a été fait chevalier pour son invention de la lampe de sécurité du mineur. Mais moins connus étaient ses recherches en électrochimie. Suite à la découverte par Volta de la batterie électrique en Italie à la fin des années 1790, Davy entreprit de construire la plus grande batterie du monde à cette époque avec 2 000 paires de plaques. Grâce à cela, il a réussi à isoler pour la première fois des éléments tels que le sodium, le potassium, le calcium et d'autres éléments réactifs. Il a montré qu'il y avait une relation entre la réactivité chimique et l'électricité, et a produit ce qui est probablement la première série galvanique, qu'il a décrite comme "les différentes substances sont disposées selon l'ordre de leurs pouvoirs galvaniques connus, [et] montrera [ sic ] à quel point les agents chimiques sont intimement liés à la production de galvanisme. "

Davy a reconnu l'importance des métaux dissemblables dans le comportement à la corrosion : "Les clous de fer s'usent rapidement lorsqu'ils sont utilisés pour fixer des tôles de cuivre aux navires et les goupilles de fer utilisées pour fixer le plomb aux toits des bâtiments rouillent avec une grande rapidité, ce qui est dû aux opérations chimiques augmentées par l'énergie électrique de contact." On lui a demandé d'examiner la corrosion du revêtement en cuivre utilisé pour empêcher les vers d'attaquer les coques des navires de guerre en bois. En 1824, Davy a découvert que la fixation de "protecteurs" de fer ou de zinc empêchait la corrosion du cuivre, pionnier de la CP. Malheureusement, cette découverte majeure a été un échec pratique car le cuivre doit se corroder pour empêcher la formation de croissance marine. Mais Davy peut être considéré comme le père de CP et un pionnier important dans la compréhension de la corrosion.

Le successeur de Davy à la Royal Institution est devenu un scientifique encore plus célèbre. Michael Faraday (1791-1868) est connu à juste titre pour ses découvertes en électromagnétisme menant au développement du moteur électrique et du générateur électrique. Mais Faraday a également effectué des travaux en électrochimie, d'abord en tant qu'assistant de Sir Humphry Davy. Sa découverte la plus importante dans ce domaine était ses lois éponymes de l'électrolyse, qui montraient la relation entre le courant et la quantité de métal corrodé. Il est ironique que la formule mathématique la plus utile en science de la corrosion ait été découverte par Faraday, car il avait quitté l'école à 12 ans et était toujours gêné par son manque de prouesses mathématiques. Il a apporté d'autres contributions. Après des discussions avec le polymathe de Cambridge, William Whewell, il a inventé la nomenclature de l'électrochimie avec laquelle nous sommes familiers aujourd'hui (électrode, anode, cathode, ion, anion, cation, électrolyse et électrolyte). En 1836, il réalise des expériences sur la passivité du fer, constatant que le fer placé dans de l'acide nitrique concentré (HNO3) ne se corrode pas alors qu'une dissolution rapide est observée dans du HNO3 dilué. Il est aussi probablement le premier à suggérer l'utilisation combinée d'enduits protecteurs et de CP pour les structures marines, une technique largement utilisée aujourd'hui, lorsqu'on lui demande des conseils sur la protection des pieux pour les phares :

"Bien que le fer soit un corps très soumis à l'action de l'eau de mer, il semble... qu'il puisse être avantageusement utilisé dans les constructions marines destinées à être permanentes, surtout si les effets conjoints des manteaux conservateurs et des protecteurs voltaïques étaient appliqués."

L'Institution royale est un endroit digne de conclure cette série car elle nous ramène au métal le plus résistant à la corrosion - l'iridium - discuté dans le premier article. Selon la Royal Society of Chemistry, Smithson Tennant, le découvreur de l'iridium en 1803, a annoncé sa découverte… à la Royal Institution.