Добірка наукової літератури з теми "Surface active électrochimique"

Un changement de cap vers les technologies vertes est impulsé par les instances dirigeantes Européennes, désormais d’importants efforts sont engagés pour réduire notre empreinte carbone d’au moins 40% d’ici à 2030. Le développement de batteries sûres, présentant de meilleures densités d’énergie s’inscrit dans cette démarche. Ces technologies sont incontournables pour la croissance du secteur des transports électriques et des réseaux électriques intelligents. Pour répondre à la demande, de nouveaux matériaux doivent être développés et les matériaux existants doivent être améliorés pour atteindre de meilleures capacités de stockage et de plus hauts potentiels de travail. La recherche prospecte de nouveaux matériaux d’électrodes, de nouveaux électrolytes, mais aussi de nouvelles stratégies pour protéger les interfaces électrodes/électrolyte au cœur des batteries. En effet, dans les batteries secondaires, les interfaces électrodes/électrolyte jouent un rôle déterminant dans les performances électrochimiques et les durées de vie. Les électrolytes liquides organiques subissent des dégradations dans les fenêtres de potentiels appliqués conduisant à la formation d’une couche à la surface des électrodes négatives appelée « Solid Electrolyte Interphase » (SEI). La formation de cette interface amène une problématique à double tranchant : la SEI diminue l’efficacité coulombique et provoque des pertes de capacité irréversibles, mais elle permet également la passivation de l’électrode et prévient les mécanismes de vieillissements. Sachant cela, toute modification de la SEI se révèle délicate puisque l’équilibre entre les aspects positifs et négatifs peut être perdu. Par la chimisorption d’une fine couche fluorée à la surface des matériaux d’anode, nous sommes parvenus à améliorer le pouvoir passivant de la SEI à la surface de matériaux TiO2 et Li4Ti5O12 (LTO), conduisant à l’amélioration des comportements électrochimiques. Nous avons déterminé que de faibles quantités de fluor à la surface des matériaux actifs peuvent suffire à apporter de nombreuses améliorations. De plus, nous avons démontré que la fluoration est également bénéfique pour les matériaux d’électrodes positives tels que LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 (NCA). En effet, le matériau NCA souffre d’instabilités structurales en surface qui entrainent des dégradations des capacités. Des comportements électrochimiques améliorés ont été observés pour des électrodes NCA fluorées, la fluoration permettant une stabilisation de la structure de surface du NCA.Nous avons prospecté l’influence de la fluoration de surface des matériaux actifs aux interfaces avec l’électrolyte, au moyen d’une approche multiéchelle. La nature chimique de la couche fluorée en surface des matériaux d’électrodes positives et négatives a été décrite par XPS, tout comme la distribution spatiale 2D du fluor par les techniques AES et SAM. Les propriétés du cœur et de la sous-surface des LTO-F ont été caractérisées par le couplage de la DRX, du Raman et de la RMN 19F du solide, aucune modification structurelle induite par la fluoration n’a été observée. L’influence de la fluoration de surface sur les performances électrochimiques a été évaluée par le couplage de cyclages galvanostatiques et d’analyses XPS et AES effectuées sur des électrodes ayant cyclées. Les LTO-F montrent une nouvelle réactivité vis-à-vis de l’électrolyte, conduisant à la formation d’une SEI plus fine et plus stable. Enfin, la génération des gaz par les électrodes LTO fluorés a été caractérisée par la GC-MS. Nous avons démontré que la formation de CO2 est réduite par la fluoration de surface. Dans l’ensemble, la stratégie déployée dans cette étude, allant de la synthèse à une caractérisation multiéchelle rigoureuse, propose de nouvelles solutions pour améliorer à la fois la stabilité de la SEI en surface d’électrodes négatives et la stabilité structurale de surface de matériaux d’électrodes positives, pour des batteries Li-ion de plus haute performance
A shift toward greener technologies has been impulsed by the European authorities and tremendous efforts are now engaged to drastically reduce our carbon footprint, by at least for 40 percent by 2030. The development of safe batteries with higher energy density is part of this shift, since this technology is critical for the commercialization and for the rise of electrical mobility and smart energy grid deployment. To do so, new materials need to be developed or existing materials need to be improved to reach higher specific capacities and working electrochemical potentials. The research prospects new electrode materials, new electrolytes and new ways to protect the electrode/electrolyte interphase within the batteries. Indeed, in secondary batteries, the anode/electrolyte interphase plays a key role in the electrochemical performances and life span. Since the classically used liquid organic electrolytes are not stable in the totality of the working potential window of Li-ion batteries, they undergo degradation on cycling of the battery, hence a Solid Electrolyte Interphase (SEI) is formed. This interphase passivates the negative electrodes from the electrolyte and prevents further aging processes, however as this passivation continues in cycling, it also lowers the coulombic efficiency and causes irreversible capacity loss. Knowing this, any modification of the SEI should be performed with parsimony as it could break the balance between the positive and negative aspect for the SEI. By synthetizing a chemisorbed thin fluorinated layer upon anode material, we managed to improve the passivating power of the SEI on TiO2 and Li4Ti5O12 (LTO) anodes, leading to enhanced electrochemical performance. We also determine that very low quantities of fluorine on the active electrode material surface leads to several beneficial effects. We demonstrated that the fluorination brings as well enhancement for positive electrode materials, such as LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 (NCA). Indeed, NCA and NMC suffer structural surface instability, leading to self-heating and loss of performance. Improved cyclability is observed for fluorinated NCA electrodes as the fluorination stabilizes the surface structure.Surface fluorination was carried by a process using XeF2, for the first time applied to electrode materials. We aimed to prospect the influence of the surface fluorination on different aspect of a Li-ion battery, from the active material to the electrolyte interphase, thanks to a multi-scale probing approach. The chemical nature of the surface layer on negative and positive electrode materials was described by the mean of the XPS, as well as the fluorine distribution on the surface with both AES and SAM. The bulk and sub-surface properties of fluorinated LTO (LTO-F) were also investigated by coupling XRD, Raman Spectroscopy and NMR 19F, showing no modifications of the crystallographic structure. The influence of the surface fluorination on the electrochemical performance was investigated by galvanostatic cycling and by coupling XPS and SAM on cycled electrodes. We paid a specific attention to the impact of the fluorination on the SEI thickness and stability in charge and discharge. Indeed, LTO-F exhibits a new reactivity toward the electrolyte, leading to a thinner and stabilized SEI. Finally, the gas generation of the LTO-F electrodes has been investigated by Gas Chromatography – Mass Spectrometry (GC-MS), as gassing is known to be a roadblock to the commercialization of LTO. We demonstrated that the CO2 outgassing is reduced by the surface fluorination. Overall, the strategy implemented in this work, from synthesis to thorough characterization, offer new solutions to improve both SEI formed on negative electrode material as well as surface structural stability of positive electrode material, leading to improved Li-ion batteries

Les liquides ioniques sont des sels formés par l'association d'un anion et d'un cation, dont l'un des deux au moins est organique, ayant une température de fusion inférieure à 100°C. Un des avantages des liquides ioniques réside dans la possibilité d'adapter la structure de celui -ci en fonction des propriétés désirées. En modifiant à volonté la nature du cation ou de l'anion, il est possible d'accéder à des propriétés tout à fait originales. Tout un domaine de recherche a été récemment dédié au développement de séries de cations et d'anions fonctionnalisés permettant d'obtenir des liquides ioniques à tâches spécifiques. En synthétisant des monomères polymérisables, nous avons développé une nouvelle famille de liquide ionique : les polymères liquides ioniques électroactifs. Ces liquides ioniques et polymères liquides ioniques électroactifs ont des potentialités intéressantes dans différents domaines tels l'électronique moléculaire, les (bio)capteurs, la transduction d'énergie, les actionneurs électrochimiques, les cellules photovoltaïques, les surfaces intelligentes, les mémoires organiques, ainsi que les batteries organiques. Depuis les années 2000, on assiste à un développement considérable des électrodes modifiées par des liquides ioniques. Le travail réalisé dans cette thèse est centré sur les points suivants : (i) la synthèse de liquides ioniques électroactifs, (ii) le greffage électrochimique de liquides ioniques électroactifs, et (iii) l'immobilisation de polymères liquides ioniques sur une surface d'électrode. Le manuscrit est divisé en six chapitres : - le Chapitre 1 décrit une revue présentant une généralité sur les liquidès ioniques et polymères liquides ioniques. La composition, la synthèse ainsi que les propriétés électrochimiques sont décrites ; - le Chapitre 2 est dédié à la synthèse des liquides ioniques ; -le Chapitre 3 détaille l'immobilisation de liquide ionique électroactif par une méthode électrochimique ; - le Chapitre 4 analyse l'élaboration de polymères liquides ioniques sur électrode en carbone par différentes méthodes : Graft-fast, Surface Electro-initiated Emulsion Polymerization (SEEP) et Surface-initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) ; -le Chapitre 5 décrit la préparation de polymères liquides ioniques bi-fonctionnels contenant des groupements ferrocène et anthraquinone par la méthode SI-ATRP ; - le Chapitre 6 résume l'essentiel des résultats obtenus lors de cette thèse ainsi que les perspectives
Ionic liquids (ILs) are described as a new class of molten salts consisting entirely of ions having a melting point below 100°C. Ionic liquids constitute a class of materials with many promising applications in very diverse fields. Their properties can be tailored by modifying the combination of ions in their composition. The introduction of the functional group forms "functionalized or task-specific ionic liquids" and allows us to tune the property for a particular application. Taking the advantage of introducing a monomer group to ILs, we can give rise a new family of functional polymer labeled polymeric ionic liquids or poly(ionic liquids) (PILs). ILs or PILs containing redox active groups are interesting because of their different applications such as molecular electronics, (bio)analytical sensor, energy transduction materials, electrochemical actuator, smart surfaces, solar cells, organic memory devices, as well as polymer based batteries. Since 2000, the research on ionic liquid-modified electrodes became intensively developing area. In term of electrochemical approach and considering the above factors, the work in this thesis focused on three points: i) synthesis of redox active ionic liquids, ii) grafting redox active ionic liquids by electrochemical process, iii) immobilization of redox poly(ionic liquids) on electrode surface. This thesis contains six chapters : -Chapter 1 presents an overview of ionic liquids and Poly(ionic liquids), their composition synthesis and use in electrochemical investigations. -Chapter 2 concentrates on the synthesis of ionic liquids (ILs) and report their protocol. - Chapter 3 reports the immobilization of task-specific ionic liquids on carbon electrodes by means of electrochemical grafting. Chapter 4 studies the formation redox Poly(ionic liquids) onto carbon electrode surfaces using four methods: direct electropolymerization, Graft-fast, Surface Electro-initiated Emulsion Polymerization (SEEP) and Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization (SI-ATRP). -Chapter 5 envisages the preparation of bi-functional PILs containing both ferrocene and anthraquinone on polymer chain by SI-ATRP method. -Chapter 6 lists the conclusions of this thesis and displays future prospects for the bi-functional materials

L'essor de l'électronique plastique a conduit à une révolution dans la vie quotidienne ces vingt dernières années. Le premier chapitre traite des systèmes hybrides polymères conducteurs/dispositifs plasmoniques. La commutation de l'état électronique du polymère modifie réversiblement les réponses optiques des systèmes plasmoniques. De plus, en jouant sur la nature du polymère, la réponse optique de ces systèmes peut être finement ajustée. Dans le deuxième chapitre, nous aborderons l'étude des films ultraminces électroactifs générés par electroréduction d'un sel de diazonium. Premièrement, le greffage de tels films sans unité centrale benzénique sera développé. Deuxièmement, nous étudierons l'influence du dérivé thiophène attaché à l'unité centrale benzénique, d'une part sur le processus de formation des diazoniums et d'autre part sur les propriétés des films greffés. Le troisième chapitre concerne la fonctionnalisation de surface dite «bottom-up» en surgrefFant des composés monomériques sur les oligomères préalablement déposés. Ceci induit une modification des propriétés du film selon le monomère utilisé et augmente les possibilités de design de films minces électroactifs. Enfin, le quatrième chapitre traitera des cellules photovoltaïques de type Grätzel. Le but étant de fabriquer des cellules photovoltaïques plasmoniques afin d'améliorer les performances du système initial. Les processus de fabrication et la nature de la navette rédox sont d'abord optimisés. Ensuite, plusieurs stratégies pour la déposition de l'or ainsi que les premiers tests d'incorporation seront présentés
Over the last twenty years, a continuous increase in plastic electronics has lead to a revolution in lifestyle. In the first chapter, we will discuss hybrid conducting polymer/plasmonic nanoparticle Systems and demonstrate that optical answers of plasmonic structures can not only be reversibly switched according to conducting polymer electronic state. Furthermore, the polymer type induces distinct optical answers, offering tremendous possibilities for further tailoring of optical properties. The second chapter is dedicated to ultrathin electroactive film generation from diazonium salt electroreduction. The first part presents successful diazonium salt derived film deposition without core benzene unit. The second part is devoted to the influence of the thiophene derivative, attached to the core benzene, on diazonium salt generation and electronic properties of gratted films. The third chapter demonstrates that a bottom-up approach can be used to further elongate oligomer chains by overgrafting monomeric compounds. By that, film properties are modified according to the monomer used, enlarging possibilities of distinct electroactive thin film design. In the fourth chapter, we investigate dye sensitized solar cells (DSSC) or Grätzel type cells with regard to the establishment of low cost plasmonic DSSC. By that, we hope to increase efficiencies of the basic System. In a first time, cell setup will be optimized to allow comparison with literature and then, the redox mediator will be replaced in order to optimize the System for subsequent gold incorporation. Finally, several strategies for gold deposition and first tests in cell setup will be demonstrated

Les défauts connus pour réduire la durée de vie des piles à combustible à membrane électrolyte polymère (PEMFC) peuvent apparaître sur différents composants de l'assemblage membrane-électrode (AME) et sous différentes formes en raison des procédés de fabrication ou du vieillissement -en fonctionnement- de la pile à combustible. Ce travail concerne l’étude de l’apparition, la détection et la propagation de défauts dans les AME de PEMFC, et plus spécifiquement à l’anode. À cet effet, un protocole de vieillissement accéléré (AST) combinant des cycles de potentiel et d'humidité -induits par les variations de courant-, et de maintien en circuit ouvert est appliqué à des AME standard ou avec défauts initiaux. Les AME avec défauts ont été fabriqués avec un manque de couche active à l’anode, ce défaut pouvant être localisé près de l'entrée ou bien près de la sortie d’hydrogène. Des caractérisations électrochimiques sont réalisées périodiquement à l'aide d'une cellule linéaire instrumentée et segmentée, permettant de suivre les performances de la cellule à travers les courants, les potentiels d’électrode, les impédances locales, ainsi que l’évolution de la surface active électrochimique (ECSA) à l’anode et à la cathode pendant le test de vieillissement, avec une résolution spatiale le long des canaux. Une étude par spectroscopie d’impédance a été menée conjointement, basée sur une interprétation par circuits électriques équivalents et se focalisant sur la détection de la contribution anodique à l’impédance globale de la cellule. Les résultats mettent en évidence une dégradation accélérée de l’AME ainsi que les premières preuves de propagation de défauts, en termes de perte de l’ECSA à l’anode. Cette propagation se produit dans le sens du flux d'hydrogène. L’ECSA de la cathode semble également impactée, bien qu'apparemment de manière homogène. Un amincissement important de la membrane a également été observé dans les segments défectueux, avec propagation probable aux segments adjacents, mais à plus long terme
Defects known to shorten the lifetime of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) can appear on different membrane electrode assembly (MEA) components and under different forms due to manufacturing processes or operational aging of the fuel cell. This work concerns the occurrence, detection, and propagation of defects in PEMFC MEA, and more specifically at the anode. To this end, an accelerated stress test (AST) combining potential and humidity cycles -induced by load variations-, and open-circuit hold is applied to standard MEA, and to MEA with initial defects. Those customized MEA were intentionally prepared with a lack of active layer at the anode, the defect being located either near the hydrogen inlet or near the hydrogen outlet. Periodic electrochemical characterizations were carried out using a segmented instrumented linear cell, allowing to monitor the cell performance through the currents, electrode potentials, and local impedance, as well as the evolution of the electrochemical active surface (ECSA) at the anode and cathode during the ageing test, with a spatial resolution along the channels. An electrochemical impedance spectroscopy study was conducted jointly, using equivalent electrical circuits, and focusing on the detection of the anodic contribution to the global impedance of the cell. Results showed an accelerated degradation of the MEA and the first evidence of defect propagation, in terms of loss of ECSA at the anode. This propagation occurred in the direction of the hydrogen flow. The ECSA at the cathode also appeared to be impacted, although apparently homogeneously. Significant membrane thinning was also observed in the defective segments, with probable propagation to adjacent segments, but over a longer time period

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à démontrer une partie des potentialités que l'électrochimie sur surfaces nanostructurées peut apporter tant dans le domaine de la plasmonique que dans celui de la réalisation de contact atomique. Le premier chapitre de ce manuscrit décrit la réalisation de dispositifs plasmoniques actifs. Il met en évidence l'intérêt des propriétés redox de polymères conducteurs pour moduler et/ou commuter les résonances plasmons de surface localisés de nanoparticules d'or, dans des configurations de type réseau ou colloïdal. Dans une deuxième partie, le développement d'un système de gravure assistée par Microscope à Force Atomique (AFM) a été entrepris. Cette technique permet la fabrication de structures variées, à l'échelle sub-micrométrique et nanométrique, pour des applications dans le domaine de la plasmonique, comme de l'électrochimie à l'échelle nanométrique. La dernière partie montre tout l'intérêt que peut avoir l'électrochimie pour fabriquer des contacts atomiques. Le phénomène de quantum de conductance a été étudié sur ces contacts obtenus à partir de nanofils de cuivre. Cette étude a mis en évidence le rôle de l'adsorption moléculaire. Enfin, l'utilisation de cyclodextrines, dans le milieu électrolytique de croissance des contacts atomiques, semble aboutir à leur encapsulation et protection, vis-à-vis de molécules interagissant fortement avec le cuivre
In this work we were interested in demonstrating some of the potentialities of electrochemistry on nanostructured surfaces in the field of plasmonics and in the realization of atomic contacts. The first chapter of this manuscript describes the creation of active plasmonic devices. It underlines how the redox properties of conducting polymers can modulate and/or commutate localized surface plasmon resonances of gold nanoparticles (network or colloidal solution). In the second part, an engraving System assisted by Atomic Force Microscopy (AFM) was developed. This technique allows the production of varied structures, on sub-micrometric and nanometric scales, for applications in the field of plasmonics and for nanoscale electrochemistry. The last part shows how electrochemistry can be used to obtain atomic contacts. The phenomenon of quantum conductance was studied on contacts obtained with copper nanowires and its variations with molecular adsorption were demonstrated. To protect the contact and to make it more stable, the use of cyclodextrins in the electrolytic growth medium appears to lead to its encapsulation and protects it against molecules interacting strongly with copper

Dans le domaine pétrolier les alliages de nickel tels que l’Inconel sont majoritairement utilisés au cours des forages pour leur bonne résistance mécanique et chimique face à H2S, CO2 ou des acides carboxyliques. Cependant, en dépit de leurs excellentes propriétés, les parties sensibles des capteurs réalisés à partir de ces matériaux voient leurs performances altérées par les environnements hostiles de forages (conditions hautes pressions et hautes températures), la corrosion et l’abrasion. De plus, ces capteurs peuvent être exposés à divers fluides, durant un même forage, contenant des particules solides ou de très grosses molécules organiques telles que les asphaltènes, paraffines ou résines qui ont tendance à s’agglomérer sur les surfaces hydrophiles métalliques. Le diamant a été identifié comme un excellent candidat pour la fabrication de revêtements de protection pour des capteurs embarqués lors de forages pétroliers. En effet, le diamant offre une excellente résilience mécanique, une grande inertie chimique, un module d’Young élevé et une résistance à l’encrassement qui font de lui un matériau parfaitement adapté pour une utilisation en conditions hostiles. Cependant la réalisation d’un dépôt de diamant sur Inconel ne peut pas être réalisée via les solutions usuelles de MP-CVD. Les résultats de cette étude présentent trois différents procédés permettant d’obtenir un revêtement diamant adhérent sur des pièces 3D d’Inconel718. Ces procédés se différencient par leur rugosité et leur complexité de mise en œuvre. Leurs bénéfices sur des capteurs de densité-viscosité ont été évalués face à divers fluides pétroliers particulièrement encrassants. Pour lutter contre ces encrassements, deux approches ont été identifiées comme étant prometteuses : (i) développer des surfaces exploitant l’effet Lotus en réalisant une microstructure superhydrophobe, et (ii) optimiser un traitement électrochimique permettant de nettoyer des surfaces in-situ sans intervention humaine. Cette étude a permis de comprendre les mécanismes réactionnels en mettant en avant le rôle de la dégradation de l’eau lors du traitement électrochimique. Grace à cela, ces travaux indiquent les conditions d’utilisations et les limites du procédé. De plus le potentiel de cette technique face à des fluides de forage et du pétrole brut a été démontré avec succès
In the field of oil and gas industry, Inconel alloys are largely used for their high strength and good corrosion resilience to H2S, CO2 and carboxylic acids. However, those of despite their excellent properties compare to other alloys, some specific oil and gas parts such as the sensitive areas of some sensors may require a special attention as high pressure high temperature (HPHT) environment, corrosion and abrasion may affect their performances in the long term. Additionally, oil and gas sensors may often be exposed, during the same drilling work, to various drilling fluids containing hydrophilic solid particles or heavy molecules such as asphaltenes, resins or heavy alkanes which tend to aggregate on hydrophilic alloy surfaces. Diamond coatings have thus been identified as attractive candidates to protect sensor used during drilling operations. Indeed, diamond materials due to their excellent hardness and wear, low friction coefficient, corrosion resilience and chemical inertness further to high natural resilience to fouling are especially suitable to be used in harsh environments. However, diamond coating on Ni-alloy such as Inconel could not be done by MP-CVD common processes. The current study has proposed solutions, and namely the development of three different processes aiming at a strong and adherent diamond coating on Inconel718. These three processes differ by their roughness and their difficulties of implementation. Their advantages for density-viscosity sensors have been assessed in various drilling fluids, and two specific approaches have been identified as particularly promising to mitigate fouling, namely (i) to create a diamond superhydrophobic surface through micro-structuration to get the antifouling Lotus properties, and (ii) the optimization of an electrochemical treatment aiming at cleaning in situ the diamond surfaces downhole. This study has led to propose reaction mechanisms and demonstrated the role of degraded water on the electrochemical treatment. The thesis has demonstrated the potentialities and identified the limits of those approaches. Efficiency of the electrochemical process applied to drilling fluids and crude oils fouling have been successively demonstrated

En 2014, le réseau de pipelines à travers le monde est estimé à près de 3 500 000 km. Ces conduites en acier traversent plusieurs continents, régions, climats et donc différents types de sols. Elles sont protégées contre la corrosion externe par des revêtements et une protection cathodique. Néanmoins, il subsiste toujours un risque infime de dégradation de l’acier. Afin d’évaluer le risque de rupture d’une conduite, il est nécessaire d’étudier l’influence du sol sur la corrosion de l’acier nu non protégé composant cette conduite. Les paramètres régissant la corrosion des aciers dans les sols étant nombreux, nous nous sommes focalisés sur l’un des paramètres clés, à savoir « la teneur en eau » qui est directement reliée à d’autres paramètres très influents comme : l’aération ou taux d’oxygène, la résistivité du sol et la surface active. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux phénomènes se produisant lors de périodes transitoires de séchage/humidification de plusieurs types de sols : argileux, limoneux argileux et sableux. Une électrode multi-coupons a aussi été utilisée afin d’étudier les phénomènes liés à l’hétérogénéité de surface (formation de piles d’aération différentielle). Pour cela, différents coupons en acier provenant d’une conduite d’Air Liquide ont été enfouis pendant de longues périodes (4, 6 et 12 mois) dans différents types de sols. Les vitesses de corrosion sont estimées par électrochimie via la modélisation des courbes de voltammétrie autour du potentiel d’abandon. La surface active de l’électrode est estimée via la mesure de la résistance d’électrolyte par spectroscopie d’impédance électrochimique. Les échantillons sont ensuite analysés par micro-spectroscopie Raman, diffraction des rayons X et microscopie (optique, confocale et électronique à balayage) afin de déduire les mécanismes de corrosion de l’acier. Les résultats montrent, notamment, qu’en cas d’un fort taux d’humidité et d’une faible aération, les vitesses de corrosion sont très faibles (de l’ordre de 20 à 30 µm.an-1) mais atteignent 200 à 400 µm.an-1 lors des phases de séchage. La mesure de courants de couplage effectuée avec l’électrode multi-coupons ainsi que l’analyse de surface des coupons conventionnels ont confirmé la présence de piles d’aération différentielle et le caractère localisé de la corrosion
In 2014, the pipelines network extended over 3500000 km worldwide. These pipes are passing through various continents, regions, areas and thus different types of soils. They are protected against external corrosion by coatings and cathodic protection. However, there is always a slight risk of carbon steel degradation. In order to evaluate the pipeline failure threat, it is necessary to study the influence of soil corrosion on the uncoated steel which composes this pipe. There are many parameters governing the steel corrosion in soils. We focused on one of the most important parameter “water content”. It is directly linked to other prominent parameters such as oxygen concentration, soil resistance and active area. In this thesis, we addressed the phenomena occurring at transitory periods of drying and remoistening in different types of soils : clayey, silt-loamy and sandy. A multi-coupon electrode was used as well in order to study the phenomena linked to surface heterogeneity (formation of differential aeration cells). For this aim, several steel coupons were buried in different types of soil for long periods (4, 6 and 12 months). The corrosion rates are estimated via electrochemical methods by fitting with a theoretical law the voltammetric curves acquired around the open circuit potential. The active area of the electrode was estimated via the determination of the soil electrolyte resistance by electrochemical impedance spectroscopy. Afterwards, the coupons were analyzed by micro-spectroscopy Raman, X-rays diffraction and microscopy in order to understand the corrosion mechanisms. Results showed that in case of very high moisture content and deaerated conditions, the corrosion rates were very weak (about 20 to 30 µm.yr-1) but reached 200 to 400 µm.yr-1 in the drying periods. The galvanic current measurements performed with the multi-coupon electrode and the surface analysis of the conventional electrodes both confirmed the presence of differential aeration cells and the localized nature of the corrosion