L’objectif de ce travail de thèse a été d’évaluer les propriétés inhibitrices de corrosion d’un traitement multifonctionnel utilisé dans l’industrie pétrolière. Dans la première partie de la thèse, l’influence des conditions hydrodynamiques, du temps d’immersion et de la température sur les processus de corrosion de l’acier API 5L-X65 en milieu CO2 en l’absence d’inhibiteur a été étudiée par des mesures électrochimiques (courbes de polarisation, courbes de Levich et spectroscopie d’impédance électrochimique) avec une électrode à disque tournant. A partir de ces essais, la vitesse de corrosion a été calculée pour les différentes conditions expérimentales. L’analyse couplée des résultats électrochimiques et des analyses de surface suggèrent la formation d’une couche de produits de corrosion, principalement de carbonate de fer qui recouvre la surface du métal et conduit à la diminution de la vitesse de corrosion quand le temps d’immersion, la vitesse de rotation et la température augmentent. La deuxième partie de la thèse a été consacrée à l’évaluation d’un traitement multifonctionnel contre la corrosion. Ce traitement est composé principalement de produits extraits de l’Aloe Vera (gel de l’Aloe Vera et « acibar »). Ces produits ont été choisis car ils empêchent la formation simultanée d’hydrates et de carbonate de calcium. Ces composés « verts », ainsi que la dodécylamine, qui est un inhibiteur de corrosion commercial, ont été testés à l’aide des mesures électrochimiques et par perte de masse afin de comparer leur efficacité et d’évaluer un possible effet de synergie lorsqu’ils sont utilisés en mélange. Les produits testés séparément ont un pouvoir protecteur comparable et il n’a pas été mis en évidence d’effet de synergie. En revanche, il a été montré que les composés sont compatibles entre eux. Ceci constitue un point très important pour l’utilisation de ces traitements qui permettent d’augmenter la fiabilité et la rentabilité pour la production du pétrole et du gaz. / The objective of this work was to evaluate the corrosion inhibitive properties of a multifunctional treatment used in the petroleum industry. In the first part of the thesis, the influence of hydrodynamic conditions, immersion time and temperature on the corrosion process of API 5L-X65 steel in CO2 medium in absence of inhibitor was studied by electrochemical measurements (polarization curves, Levich curves and electrochemical impedance spectroscopy) with a rotating disk electrode. From these tests, the corrosion rate was calculated for different experimental conditions. The analysis of the electrochemical results and surface analyses suggest the formation of a layer of corrosion products, mainly iron carbonate which covers the metal surface and leads to the decrease of the corrosion rate when the immersion time, the rotation speed and temperature increase. The second part of this work was devoted to the evaluation of a multifunctional treatment against corrosion. The treatment is mainly composed Aloe Vera extracts (Aloe Vera gel and "acibar”). These products were chosen because they prevent the simultaneous formation of hydrates and calcium carbonate. These "green" compounds and dodecylamine, which is a commercial corrosion inhibitor, were tested using electrochemical measurements and by mass loss in order to compare their efficiency and to evaluate a possible synergistic effect when they are used as a mixture. The products tested separately have a similar efficiency and did not reveal any synergistic effect. However, it was shown that the compounds are compatible. This is an important point for the use of these treatments which can increase the reliability and profitability for the production of oil and gas.

Le travail de cette thèse vise le développement de systèmes intelligents d'inhibiteurs de corrosion à base d'un composé lamellaire de type orthophosphate de zirconium α-ZrP. Le principe repose sur le fait que le α-ZrP joue le rôle de microréservoir de sorte à stocker des entités d’inhibiteurs de la corrosion métallique. Les espèces inhibitrices à base de cations Ca2+, Mg2+ et Zn2+ ont pu être incorporées avec succès au sein des espaces interfeuillets de α-ZrP via des réactions d’échanges cationiques avec les protons labiles H+. De même, des entités de l’anion heptanoate ont pu être insérées via l’intercalation préalable du biopolymère cationique chitosane. Par ailleurs, l’intercalation des entités organiques telles que le 2-aminobenzimidazole et la dodécylamine a pu être achevée par des réactions acido-basiques avec les protons H+. Les caractérisations des matériaux avant et après fonctionnalisation par différentes techniques analytiques ont montré que l’ensemble de ces modifications a donné lieu au développement de matériaux hybrides inorgano-inorganiques ou organo-inorganiques. L’évaluation de leurs performances inhibitrices de la corrosion a été accomplie en utilisant des techniques électrochimiques stationnaires et dynamiques. Elles ont révélé que ces pigments, une fois utilisés soit à l’état libre dans le milieu corrosif soit dispersés dans des peintures, améliorent les performances d'inhibition de la corrosion du zinc et de l'acier doux par rapport aux composés commerciaux en relargant les entités intercalées et retenant les entités corrosives. Ceci permet d’assurer la longévité de l’action inhibitrice de la corrosion des substrats métalliques en milieu aqueux / This thesis generally aims at the development of corrosion inhibitors based on a lamellar compound, namely zirconium orthophosphate (α-ZrP). The principle consists in that α-ZrP acts as micro-tanks in such a way to store species of several compounds known for their metallic corrosion inhibition properties. On the other hand, inhibitive species based on Ca2+, Mg2+, and Zn2+ were be able to be successfully incorporated within α-ZrP interlayer spaces via cationic exchange with labile H+ protons. Similarly, entities of the heptanoate anion were inserted via the prior intercalation of the cationic biopolymer chitosan. Nevertheless, the intercalation of organic species such as 2-aminobenzimidazole, dodecylamine was accomplished via acid-basic reaction between –NH2 groups and H+ protons. The characterizations of the materials before and after functionalization by different analytical techniques denote that all these modifications give rise to inorgano-inorganic or organo-inorganic hybrid materials. The evaluation of their performances, in term of metallic corrosion inhibition, was performed by using stationary or dynamic electrochemical techniques. It has been shown that the use of these pigments in corrosive medium, either alone or dispersed in paints, improves corrosion inhibition of zinc and mild steel thanks to the progressive release of intercalated species compensated by the retention of corrosive entities better than those induced by commercial products. This in final allows lengthening the inhibition action of metallic substrates against aqueous corrosion

Les alliages légers (Al, Mg) sont aujourd’hui majoritairement utilisés dans les industries aéronautique, électronique, automobile. Toutefois, la faible résistance à la corrosion et à l’abrasion de ces alliages restreint leur développement à grande échelle. Les nouveaux concepts de protection contre la corrosion des alliages légers se basent non seulement sur un effet barrière par une couche épaisse d'oxyde (PEO) ou peindre, mais surtout sur une protection active à l’aide d’inhibiteurs de corrosion spécifiques. Ces inhibiteurs de corrosion pourraient être libérés "sur demande" et génèrent un phénomène ‘d’auto guérison’. L’utilisation des méthodes d’analyse in situ and ex situ modernes spectroscopiques pourraient permettre de mettre en lumière l’évolution de systèmes aussi complexe et aider à mieux définir les facteurs régulant ces processus. / Nowadays light alloys (Al, Mg) are widely used in a number of areas such as electronics, aeronautic, automotive and construction industries. However, the low corrosion and wear resistance of these alloys hinders application of Al and Mg alloys on a larger scale. The new concepts for corrosion protection of light alloys should include not only barrier protection by a thick oxide layer (PEO) or by paint but also an active protection by specific corrosion inhibitors which can be released “on request” and ensure so-called “self-healing”. Use of in situ and ex situ spectroscopic methods could bring a new view to the evolution of such a complicated system and help to define factors controlling these processes.