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Université des Antilles et de la Guyane Institut de l’Enseignement Supérieur de

Université des Antilles et de la Guyane Institut de l’Enseignement Supérieur de la Guyane École doctorale pluridisciplinaire : Santé, Environnement et Sociétés dans les Amériques Thèse Présentée par : Milcard FAUSTIN Pour obtenir le titre de : Docteur en Chimie Etude de l’effet des alcaloïdes sur la corrosion de l’acier C38 en milieu acide chlorhydrique 1M : Application à Aspidosperma album et Geissospermum laeve (Apocynacées) Soutenue le 18 Janvier 2013 à Cayenne N : [2013AGUY0578] Jury : Michel TRAISNEL, Professeur, ENSCL, Université de Lille 1 Rapporteur Nadine PEBERE, Directeur de recherche CNRS, Université Paul Sabatier Rapporteur Marie-Ange ARSENE, Professeur, Université des Antilles et de la Guyane Examinateur Alexandre MACIUK, Maître de conférences, Université Paris-sud 11 Examinateur Mounim LEBRINI, Maître de conférences, Université des Antilles et de la Guyane Co-directeur de thèse Christophe ROOS, Maître de conférences HDR, Université des Antilles et de la Guyane Directeur de thèse Université des Antilles et de la Guyane Institut de l’Enseignement Supérieur de la Guyane École doctorale pluridisciplinaire : Santé, Environnement et Sociétés dans les Amériques Thèse Présentée par : Milcard FAUSTIN Pour obtenir le titre de : Docteur en Chimie Etude de l’effet des alcaloïdes sur la corrosion de l’acier C38 en milieu acide chlorhydrique 1M : Application à Aspidosperma album et Geissospermum laeve (Apocynacées) Soutenue le 18 Janvier 2013 à Cayenne N : [2013AGUY0578] Jury : Michel TRAISNEL, Professeur, ENSCL, Université de Lille 1 Rapporteur Nadine PEBERE, Directeur de recherche CNRS, Université Paul Sabatier Rapporteur Marie-Ange ARSENE, Professeur, Université des Antilles et de la Guyane Examinateur Alexandre MACIUK, Maître de conférences, Université Paris-sud 11 Examinateur Mounim LEBRINI, Maître de conférences, Université des Antilles et de la Guyane Co-directeur de thèse Christophe ROOS, Maître de conférences HDR, Université des Antilles et de la Guyane Directeur de thèse A mes parents, je vous rends hommage par ce modeste travail en guise de ma reconnaissance et de tout mon amour Cette thèse a bénéficié d’un financement de type FSE (Fond Social Européen) i Remerciements Cette page est certainement celle que j’aurais eu le plus grand plaisir à rédiger à la fin de ce travail parce que c’est sur cette page que je vais pouvoir exprimer ma gratitude envers toutes les personnes qui m’ont soutenue pendant ces trois années de thèse. J’espère ne pas en oublier ! J’ai eu la chance et le plaisir d’effectuer ce travail de recherche à l’UMR EcoFog au sein du Laboratoire des Matériaux et Molécules en Milieu Amazonien (L3MA) sous la direction respective des Docteurs Christophe Roos et Mounim Lebrini. Tout d’abord, je tiens particulièrement à remercier mon Directeur de thèse, Christophe Roos pour m’avoir accueillie au sein du L3MA, pour m’avoir fait confiance, m’avoir encouragée et conseillée tout en me laissant une grande liberté. Pour son soutien et sa grande générosité, qu’il soit assuré de ma profonde gratitude. Un immense merci également à mon co-directeur de thèse, Mounim Lebrini, qui m’a également beaucoup apporté pendant la réalisation de ce travail, en particulier pour toutes les connaissances qu’il m’a transmises dans le domaine de l’électrochimie-corrosion. Mes remerciements vont également aux autres membres du jury : Madame Marie-Ange Arsène qui a bien voulu en assumer la présidence, ainsi que Madame Nadine Pébère, Monsieur Michel Traisnel et Monsieur Alexandre Maciuk. C’était un honneur, et un immense plaisir que de présenter ce travail devant vous. Je tiens à relever ici la bonne collaboration dont j’ai bénéficié, dans le domaine de la phytochimie, avec le Laboratoire de Pharmacognosie - Chimie des substances naturelles et chimiothérapies antiparasitaires (UMR CNRS 8076 BioCIS) de la Faculté de Pharmacie Paris- Sud 11, dirigé par Monsieur Bruno Figadère. J’ai particulièrement apprécié la disponibilité et les compétences scientifiques de Monsieur Alexandre Maciuk, Maître de Conférences à la Faculté de Pharmacie Paris-Sud 11, de Madame Karine Leblanc, de Faustin Aka Kabran et de Landry Kablan. Merci de m’avoir guidée et soutenue durant ces 3 mois de collaboration, qui ont été pour moi les plus décisifs. ii Je remercie également tous mes collègues du L3MA et de L’UMR EcoFog pour l’ambiance fantastique au sein du groupe et pour leur aide au cours des années que j’ai passé dans le laboratoire, en particulier, Alice (merci pour ta bonne humeur communicative), Pierre-Alain (merci pour tes aides diverses), Fabienne, Alan (merci pour ton aide précieuse au MEBE), Mathieu, Armand (oh ! combien tu m’a aidé au début de cette thèse, vraiment merci), Florent (Oh ! le râleur exceptionnel, tu m’as bien fait rire !), Lakhdar, Théophile, Isabelle, Ouacène, Yamina, Nadine, Alexis, Jean-Baptiste (merci pour tes prières). Et bien sûr, des mentions spéciales pour mes pétillantes collègues de bureau, Paule Salvin et Joseline Ntienoue, pour Raphaëlle Rinaldo, Jean-Michel Martin et Aïra Rézaire. Merci vraiment d’avoir écouté patiemment mes plaintes et mes satisfactions, nous avons pu franchir bien des obstacles, des moments difficiles, nous avons fêté les succès personnels et professionnels, nous avons mûri ensemble personnellement et professionnellement et surtout, nous avons échangé nos cultures différentes. Vous me manquerez énormément. Je ne saurais oublier mes amis pour leur encouragement et particulièrement Franck Audic pour sa patience, son amour et son soutien dans les moments les plus difficiles de cette thèse. Tu n’as jamais cessé de m’encourager à aller de l’avant. Enfin, je souhaite exprimer ma reconnaissance à toutes les personnes qui ont de près ou de loin contribuer à l’achèvement de ce travail (personnels administratifs de l’IESG, de l’UAG, Pierre Siland, Eric Maurange…..). Pour finir, une pensée particulière pour mes parents, pour leur soutien, leur confiance, leur implication. Ils ont cru en moi et m’ont toujours suivi au cours de mes études. Je leur rends hommage et cette thèse leur est spécialement dédiée car ils ont contribué pour une part importante à l’aboutissement de ce travail. « Merci mon petit papa et ma petite maman chéris ! » Cette thèse aura été une de mes plus belles expériences. Merci mon Dieu ! iii Résumé Ce travail porte sur l’inhibition de la corrosion de l’acier C38 en milieu acide HCl 1M par les extraits alcaloïdiques issus de 2 plantes : Aspidosperma album et Geissospermum laeve. Biodégradables et respectueux de l’environnement, les alcaloïdes pourraient être utilisés temporairement pour prévenir la corrosion de l’acier C38 avec des taux d’inhibition supérieurs à ceux décrits dans la littérature. Dans la première partie du travail, l’influence de la concentration, du temps d’immersion et de la température sur les processus de corrosion de l’acier C38 en milieu HCl 1M en absence et en présence d’inhibiteur a été étudiée par des mesures électrochimiques : courbes de polarisation et spectroscopie d’impédance électrochimique. Les analyses de surface effectuées par microscopie électronique à balayage montrent la présence d’une couche constituée d’un mélange d’oxyde de fer incorporant les alcaloïdes et qui conduit à la diminution de la vitesse de corrosion. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à l’isolement des alcaloïdes des deux extraits afin de déterminer le ou les alcaloïdes responsables de l’activité inhibitrice et ainsi remonter aux mécanismes d’adsorption. Il a été montré que l’alcaloïde majoritaire des extraits est responsable de l’inhibition. Mots clés : inhibiteur de corrosion, acier C38, Geissospermum laeve, Aspidosperma abum, alcaloïdes. Abstract This work is devoted to the corrosion inhibition of C38 steel in 1M HCl acid medium by alkaloids extracts from two plants: Aspidosperma Album and Geissospermum laeve. Biodegradable and environmentally friendly, alkaloids could be used temporarily to prevent the corrosion of C38 steel with inhibition rates higher than those described in the literature. The first part of this work studies the influence of concentration, immersion time and temperature on the corrosion process of C38 steel in 1M HCl acid medium in the absence and in the presence of inhibitor by electrochemical measurements: polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. The surface analyses conducted by scanning electron microscopy showed the presence of a layer composed of an iron oxide mixture incorporating alkaloids extracts and which leads to the decrease of the corrosion rate. The second part of this work was devoted to the isolation of alkaloids of two extracts in order to determine the alkaloids responsible of the inhibitory activity and thus to determine the adsorption mechanisms. It was showed that the major alkaloid of two extracts is responsible of the inhibition activity. Key words: corrosion inhibitor, C38 steel, alkaloids, Geissospermum laeve, Aspidosperma abum. iv Table des matières Remerciements ................................................................................................................................... i Résumé .............................................................................................................................................. iii Abstract ............................................................................................................................................. iii Table des matières ............................................................................................................................ iv Introduction générale ......................................................................................................................... 1 Chapitre 1 Synthèse bibliographique .............................................................................................. 7 1.1 Introduction : corrosion et protection ............................................................................ 9 1.2 Généralités sur l’utilisation des inhibiteurs de corrosion .......................................... 10 1.2.1 Historique............................................................................................................ 10 1.2.2 Définition ............................................................................................................ 10 1.2.3 Conditions d’utilisation....................................................................................... 11 1.2.4 Les classes d’inhibiteurs ..................................................................................... 13 1.2.5 Influence de la concentration sur l’effet inhibiteur ............................................. 21 1.2.6 Inhibiteurs de la corrosion en milieu acide ......................................................... 23 1.2.7 Les inhibiteurs spécifiques aux métaux ferreux ................................................. 26 1.3 L’inhibition de la corrosion par les substances naturelles ......................................... 27 1.3.1 Les inhibiteurs naturels de corrosion à travers l’histoire contemporaine ........... 28 1.3.2 Les alcaloïdes comme inhibiteur de corrosion ................................................... 33 1.4 Conclusions ..................................................................................................................... 38 uploads/Litterature/ 202-milcard2013-interessent-tafel.pdf