Quels métaux rouillent ?

Qu'est-ce que la rouille ?

La rouille, communément appelée oxydation, se produit lorsque le fer ou les alliages métalliques contenant du fer, tels que l'acier, sont exposés à l'oxygène et à l'eau pendant une longue période.

La rouille se forme lorsque le fer subit le processus d'oxydation, mais toutes les oxydations ne forment pas de rouille. Comme indiqué précédemment, seuls le fer ou les alliages contenant du fer peuvent rouiller, mais d'autres métaux peuvent se corroder de la même manière.

Qu'est-ce que la corrosion ?

La corrosion se produit lorsqu'un élément qui perd facilement ses électrons (comme certains métaux) se combine avec un élément qui absorbe des électrons supplémentaires (oxygène) et entre ensuite en contact avec une solution électrolytique (eau). Le rôle de l'eau dans le processus de corrosion est d'accélérer le flux d'électrons du métal vers l'oxygène.

Ce processus s'appelle une réaction redox et est en fait deux processus chimiques qui se produisent en même temps :la réduction et l'oxydation.

Qu'est-ce que la réduction ?

La réduction est le nom de la réaction chimique qui se produit lorsqu'une molécule gagne un électron. C'est le rôle de l'oxygène dans la corrosion des métaux.

Qu'est-ce que l'oxydation ?

L'oxydation est l'opposé de la réduction et est le nom de la réaction chimique qui se produit lorsqu'une molécule perd un électron. C'est le rôle du métal dans la corrosion des métaux. La rouille et la patine (étrange couleur verte) du cuivre sont les résultats visibles de la perte d'électrons des métaux dans l'air.

Le cuivre, le fer et l'aluminium rouillent-ils ?

Techniquement, seuls le fer et les alliages contenant du fer peuvent rouiller. D'autres métaux, y compris les métaux précieux comme l'or et l'argent, peuvent se corroder de la même manière.

Ce qui distingue certains métaux, c'est la durée de temps qu'il leur faut pour commencer à rouiller ou à se corroder.

Voici quelques-uns des métaux les plus courants et comment ils résistent à la rouille et à la corrosion.

Le cuivre rouille-t-il ?

Le cuivre ne rouille pas, cependant, il se corrode. Le cuivre est naturellement brun et prend une teinte de vert vif lorsqu'il se corrode. Alors que certains considèrent la réaction du cuivre comme un ternissement plutôt qu'une oxydation, le métal subit toujours un processus de "rouille" similaire.

Dans un environnement naturel, le cuivre est extrêmement réticent à se corroder. Le type de corrosion qui finit par casser les conduites d'eau potable en cuivre est appelé corrosion par érosion et il ne se produit qu'en raison d'une exposition à de l'eau turbulente pendant une longue période.

Comme on le voit souvent sur les vieux sous, la fameuse et belle "patine" verte peut en fait prendre jusqu'à 20 ans pour se former complètement.

C'est l'un des rares métaux qui se produisent naturellement en tant que métal directement utilisable dans la nature, par opposition à l'extraction d'un minerai (bien qu'il puisse être créé d'autres manières). Ceci, et le fait que le cuivre est très doux et facile à travailler, en a fait l'un des premiers métaux avec lesquels les gens ont travaillé dans l'histoire de l'humanité.

En fait, le cuivre était si important que nous avons en fait une période de l'histoire appelée l'âge du cuivre.

Le cuivre est très conducteur de chaleur et d'électricité, c'est pourquoi il est couramment utilisé dans le câblage électrique.

Il est également très faible dans la série de réactivité, un outil en chimie qui est une progression des métaux classés de la réactivité la plus élevée à la plus faible aux acides, à l'eau, à l'extraction des métaux de leurs minerais et à d'autres réactions. Du fait de sa faible réactivité, un alliage spécifique de cuivre (90% cuivre et 10% nickel) est utilisé pour les pièces des bateaux qui seront exposées à l'eau de mer, ou comme canalisations pour transporter l'eau potable. Si vous regardez autour de votre maison ou de votre immeuble, vous remarquerez que bon nombre de vos appareils utilisent des tuyaux en cuivre pour faire entrer ou sortir l'eau.

Selon le département américain du logement et du développement urbain, une conduite d'eau en cuivre moyenne devrait durer de 50 à 70 ans.

Est-ce que le fer rouille ?

Oui. N'oubliez pas que techniquement, seuls le fer et les alliages contenant du fer peuvent rouiller.

Comparé à la corrosion d'autres métaux, le fer rouille relativement rapidement, surtout s'il est exposé à l'eau et à l'oxygène. En fait, lorsque le fer est exposé à l'eau et à l'oxygène, il peut commencer à rouiller en quelques heures.

Le fer rouillera également rapidement s'il est exposé à des températures élevées. Les températures extrêmes peuvent altérer la composition chimique du métal, ce qui le rend extrêmement susceptible de se recombiner avec l'oxygène de l'environnement.

Est-ce que l'aluminium rouille ?

L'aluminium est l'un des métaux les plus couramment utilisés sur la planète, et il est sans doute le plus célèbre pour ne pas rouiller. L'aluminium ne rouille pas, seule l'oxydation spécifique du fer est appelée rouille et aucun fer n'est utilisé lors de la création de l'aluminium. Cependant, comme tous les métaux, l'aluminium est sensible à la corrosion.

L'aluminium est fabriqué en 3 étapes :
Étape 1. Minage
Étape 2. Traitement
Étape 3. Réduction électrolytique (qui crée l'aluminium proprement dit)

L'aluminium provient d'un minéral appelé bauxite. La bauxite se trouve le plus souvent dans des endroits subtropicaux comme l'Afrique, les Antilles, l'Amérique du Sud et l'Australie - bien qu'il existe quelques petits gisements dans d'autres endroits comme l'Europe. L'Australie est le plus grand producteur de bauxite, fournissant environ 23 % de la production mondiale.

Cette bauxite est ensuite transformée en oxyde d'aluminium, qui se compose uniquement d'atomes d'aluminium et d'oxygène liés ensemble.

L'oxyde d'aluminium est alors traversé par un courant électrique qui sépare les différents composants les uns des autres. Des bulles d'oxygène se forment à une extrémité et des gouttelettes d'aluminium fondu pur s'accumulent à l'autre extrémité.

Environ 4 à 5 tonnes de bauxite sont transformées en 2 tonnes d'oxyde d'aluminium, ce qui crée 1 tonne d'aluminium pur.

L'aluminium se corrode beaucoup plus lentement que d'autres métaux comme le fer. Selon Stanford, la raison pour laquelle l'aluminium ne se corrode pas aussi facilement que les autres métaux est due à la réaction spéciale qu'il a avec l'eau.

Normalement, lorsque l'eau entre en contact avec le métal, elle encourage le métal à céder encore plus rapidement ses électrons à l'oxygène qui l'entoure.

L'aluminium a cependant une réaction particulière à l'eau. Lorsque l'eau touche l'aluminium, l'aluminium et les atomes d'oxygène (contenus dans le métal - et non l'oxygène de l'air qui l'entoure) s'éloignent les uns des autres.

Ils se retrouveront près de 50 % plus éloignés l'un de l'autre que là où ils ont commencé. Cette réaction d'éloignement modifie la structure moléculaire de l'aluminium juste assez  qu'il devient chimiquement inerte, ce qui signifie qu'il ne se corrode pas aussi facilement.

Comment empêcher les métaux de rouiller

La rouille est une réaction chimique naturelle. Malgré le fait que certains métaux rouilleront plus rapidement que d'autres, cela ne devrait pas vous dissuader d'utiliser ces métaux pour certaines utilisations. Il existe de nombreuses façons d'empêcher la rouille de vos métaux, telles que les peintures et revêtements métalliques, les barrières sacrificielles, les films barrières ainsi que de nombreuses solutions antirouille et l'étamage. Chaque méthode utilise différents composés et matériaux pour créer une barrière protectrice entre le métal et les éléments qui causent la rouille et la corrosion.

Apprenez quels métaux NE rouillent PAS ici.

Pour plus d'informations sur la prévention de la rouille, consultez nos blogs : Comment empêcher l'acier et le fer de rouiller  et Solutions antirouille pour vos produits en acier inoxydable