Analyse par spectroscopie d'impédance électrochimique en température de l'effet barrière et de la mobilité moléculaire lors du cloquage de tôles prélaquées

Ces travaux de thèse ont eu pour but d’étudier deux systèmes de tôles prélaquées à base de polyester (PES 1 et PES 2) par spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) en immersion dans une solution de NaCl 0,5 M à des températures allant de l’ambiante à 60 °C pour identifier des marqueurs de vieillissement (polymère, interface) sur les données de SIE. A température ambiante, la réponse en impédance des deux systèmes est très similaire mais une analyse fine des données a permis d’identifier des différences de prise en eau et de mobilité moléculaire, les deux étant liées par le phénomène de plastification. La comparaison a été rendu possible grâce à la prise en compte des différences d’état initial entre les deux systèmes (fraction volumique en eau, transition vitreuse). Les essais en température ont mis en évidence une accélération drastique de la plastification (augmentation de la prise en eau et diminution du temps de relaxation associé à la manifestation diélectrique de la transition vitreuse). Ils ont aussi permis de montrer que, sur ces systèmes très capacitifs à température ambiante, des mécanismes de conductivité (comportement résistif) pouvaient être déclenchés dans des gammes de fréquence observables par SIE. Ces mécanismes, qui correspondent à un transport de charges électriques à travers le revêtement polymère, sont en effet activés thermiquement, mais également favorisés par la prise en eau et l’augmentation de la mobilité moléculaire. L’augmentation de la température en isotherme permet une accélération suffisante du vieillissement des systèmes étudiés pour permettre le déclenchement du cloquage dans des délais raisonnables. L’apparition de cloques sur les systèmes étudiés est assimilée à l’apparition de la corrosion, qui est détectée sur les spectres d’impédance par une chute brutale du module à basse fréquence. Pour les deux systèmes, les surfaces affectées par le cloquage au cours du temps, estimées à partir des mesures de SIE, présentent des évolutions similaires aux surfaces de cloquage détectées optiquement. Ceci montre un lien étroit entre corrosion et développement de la cloque, sans pouvoir dire si la corrosion est la cause ou une résultante du cloquage. Les résultats de SIE à 60 °C montrent une différence notable de comportement des deux systèmes vis-à-vis du cloquage. Les cloques apparaissent plus tôt pour le système PES 1 et se développent rapidement sur toute la surface alors que pour le système PES 2, le développement des cloques est très limité pendant des temps d’immersion relativement longs. Dans les conditions des mesures de SIE, le système PES 2 serait plus performant vis-à-vis du cloquage que le système PES 1. Une originalité de ces travaux de thèse est de proposer une analyse SIE en température pour accélérer le vieillissement, déclencher le cloquage, et identifier les lois de comportement en température des différentes propriétés suivies