MATERIAUX 2006 13-17 Novembre 2006 – Dijon, France 1 Etude cristallographique et microstructurale des phases de corrosion développées sur des objets ferreux anciens J. MONNIER a,b , I . GUILLOT b , P. DILLMANN a,c , E. LEROY d , D. NEFF a , L. BELLOT-GURLET e , L. LEGRAND f a Laboratoire Pierre Süe, bât. 637 CEA Saclay 91191 Gif-sur-Yvette, judith.monnier@cea.fr b Centre d’Etude de Chimie Métallurgique, UPR CNRS 2801, 15, rue Georges Urbain, 94400 Vitry-sur-seine c Institut de recherche sur les Archéomatériaux, UMR 5060 CNRS d Laboratoire de Chimie Métallurgique des Terres Rares, UPR CNRS 209, 2-8, rue Henri Dunant, 94320 THIAIS e Laboratoire de Dynamique, Interaction et Réactivité, UMR 7075, 2-8, rue Henri Dunant, 94320 THIAIS f Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l’Environnement, UMR 8587, Université d'Évry Val d'Essonne RESUME : La morphologie des couches de rouilles développées dans des conditions de corrosion atmosphérique sous abris a été étudiée sur du fer provenant du chaînage du XV ème siècle de la cathédrale d’Amiens. Les observations par microscopie optique et par micro-spectrométrie Raman sur les sections droites des prélèvements indiquent la présence de lépidocrocite (γ-FeOOH) majoritairement en zone externe, de goethite (α-FeOOH)dans la couche interne et de marbrures d’une phase mal cristallisée présentes dans l’ensemble des couches. Les analyses Raman de cette phase mal cristallisée montrent la présence de ferrihydrite et/ou de maghémite. Afin de caractériser le comportement et la réactivité des différentes phases représentatives des couches d’oxydes, ces dernières ont été synthétisées en laboratoire suivant différentes voies. La caractérisation de ces poudres de référence et de leur mélange, notamment par calorimétrie différentielle (DSC) et par microscopie électronique en transmission (MET) permet l’identification directe des phases composant les poudres issues des analogues. MOTS-CLES : Corrosion atmosphérique, fer, DSC, MET, analogues archéologiques. 1. CONTEXTE DE L’ETUDE La corrosion atmosphérique à très long terme du fer et des alliages ferreux a déjà fait l’objet de nombreuses études. Elle intéresse en premier lieu la dégradation des éléments métalliques des monuments historiques. En effet, le fer est présent dans de nombreux édifices, tels que les églises et les cathédrales, mais également les monuments civils comme l’aqueduc de Marly où le donjon de Vincennes, et l’altération de ces structures en fer constitue un réel problème de conservation préventive. En second lieu, la corrosion atmosphérique à très long terme sous abris concerne l’entreposage des déchets nucléaires. En effet, dans le contexte français, les déchets seront isolés de l’atmosphère par un surconteneur en acier doux. Pendant la période d’entreposage qui dure quelques centaines d’années et précède le stockage en profondeur, ces surconteneurs vont subir un phénomène de corrosion atmosphérique. L’approche classique pour appréhender les mécanismes de la corrosion atmosphérique à très long terme est la modélisation basée sur des expériences de corrosion allant de quelques heures à quelques années. Cependant, il est apparu que cette modélisation ne permet pas de prévoir les phénomènes à l’échelle d’une ou plusieurs centaines d’années. Pour ces durées, la modélisation procède à partir d’extrapolations numériques suivies d’une validation de ces modèles numériques par l’étude expérimentale d’analogues archéologiques [1].