Etude d'un traitement multifonctionnel vert pour la protection contre la corrosion de l'acier au carbone API 5L-X65 en milieu CO2

François Ropital

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• mémoire

THÈSE En vue de l'obtention du DOCTORAT DE L'UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par l'Institut National Polytchnique de Toulouse Discipline ou spécialité : Sciences et Génie des Matériaux JURY François ROPITAL (Rapporteur) - Titulaire de l'HDR, IFP, Solaize Eliane SUTTER (Rapporteur) - Professeure, LISE, Paris Régine BASSEGUY (Examinateur) - Directrice de recherche, LGC, Toulouse Nadine PEBERE (Directrice de thèsis) - Directrice de recherche, CIRIMAT, Toulouse Nathalie OCHOA (Examinateur) - Professeure, USB, Caracas (Vénézuela) José BIOMORGI (Examinateur) - Docteur ingénieur à PDVSA, Caracas (Vénézuela) Ecole doctorale : Sciences de la Matière Unité de recherche : CIRIMAT UMR 5085 Directeur(s) de Thèse : Nadine PEBERE Présentée et soutenue par Magaly HENRIQUEZ GONZALEZ Le 13 mai 2011 Titre : Etude d'un traitement multifonctionnel vert pour la protection contre la corrosion de l'acier au carbone API 5L-X65 en milieu CO2

• corrosion verts


• formation simultanée d'hydrates et de carbonate de calcium


• co2 corrosion


• diminution de la vitesse de corrosion


• traitement multifonctionnel


• protection against


• carbonate


• corrosion en milieu co2


• corrosion rate

Sujets

• Mémoire
• Sutter
• Venezuela
• Henriquez
• Toulouse
• Université de Toulouse
• Viloria

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 mai 2011
• Nombre de lectures: 179
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

THÈSE


En vue de l'obtention du

DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE

Délivré par l'Institut National Polytchnique de Toulouse
Discipline ou spécialité : Sciences et Génie des Matériaux


Présentée et soutenue par Magaly HENRIQUEZ GONZALEZ
Le 13 mai 2011

Titre : Etude d’un traitement multifonctionnel vert pour la protection contre la corrosion
de l’acier au carbone API 5L-X65 en milieu CO2

JURY
François ROPITAL (Rapporteur) - Titulaire de l'HDR, IFP, Solaize
Eliane SUTTER (Rapporteur) - Professeure, LISE, Paris
Régine BASSEGUY (Examinateur) - Directrice de recherche, LGC, Toulouse
Nadine PEBERE (Directrice de thèsis) - Directrice de recherche, CIRIMAT, Toulouse
Nathalie OCHOA (Examinateur) - Professeure, USB, Caracas (Vénézuela)
José BIOMORGI (Examinateur) - Docteur ingénieur à PDVSA, Caracas (Vénézuela)



Ecole doctorale : Sciences de la Matière
Unité de recherche : CIRIMAT UMR 5085
Directeur(s) de Thèse : Nadine PEBERE



















A mis amados padres
A mí querido esposo
A lo más grande y bello que tengo, Alejandro
Vous êtes ma plus grande source d'inspiration et motivation











REMERCIEMENTS


Tout d’abord, je remercie l’INPT pour m’avoir permis d’effectuer ma thèse de doctorat dans
cette prestigieuse institution, ainsi que PDVSA-Intevep, spécialement l’équipe du
Département de Gaz. Je lui suis reconnaissante de m’avoir accordé sa confiance pour la
réalisation de cette thèse.

Je remercie tout particulièrement :

• Nadine Pébère pour avoir guidé ma thèse, pour m’avoir transmis ses connaissances et
les valeurs du travail en équipe et surtout pour avoir été rigoureuse pendant tout mon
séjour au laboratoire. Merci beaucoup pour l’appui, la coopération et pour les progrès
que j’ai pu faire tant du point de vue professionnel que personnel.
• Alfredo Viloria, mon tuteur industriel, qui m’a poussé à faire le doctorat à Toulouse et
qui m’a énormément aidé pendant mes dernières années de travail à l’Intevep et
pendant mon séjour en France.
• Nathalie Ochoa, pour avoir participé et consacré une partie de son temps à la lecture
approfondie du manuscrit. Je la remercie pour les commentaires pertinents, tant sur le
fond que sur la forme, et pour les discussions que nous avons eues autour des résultats
présentés dans ce manuscrit.
• Tous mes collègues du laboratoire et surtout ceux qui ont partagé le bureau avec moi
et qui ont écouté patiemment mes plaintes et mes satisfactions : Sylvain, Paul,
Wolfgang et Koenraad. Ensemble, nous avons pu franchir bien des obstacles, les
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 et j’espère vous
voir au Vénézuela. Je voudrais remercier tout particulièrement mon ami el gatito
(Sylvain), qui m’a aidé inconditionnellement au cours de cette grande expérience. J’ai
apprécié toute l'aide qu’il m’a apportée et j'espère rester toujours en contact avec lui.
• José, Rawad et Dayana, qui sont comme mes frères et ma sœur et qui m’ont toujours
tendu la main chaque fois que nécessaire et qui ont été à mes côtés jusqu’au doctorat.
Daya et « punta de diamante », vous me manquerez infiniment, je vous attends au
Vénézuela très bientôt. Los quiero muchisimo.

• La famille Porras Casteñeda, qui a été notre famille en France. Merci
beaucoup de nous avoir ouvert les portes de votre maison et de nous avoir accueillis
aussi chaleureusement. Malgré la distance qui désormais nous séparera je sais que ce
lien profond perdurera.
• Toutes les personnes du laboratoire : secrétaires, techniciens, thésards, permanents,
personnel d’entretien, pour leur contribution à une ambiance de travail agréable.

Finalement, le plus fort de mes remerciements est pour mon mari Gerardo et ma Famille.
Merci de m'avoir accompagnée et soutenue jusqu'aux dernières lignes de ce mémoire. Sans
votre soutien cette réalisation n'aurait pas été possible. Je vous aime infiniment et vous êtes
ma vie.

Titre : Etude d’un traitement multifonctionnel vert pour la protection contre la corrosion de
l’acier au carbone API 5L-X65 en milieu CO 2

Résumé : 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 CO en l’absence d’inhibiteur a été 2
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.
Mots clés : corrosion en milieu CO , inhibiteurs de corrosion verts, mesures électrochimiques, 2
carbonate de fer.


Title: Study of a multifunctional green treatment for corrosion protection against of carbon steel
API 5L-X65 in CO medium 2

Abstract: 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 CO medium in absence of inhibitor was studied by electrochemical 2
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 se