3 . 2  -  Principales méthodes électrochimiques

A l’exclusion du potentiel de corrosion qui peut également être mesuré in vivo, les mesures sont réalisées in vitro.            

La validité des résultats obtenus est fortement dépendante des conditions expérimentales dans lesquelles les matériaux dentaires sont testés (nature de l’électrolyte, intervalle de potentiel choisi, vitesse de balayage, degré de polissage de l’échantillon) et il est nécessaire d’en tenir compte dans l’interprétation des résultats.

  • Potentiel de corrosion

La potentiométrie est une méthode qui consiste à suivre l’évolution du potentiel à l’abandon (ou potentiel de corrosion : Ecorr) en fonction du temps. C’est la tension d’un métal ou d’un alliage métallique mesurée par rapport à une électrode de référence lorsque aucun courant ne s’écoule de ou vers cet échantillon. L’unité de mesure est le V/réf.

Les courbes potentiel/temps (figure 3) permettant d’apprécier les modifications de la surface de l’échantillon en fonction du temps d’immersion dans le milieu. Les variations de potentiels de corrosion enregistrées renseignent sur la dégradation, la passivation ou l’immunité d’une surface métallique. Cependant, le déplacement du potentiel de corrosion d’un métal vers des valeurs plus nobles n’est pas toujours corrélé avec une augmentation de la résistance à la corrosion. Il est donc indispensable de mesurer parallèlement la valeur de l’intensité de courant de corrosion.

  • Courbes intensité-potentiel appelées aussi courbes de polarisation globale, ou courbes potentiodynamiques.

Elles sont obtenues en faisant varier de façon continue le potentiel appliqué à l’électrode de travail depuis le domaine cathodique (valeurs négatives du potentiel) jusqu’au domaine cathodique et en enregistrant pour chaque valeur de potentiel, la valeur de la densité de courant correspondante (figure 4). La vitesse de balayage en potentiel doit impérativement être suffisamment lente pour assurer la réversibilité des réactions. L’allure des courbes renseigne sur les différentes réactions électrochimiques mises en jeu pour des potentiels donnés.
  

Figure 4 : Courbe de polarisation : principe de construction

A titre d’exemple, il est présenté la représentation schématique de comportement électrochimique d’un matériau passivable (fig. 5).

Figure 5 : Courbe de polarisation : exemple

- Courant de corrosion           

Il est déterminé graphiquement à partir de la courbe log i = f(E), il est exprimé en intensité, l’unité de mesure est l’A/cm². Dans la plupart des cas de corrosion endobuccale, il peut être considéré que la corrosion est contrôlée par le transfert de charge et que les concentrations à l’interface sont voisines de celles au cœur de la solution. La valeur de l’intensité du courant de corrosion icorr peut alors être obtenu en extrapolant la droite de Tafel, cathodique et/ou anodique, jusqu’au potentiel de corrosion Ecorr (figure 6).

Figure 6 : Détermination de l’intensité du courant de corrosion

- Résistance de polarisation           

Aucune condition cinétique particulière n’est requise pour déterminer la résistance de polarisation qui est déterminée à partir de la courbe E=f(i) au voisinage immédiat du potentiel de corrosion de l’échantillon à + ou – 50mV  (figure 7).

Figure 7 : Détermination de la résistance de polarisation

La résistance de polarisation est la pente ΔE/Δi de la courbe de polarisation, l’unité de mesure est l’ Ω/ cm².           

La résistance de polarisation est inversement proportionnelle au courant de corrosion.           
Plus la valeur de la résistance de polarisation est élevée, plus l’intensité du courant de corrosion est faible.  

- Détermination du potentiel et de l’intensité du courant de couplage galvanique           
Prenons l’exemple deux alliages A et B avec Ecorr A < Ecorr B. Dans ce cas, l’alliage A est l’anode et l’alliage B est la cathode, traçons la partie anodique de la courbe de polarisation de l’alliage A et la partie cathodique de la courbe de polarisation de l’alliage B (tracé d’Evans), à l’intersection de ces deux courbes (figure 8) :

  • les courants anodiques et cathodiques sont égaux en valeur absolue, le courant obtenu donne la valeur du courant de court circuit  ou courant de couplage galvanique
  • les deux métaux prennent un potentiel commun, appelé potentiel de couplage galvanique
Figure 8 : Détermination du potentiel et de l’intensité du courant de couplage galvanique

La résistance à la corrosion constitue donc un critère de choix aussi important que les propriétés métallurgiques et physiques des alliages.

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