Ch07 – Oxydoréduction | Terminale ICCER | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 3 juin 2026
Pourquoi un raccord cuivre soudé directement sur une canalisation en acier galvanisé conduit-il à une corrosion accélérée du fer ?
Le cuivre et le fer ont des potentiels d'oxydoréduction très différents :
Différence : 0,78 V. C'est suffisant pour créer une pile galvanique « locale » : le fer s'oxyde (anode), le cuivre est cathode. En présence d'eau (électrolyte), cette pile débite un petit courant en permanence et le fer disparaît au point de jonction.
Norme NF DTU 60.1 (plomberie) : jamais cuivre directement sur acier galvanisé. Il faut un raccord laiton intermédiaire ou un manchon diélectrique. Sinon : fuite en 2-5 ans au lieu de 30-50 ans.
Stéphane, plombier chez ProPlomb 29 Quimper, est appelé pour une fuite sur un chauffe-eau Atlantic Visio 200 L installé il y a seulement 3 ans (durée vie annoncée 12 ans). En démontant l'arrivée d'eau froide, il découvre un trou de corrosion sur le raccord acier. Diagnostic à faire.
Écrire les demi-équations de la pile galvanique Cu/Fe au point de jonction (en milieu aqueux oxygéné).
Anode (fer s'oxyde) : Fe → Fe²⁺ + 2 e⁻
Cathode (O₂ se réduit sur cuivre) : ½ O₂ + H₂O + 2 e⁻ → 2 OH⁻
Bilan : Fe + ½ O₂ + H₂O → Fe(OH)₂ (rouille verte qui s'oxyde ensuite en Fe₂O₃·H₂O orange).
La rouille forme un panache visible autour du raccord. Volume × 7 par rapport au fer initial → fissuration.
Calcul du courant de corrosion à partir d'une mesure : différence de potentiel Cu/Fe = 0,3 V, résistance de l'eau du circuit = 5 kΩ.
Loi d'Ohm : I = U/R = 0,3 / 5 000 = 6 × 10⁻⁵ A = 60 µA.
Petit courant, mais permanent sur 35 000 h. Charge totale écoulée :
Q = I × t = 60·10⁻⁶ × 35 000 × 3 600 = 7 560 C.
Masse de fer dissoute en 3 ans à ce taux. M(Fe) = 56 g/mol, n = 2, F = 96 485 C/mol.
m = M × Q / (n × F) = 56 × 7 560 / (2 × 96 485) = 423 360 / 192 970 = 2,2 g de fer dissous.
Sur 1,5 cm² de surface, ça représente une profondeur de creusement importante :
Volume Fe dissous : V = m/ρ = 2,2 / 7,87 = 0,28 cm³.
Profondeur creusée : 0,28 / 1,5 = 0,19 cm = 1,9 mm. Largement assez pour traverser un raccord acier de 2-3 mm d'épaisseur.
Pourquoi le ratio de surface joue-t-il un rôle ? Si la surface cathodique (Cu) est très grande devant l'anode (Fe), accélération ?
Oui, c'est crucial. La densité de courant à l'anode (j_anode = I / S_anode) est ce qui détermine la vitesse de corrosion.
Configuration favorable : grande anode + petite cathode. Densité faible, corrosion lente.
Configuration défavorable (chauffe-eau ici) : grande surface cuivre (toute la canalisation, ~ 1 m²) + petite surface fer exposée au défaut (1,5 cm²).
Rapport S_cathode / S_anode = 10 000 / 1,5 = ~ 6 700. Densité anodique × 6 700 → corrosion catastrophique.
Règle d'or : jamais cuivre sur fer en milieu aqueux, ou alors avec joint diélectrique.
Solutions pour éviter le problème : 3 options.
Sur les chauffe-eau récents Atlantic, le constructeur fournit un raccord diélectrique d'origine. Plombier doit le respecter (souvent oublié pour faire vite).
Coût d'erreur. Chauffe-eau prématurément perdu après 3 ans (au lieu de 12). Estimation du préjudice.
Coût direct : chauffe-eau Visio 200 L = 600 € TTC + pose 250 € = 850 €.
Si garantie constructeur 5 ans : remboursement OK, mais réparation à la charge du plombier qui n'avait pas mis le joint.
Au-delà de la garantie : 850 € à la charge du propriétaire.
Coût indirect : 3 jours sans ECS, dégâts d'eau si fuite massive (sol stratifié, etc.).
Comparaison : joint diélectrique à 8 € omis → 850 € de préjudice. Ratio 1:100. Erreur évitable et coûteuse.
Diagnostic global Stéphane : confirmer la cause et chiffrer la réparation.
Diagnostic confirmé : corrosion galvanique Cu/Fe.
Signes typiques observés :
Solution proposée : remplacement chauffe-eau (garantie) + pose joint diélectrique sur arrivée eau froide. Coût : 850 € sous garantie.
Si hors garantie : remboursement chauffe-eau par assurance pro du plombier précédent.
Rapport diagnostic Stéphane.
Diagnostic chauffe-eau Atlantic Visio 200 L — Stéphane (ProPlomb 29 Quimper)
• Fuite après seulement 3 ans (durée annoncée 12 ans).
• Cause : corrosion galvanique Cu/Fe au raccord eau froide. Joint diélectrique manquant.
• Trou de corrosion ~ 2 mm de profondeur à la jonction. Estimation 2,2 g Fe dissous.
• Action : remplacement chauffe-eau sous garantie + joint diélectrique 8 € au remontage.
• Recommandation : faire jouer la garantie poseur précédent (DTU 60.1 non respecté).
L'acier inoxydable 316L est un alliage Fe + Cr 18 % + Ni 10 % + Mo 2 %.
Le secret n'est pas que le fer ne s'oxyde pas — il s'oxyde au contraire immédiatement. Mais c'est la couche d'oxyde formée qui est différente :
Si on raye un inox, la couche se reforme en quelques secondes au contact de l'air. Tant qu'il y a > 11 % de Cr dans l'alliage, le métal reste passivé.
Limite : dans certains environnements (chlorures concentrés à chaud, eau de mer stagnante), la couche peut être attaquée localement → corrosion par piqûres. Le 316L (+ Mo) résiste mieux que le 304.
L'inox est le matériau le plus utilisé en chimie, pharma, agro : robustesse, hygiène, soudable. Coût : 3-4× l'acier ordinaire.
📚 §4 (classification) + §6 (corrosion) de la leçon Ch07.