La spectroscopie d’impédance électrochimique

La spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) est une technique de caractérisation des systèmes électrochimiques.

Le principe de cette technique consiste à appliquer un signal sinusoïdal de faible amplitude au système électrochimique et d’en mesurer la réponse à différentes fréquences.

Dans le cas de la spectroscopie d’impédance électrochimique appliqué aux générateurs d’aérosols, la méthode de test consiste à mettre en contact le revêtement ou vernis (contenant) avec le produit qui servira d’électrolyte (contenu).

Le test repose sur l’application d’un faible potentiel alternatif en entrée, au moyen d’une électrode de référence (RE) et d’une contre électrode (CE) reliées à un potentiostat* et la mesure du courant de sortie, entre l’électrode de référence et l’électrode de travail (WE), qui permettra de calculer l’impédance (résistance en courant alternatif). Dans ce cas, c’est le boîtier aérosol métallique (ou un récipient, bouteille métallique) qui constitue l’électrode de travail.

Afin de pouvoir mesurer un courant de sortie, il est nécessaire que le produit – l’électrolyte – dispose d’une conductivité minimum. Cette mesure est réalisée à différentes fréquences pendant le test, typiquement entre 100 mHz et 100 kHz.

Le modèle physique utilisé pour quantifier la réponse du revêtement vis-à-vis du produit, l’électrolyte, est un modèle RLC : résistance, induction, capacité (cf. figure ci-dessous). Pour quantifier la qualité du revêtement utilisé, nous nous intéressons aux valeurs de résistance et de capacité et à leurs évolutions dans le temps. Dans ce but, plusieurs mesures sont réalisées à intervalles réguliers, sur une période d’un mois, pour permettre de caractériser la stabilité du revêtement à un contact prolongé avec le produit.

La spectroscopie d’impédance électrochimique est une technique qui permet une première évaluation rapide et fiable de la compatibilité d’un revêtement vis-à-vis d’un produit donné. Cette méthode est complémentaire des essais d’entreposage pour l’évaluation de la compatibilité contenant-contenu, dans la mesure où il n’est pas possible d’évaluer la compatibilité en phase gazeuse avec cette technique.

C’est une méthode efficace pour comparer différents vernis entre eux et anticiper plus rapidement les incompatibilités. Grâce au potentiostat* de dernière génération, dont est équipé le LEREM, il est possible de mesurer de très faibles signaux (courants) de sortie, ce qui permet d’obtenir une réponse avec des valeurs de résistance et de capacité même avec des formulations très peu conductrices.

* Potentiostat : appareil qui permet de générer et de mesurer des signaux électriques avec des électrodes pour des études électrochimiques

Les études électrochimiques comprennent d’autres techniques comme les mesures de taux d’étain sur les tôles en fer-blanc ainsi que les mesures de courant de corrosion par ampérométrie. Ces études feront l’objet d’un prochain article.