La problématique ?
Un fabricant de boissons utilise des canettes en aluminium revêtues intérieurement d'un vernis polymère pour protéger le contenu (une boisson gazeuse) de l'aluminium et éviter toute interaction chimique ou goût métallique. Le client a sollicité FILAB car il est engagé dans une démarche d'amélioration continue et cherche à optimiser l'épaisseur de ce vernis. En effet, un dépôt insuffisant crée des défauts (pores, discontinuités) et des risques de corrosion précoce. Inversement, un dépôt excessif représente un gaspillage coûteux de matière première.
Pour répondre à cette problématique, FILAB a développé une démarche d'expertise complète de l'intégrité de l'emballage, englobant la composition chimique, l'épaisseur physique et la résistance électrochimique.
Problématique et approche analytique intégrale
La demande initiale du client d'optimiser son produit a rapidement évolué vers une expertise complète de l'intégrité de l'emballage, englobant la composition chimique, l'épaisseur physique et la résistance électrochimique.
Notre laboratoire a conçu un protocole d'analyse complet combinant l'électrochimie et la caractérisation des matériaux pour répondre aux questions suivantes :
- Quelle est l'épaisseur minimale garantissant l'absence de défauts critiques ?
- Le contact avec la languette d'ouverture (d'une nuance d'aluminium différente) introduit-il un risque de couplage galvanique ?
- Quel est le comportement du revêtement et du métal après un vieillissement accéléré ?
Les prestations d’expertise matériaux et corrosion
Notre laboratoire a conçu un protocole d'analyse complet combinant l'électrochimie et la caractérisation des matériaux pour assurer l'intégrité de l'emballage.
Pour évaluer l'Intégrité du vernis, l'analyse a débuté par la Spectroscopie d'Impédance Électrochimique (EIS). Cette technique non destructive a permis de mesurer l'impédance électrique du revêtement. Un vernis de qualité agit comme un condensateur parfait avec une impédance très élevée, tandis que toute chute d'impédance révèle et quantifie les défauts et pores microscopiques.
Pour comprendre la structure physique du revêtement, nous avons procédé à une micrographie et métallographie, permettant la mesure précise de l'épaisseur du vernis ainsi que la caractérisation des phases métalliques de la canette. La vitesse de corrosion (LSV) a été mesurée pour établir la cinétique de dégradation du métal nu. Ces données ont été complétées par des essais de vieillissement accéléré au brouillard salin (BSN) simulant les conditions de stockage pour prédire la durée de vie du produit.
L'analyse s'est ensuite concentrée sur les interactions électrochimiques. Sachant que la languette d’ouverture est souvent d'une nuance différente de celle du corps de la canette, nous avons étudié le couplage galvanique. Cette mesure a permis de quantifier le courant de corrosion qui se crée lorsque ces deux métaux sont en contact en présence de la boisson (l'électrolyte), un risque majeur pour l'intégrité du contenant.
Enfin, pour la caractérisation de surface et l'analyse chimique, plusieurs techniques ont été mobilisées.
- L'ICP (Plasma à Couplage Inductif) a servi à la vérification de la composition exacte de l'alliage d'aluminium.
- Le MEB (Microscope Électronique à Balayage), couplé à l'XPS (Spectroscopie de Photoélectrons X), a permis d'analyser la nature chimique des oxydes formés en surface.
- Enfin, la DRX (Diffraction des Rayons X) a identifié la phase cristallographique de ces oxydes et de tout dépôt de corrosion, offrant une image complète des phénomènes de dégradation.
Conclusion de l'étude
Grâce à l'approche intégrale combinant l'Électrochimie (EIS, couplage galvanique) et la Caractérisation des Matériaux (Micrographie, ICP, DRX), le laboratoire a pu cartographier avec précision l'intégrité du revêtement et de l'assemblage métallique.
L'étude par EIS a été essentielle, elle a permis de corréler les paramètres du processus de vernissage avec la présence de défauts invisibles (pores), conduisant à l'identification des réglages optimaux. Cette optimisation a généré des économies substantielles de matière première tout en garantissant une protection continue.
Plus important encore, l'expertise a permis de valider deux points fondamentaux : l'absence de défauts critiques du vernis et l'élimination des risques d'interaction chimique ou de couplage galvanique entre la canette et la languette d'ouverture.
Les autres études qui pourraient vous intéresser
Bilan matière
Un bilan matière est un processus essentiel en science des matériaux, en chimie, en physique, et dans diverses industries. Elle implique l’analyse et la compréhension des propriétés et du comportement des matériaux. En savoir +Phénomène de rouging
Dotés d’excellentes propriétés l’acier inoxydable est devenu indispensable dans de nombreux domaines : objets usuels, médecine, chirurgie, automobile, aéronautique, industries mécaniques … Cependant de nombreuses installations industrielles en inox sont touchées par le phénomène de rouging. En savoir +Passivation de soudure par XPS
Étude comparative de deux procédés de passivation de soudure par XPS En savoir +
Laboratoire d’analyses et d’expertises spécialisé pour les industriels
