Galvanoplastie

La galvanoplastie est un procédé basé sur le principe de l'électrolyse pour exécuter un traitement de surface sur un objet par un dépôt électrolytique ou électrodéposition.

Principe de la galvanoplastie

Principe

C’est le principe de l’électrolyse utilisé pour appliquer au moyen d'un courant électrique continu, un dépôt métallique, à la surface d'un objet, le métal étant initialement sous forme de cations en solution dans un solvant (en général l'eau). Cette technique est utilisée soit pour préserver l'objet de l'oxydation, soit pour l'embellir, soit encore pour en prendre l'empreinte.

Électrodéposition de métaux

Avant de pouvoir déposer un métal, il va falloir étudier le comportement de ce métal lors d'une électrolyse et notamment tracer une courbe intensité-potentiel I=f(E). Lors de l'électrodéposition la réaction souhaitée se fait en réduisant un ion métallique mais il faut se mettre dans des conditions telles que l'on ne réduise pas le solvant.

Exemple de la réduction de l'eau

Donc toujours dans le cas de l'eau, il faut que le dégagement hydrogène se trouve à un potentiel plus bas que le potentiel de réduction du métal à la fois sur le matériaux support mais aussi sur le métal lui-même.

Exemple :

Un métal M et son ion correspondant Mⁿ⁺ à déposer sur un composé C. Le dégagement hydrogène est très bas sur le composé C et le potentiel de réduction de Mⁿ⁺ est plus haut la réaction suivante se fait :

Le métal se dépose par contre si sur le métal M la surtension du dégagement hydrogène est plus faible que le potentiel de réduction alors toutes ou une partie de l'intensité est utilisée pour la réduction de l'eau

Histoire

Les historiens pensent que ce procédé a été utilisé par les Égyptiens il y a plus de 3 000 ans pour orner les objets d'art de cuivre rouge^[1]. Les Romains l'auraient également utilisé d'après des écrits de Pline l'Ancien.

Au XVI^e siècle, le moine Théodule, bénédictin de l'abbaye d'Helmershausen, décrit la dorure au mercure^[2].

En 1805 le chimiste italien Brugnatelli dépose de l'or sur des objets plongés dans une solution de chlorure d'or, à l'aide de la pile inventée par son compatriote Volta^[3]. Mais le procédé sera réellement reconnu et publié en 1837 par Moritz Hermann von Jacobi à Saint-Pétersbourg et par Spencer en Angleterre, puis industrialisé par la maison Charles Christofle à Paris et les établissements Elkington à Birmingham. Le terme galvanoplastie est alors adopté d'après la présentation de Jacobi à l'académie de Saint-Pétersbourg.

La fin du XIX^e siècle voit se développer la galvanoplastie de métaux précieux, essentiellement pour la reproduction de pièces (procédé également appelé électroformage). L'apparition des premières dynamos (machine de Gramme) permet une nette amélioration du procédé^[4].

De nos jours, la galvanoplastie est essentiellement utilisée de manière industrielle comme traitement anticorrosion pour les voitures, les bâtiments, les appareils électroménagers.

Domaines d’application

La galvanoplastie apporte des changements chimiques, physiques et modifie les propriétés mécaniques de la pièce.

• Changement chimique pour améliorer la résistance à la corrosion :
  • Zingage, industrie automobile, bâtiment, aéronautique, constructions mécaniques, visserie-boulonnerie ;
  • Nickelage électrolytique
  • Cuivrage, avant chromage
  • Cadmiage
  • Chromage
  • Cadmiage
  • Dorure#Dorure galvanique, connectique en électronique
  • Galvanisation

• Changement physique dans l'apparence extérieure :
  • Dorure#Dorure galvanique, dans la bijouterie,
  • Chromage, toutes industries

• Changement des propriétés mécaniques dans la résistance des matériaux par amélioration de la dureté de surface des matériaux utilisés dans l'industrie.
  • Chromage, utilisé comme revêtement anti-usure dans l’industrie automobile et aéronautique (tige d’amortisseur, etc.)

• Nettoyage par électrolyse :
  • Décapage#décapage électrolytique

Effets

Le métal servant de support est dénommé substrat. Ces substrats sont choisis en fonction de leurs caractéristiques physiques et les dépôts effectués assurent des qualités électriques contrôlées: l'or ou l'argent pour protéger de l'oxydation et la constance de leur conductivité^[5], le nickel pour protéger de la corrosion et l'étain/plomb permet de préparer l'assemblage pour la soudure/brasure de la pièce traitée.

Les applications sont nombreuses et se retrouvent dans le plaquage de bijoux, la robinetterie, l'industrie spatiale et automobile, ainsi que la connectique au sens large qui utilise comme système de protection à la corrosion, un dépôt métallique à base d'or, de nickel et d'étain/plomb.

Notes

Voir aussi

• Traitement de surface
• Electrolyse

• Portail de la chimie
• Portail de l’électricité et de l’électronique
• Portail de la production industrielle

[[Catégorie:Électrochimie