Caractérisation physico-chimique des ustensiles de cuisine fabriqués artisanalement au Burkina Faso

Abstract

Dans ce travail, nous avons étudié la microstructure, la composition chimique et le comportement à la corrosion en milieux culinaires de quelques alliages d’aluminium recyclés dans l’artisanat du Burkina Faso. Pour cela, quatre types d’échantillons ont été sélectionnés dans quatre ateliers à partir du matériau brut de recyclage servant à la fabrication des ustensiles de cuisine. La morphologie de la surface des échantillons a pu être décrite à partir des observations au microscope optique. Il apparait que de nombreuses phases sont réparties à la surface, de taille micrométrique. Ces phases de formes et de dimensions variables sont présentes dans tous les échantillons d’aluminium analysés. La spectrométrie d’émission atomique à plasma inductif par ICP-OES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy) et la fluorescence de rayons X (XRF) ont permis d’analyser la composition chimique des alliages. Ces analyses ont montré que les échantillons prélevés ont une composition assez variée en fer, cuivre, zinc, étain, manganèse, magnésium, silicium, soufre, plomb… mais que la teneur en aluminium était comprise entre 82 et 91%. Ces teneurs sont inférieures à la norme recommandée par l’Union Européenne (99%) pour les objets en aluminium ou en alliages d’aluminium destinés au conditionnement des aliments. Des analyses de surface (XPS) ont été mises à profit pour caractériser l’état de surface des échantillons d’ustensiles de cuisine et d’identifier les performances des différents milieux de cuisson. La diffraction des rayons X a permis d’identifier des phases cristallines dans les matériaux étudiés. L’aluminium a toujours été identifié comme phase principale ainsi que le silicium; mais d’autres phases secondaires ont été mises en évidence. Il s’agit des phases de type CuZnS, MnO2, du Si, Cu3Al2, et une phase de type Fe3Al2Si3. La Microscopie Electronique à Balayage (MEB) couplée à l’EDAX (Energy Dispersive X-ray Analysis) a permis d’identifier la nature des éléments chimiques constituant une surface micrométrique ciblée (surface étudiée). Cette technique est aussi quantitative, car elle permet d’évaluer les proportions des éléments dans les différents échantillons dans la zone étudiée. VII La technique de microdureté de Vickers a aussi été utilisée pour évaluer les propriétés mécaniques des échantillons et de conclure que l’échantillon No 3 contenant moins de silicium (4,27% at.) est plus dur que les autres. Les tests de corrosion ont porté sur les mesures de pertes de masse, le suivi du potentiel libre et des mesures des résistances de polarisation par le tracé des courbes de polarisation des échantillons No 1 et No 3 en milieux culinaires. L’application de toutes ces méthodes a permis de comprendre que la résistance à la corrosion de tous les échantillons étudiés était uniquement proportionnelle à la teneur en silicium.