PROTECTION CONTRE LA CORROSION
Notions concernant la corrosion métallique en milieu humide et principe de la protection cathodique des métaux1 RAPPELS - METAUX ET ELECTROLYTES....................................................... 6
1.1 L'ELECTRODE METALLIQUE................................................................................. 6
1.2 L'ELECTROLYTE....................................................................................................... 6
1.3 LA CONDUCTION ..................................................................................................... 7
2 PROCESSUS ELECTROCHIMIQUES DEVELOPPES SUR UNE ELECTRODE METALLIQUE EN CONTACTAVEC UN ELECTROLYTE .................................................................................... 8
2.1 EQUILIBRE DUN METAL DANS UNE SOLUTION .............................................. 8
2.1.1 Couche double à l'interface métal-solution. ................................................................. 8
2.1.2 Potentiel du métal dans la solution............................................................................... 8
2.1.3 Electrode de référence ................................................................................................ 10
2.2 PROCESSUS DE LA CORROSION......................................................................... 12
2.2.1 Destruction de l'équilibre par réaction du milieu ....................................................... 12
2.2.2 Destruction de l'équilibre par couplage d'électrodes métalliques............................... 12
2.2.3 Remarques .................................................................................................................. 15
2.3 PROCESSUS SECONDAIRES AUX ELECTRODES -DIAGRAMMES PH - TENSION............................................................................... 17
2.3.1 Influence des réactions secondaires............................................................................ 17
2.3.2 Etablissement des diagrammes de Pourbaix (pH - tension). ...................................... 17
3 APPLICATION DE LA THEORIE DE LA CORROSION AUX METAUX
PLONGES DANS UN ELECTROLYTE QUELCONQUE (OUVRAGES METALLIQUES DANS LE SOL OU DANS L'EAU)................. 20
3.1 POTENTIEL DE CORROSION, OU POTENTIEL SPONTANE, D'UN METAL DANS UNE SOLUTION QUELCONQUE ..................................... 20
3.2 MESURE DU POTENTIEL DUN METAL DANS UNE SOLUTION.................... 20
3.3 CLASSIFICATION DES METAUX......................................................................... 21
3.4 FACTEURS AGISSANT SUR LA CORROSION
DES OUVRAGES METALLIQUES ENTERRES ................................................... 22
3.4.1 Le sol comme électrolyte ........................................................................................... 22
3.4.2 Piles dues à l'électrolyte ............................................................................................. 23
3.4.3 Piles dues à l'association de métaux différents (couplage galvanique) ...................... 25
3.4.4 Corrosion bactérienne................................................................................................. 25
3.4.5 Corrosion par les courants vagabonds........................................................................ 25
3.4.6 Taux de corrosion de l'acier dans les sols, agressivité absolue et agressivité relative................................................................... 27
4 PROTECTION CATHODIQUE ............................................................................ 28
4.1 PRINCIPE DE LA PROTECTION CATHODIQUE ................................................ 28
4.1.1 Protection cathodique par courant imposé ................................................................. 28
4.1.2 Protection cathodique par anode galvanique.............................................................. 28
4.2 CRITERE DE PROTECTION CATHODIQUE :
LE POTENTIEL METAL/SOLUTION..................................................................... 28
4.3 CRITERE DE PROTECTION CATHODIQUE : LE COURANT............................ 30
PARTIE 2 Réalisation pratique de la protection cathodique des ouvrages enterrés....... 31
5 LA PROTECTION DES OUVRAGES ENTERRES............................................ 31
5.1 GENERALITES......................................................................................................... 31
5.2 LA PROTECTION PASSIVE.................................................................................... 32
5.2.1 Réalisation de l'isolement du métal par rapport au milieu ......................................... 32
5.2.2 Réalisation de l'isolement des différents métaux constitutifs d'un réseau.................. 33
5.2.3 Délimitation de l'ouvrage à protéger cathodiquement................................................ 33
5.2.4 Isolation du réseau des autres structures étrangères enterrées.................................... 35
5.3 PROTECTION CATHODIQUE................................................................................ 35
5.3.1 Protection par anodes sacrificielles ............................................................................ 35
5.3.2 Protection cathodique par courant imposé ................................................................. 39
5.3.3 Protection cathodique en présence de courants vagabonds........................................ 47
6 ETUDE DES INSTALLATIONS DE PROTECTION CATHODIQUE ............ 53
6.1 ETUDE MATHEMATIQUE ..................................................................................... 53
6.2 CONSIDERATIONS PRATIQUES .......................................................................... 57
6.2.1 Valeur d'isolement...................................................................................................... 57
6.2.2 Résistance de terre d'une conduite.............................................................................. 58
6.2.3 Représentation graphique du potentiel d'une conduite............................................... 59
7 CONTROLE DE L'EFFICACITE DE LA PROTECTION
CONTRE LA CORROSION................................................................................... 61
7.1 MESURE DES POTENTIELS .................................................................................. 61
7.2 MESURE DES COURANTS..................................................................................... 63
7.3 VERIFICATION DE LA PROTECTION PASSIVE ................................................ 64
7.3.1 Détermination de la valeur globale d'isolement ......................................................... 64
7.3.2. Valeur d'isolement de tronçons .................................................................................. 65
7.3.3 Méthodes mathématiques ........................................................................................... 65
7.4 VERIFICATION DE L'ISOLEMENT DE LA CONDUITE
PAR RAPPORT A D'AUTRES OUVRAGES .......................................................... 66
7.4.1 Cas général ................................................................................................................. 66
7.4.2 Fourreaux et tubages métalliques ............................................................................... 66
8 INFLUENCES ELECTRIQUES ............................................................................ 71
8.1 INFLUENCES DUES A LA PROTECTION CATHODIQUE................................. 71
8.2 INFLUENCES DUES AUX LIGNES AERIENNES DE TRANSPORT
D'ENERGIE LORS DE DEFAUTS D'ORIGINE ELECTRIQUE..................... 74
8.2.1 Risque dû à l'induction de forces électromotrices dans la conduite lorsque celle-ci est approximativement parallèle à la ligne d'énergie ........................ 75
8.2.2 Risque dû à la conduction de courant par le pied de pylône ...................................... 75
8.2.3 Principes à mettre en œuvre ....................................................................................... 76
9 PROTECTION CATHODIQUE D'OUVRAGES GAZIERS.............................. 79
9.1 PROTECTION GLOBALE DE STATIONS............................................................. 79
9.2 PROTECTION CATHODIQUE D'UN SAUMODUC.............................................. 79
9.3 PROTECTION CATHODIQUE DES PUITS DE STOCKAGES SOUTERRAINS.......................................................................... 80
9.4 STATION DE FILTRATION D'EAU DE MER - THERMINAL METHANIER
DE MONTOIR DE BRETAGNE .............................................................................. 83
9.5 PROTECTION CATHODIQUE DE CONDUITES DE FONTE.............................. 85
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................... 87
