La protection cathodique est la technique qui permet de conserver dans son intégrité la surface extérieure des structures en acier enterrées ou immergées, en s’opposant au processus électrochimique d’attaque du métal par le milieu ambiant, c’est-à-dire la corrosion. Les canalisations acier constituent le champ d’application principal de cette protection. Les réseaux en acier, même anciens et dégradés, peuvent bénéficier de cette technique dans des conditions économiques admissibles.
Elle consiste à amener par des moyens extérieurs et artificiels l’ensemble de la surface extérieure du métal à un potentiel suffisamment négatif pour rendre le métal entièrement cathodique et supprimer ainsi tout risque de corrosion extérieure. Le critère de protection cathodique est la valeur du potentiel au-dessous duquel l’acier ne peut se corroder. Pour l’acier enterré ou immergé, le critère de protection est mesuré avec une électrode de référence Cu/CuSO4 en contact avec le milieu situé au voisinage immédiat du métal de – 850 mV. Ce n’est qu’à partir d’une certaine valeur de courant que le potentiel nécessaire est atteint.
Pour réaliser la protection cathodique des canalisations enterrées en acier, il suffira donc :
• soit de constituer une pile à l’aide d’un métal plus électro-négatif que l’acier (magnésium ou zinc) : c’est la protection par anode galvanique (sacrificielle)
Principe : on crée un couple galvanique dont la canalisation métallique sera la cathode de la pile et l’anode un métal choisi pour son potentiel plus électronégatif (magnésium, aluminium, zinc).
• soit de les relier à une source électrique convenablement connectée de manière que l’acier devient la cathode du système et de vérifier que le potentiel de cette cathode atteint bien le critère de protection en tous points : c’est le courant imposé (ou soutirage de courant)
Principe : l’abaissement de potentiel des canalisations à la valeur voulue est obtenu en connectant le réseau, en un ou plusieurs de ses points, au pôle négatif d’une source électrique de courant continu.
Le champ électrique se répartit dans le sol, par la prise de terre ou déversoir.
Les électrons gagnent la canalisation et pénètrent par leur surface latérale, cheminent longitudinalement dans les conduites jusqu’à la connexion au pôle négatif du redresseur.
Il en résulte un abaissement de potentiel dans le réseau.
Cet abaissement de potentiel croît depuis les extrémités du réseau les plus éloignées de la connexion jusqu’au pôle négatif de l’alimentation pour être au maximum au droit de celle-ci.
Il doit être suffisant pour que le critère de protection soit partout atteint et maintenu.
Ce type de protection est tout indiqué pour la protection des grands réseaux et offre une grande souplesse d’adaptation et de réglages.