Qu'est-ce que la
Protection Cathodique ?
Définition
Un métal en contact avec un milieu conducteur, eau ou sol, est le siège de réactions électrochimiques amenant la corrosion. Ce phénomène entraîne une dissolution du métal de la canalisation vers le milieu ambiant : c’est la corrosion ou oxydation.
Deux moyens complémentaires existent pour maîtriser cette corrosion : la protection passive et la protection active.
La protection passive
Elle est constituée par le revêtement extérieur dont le rôle est de créer une barrière entre le métal des canalisations et le milieu environnant. Ce revêtement ne constitue cependant pas une protection absolue et définitive en raison des imperfections ou blessures susceptibles de se produire lors de la pose ou au cours de la vie de l’ouvrage. La maîtrise de ces risques est complétée par l’installation d’une protection active : la protection cathodique.
La protection active
La protection cathodique est la technique qui maintient 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, bénéficient 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 en contact avec le sol ou l’eau, à un potentiel suffisamment négatif pour rendre le métal 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 saturé en contact avec le milieu situé au voisinage immédiat du métal (– 850 mV).
Pour réaliser la protection cathodique des canalisations enterrées en acier, il suffit :
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 (dite sacrificielle)
▶ 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)
Ce type de protection est surtout indiqué pour la protection des grands réseaux et offre une grande souplesse d’adaptation et de réglages.
Un système actif et économique
La protection cathodique complète de manière absolue la protection passive du revêtement et ceci quelles que soient les modifications de l’environnement des conduites dans le temps, par exemple :
- Blessures des revêtements externes dues à des travaux réalisés par des tiers au voisinage de la conduite,
- Modification de la résistivité du sol à la suite d’une pollution accidentelle et aux variations du niveau des nappes phréatiques,
- Nouvel environnement électrique de la conduite tel que nouveau réseau sous protection cathodique (gaz, pétrole, eau, …),
- Ligne Très Haute Tension, tramway, TGV, SNCF,…
- Drainage de courants vagabonds.
Pour un investissement minimum, l’exploitant d’une canalisation sous protection cathodique pourra contrôler régulièrement le potentiel électrique de sa conduite : c’est la surveillance cathodique. Il assure ainsi la pérennité de son réseau et de son investissement : c’est l’assurance vie du réseau.