Protection cathodique contre la corrosion des métaux

La protection cathodique contre la corrosion des métaux enfouis est de la plus haute importance dans le comportement des matériaux en service et en maintenance, compte tenu des effets indésirables que la corrosion laisse sur les équipements, les machines et les structures.

La corrosion est considérée comme l’interaction d’un métal avec le milieu environnant, provoquant une détérioration conséquente de ses propriétés physiques et chimiques. La caractéristique fondamentale de ce phénomène est qu’il ne se produit qu’en présence d’un électrolyte, provoquant des régions complètement identifiées appelées anodiques et cathodiques: une réaction d’oxydation est une réaction anodique dans laquelle des électrons sont libérés et dirigés vers d’autres régions cathodiques. La dissolution du métal (corrosion) se produira dans la région anodique et, par conséquent, l’immunité du métal dans la région cathodique.

La protection cathodique est une technique de contrôle de la corrosion qui est appliquée avec grand succès dans le monde entier, dans laquelle de nouvelles installations de conduits sont nécessaires chaque jour pour transporter le pétrole, les produits finis, l’eau, ainsi que pour les réservoirs de stockage, les câbles électriques et lignes téléphoniques enterrées, entre autres installations importantes. En pratique, la protection cathodique peut être appliquée à des métaux tels que l’acier, le cuivre, le plomb, le laiton et l’aluminium contre la corrosion sur tous les sols et dans presque tous les milieux aqueux.

Base de protection cathodique

Après avoir étudié l’existence et le comportement de zones spécifiques telles que l’anode-cathode-électrolyte et le mécanisme du mouvement des électrons ioniques, il devient évident que si chaque fraction du métal exposé dans un tuyau ou une structure est construite de manière à collecter du courant, cette structure ne se corrodera pas car ce serait une cathode. La protection cathodique fait exactement ce qui est indiqué, forçant le courant d’une source externe sur toute la surface de la structure.

Pour que le courant soit forcé sur la structure, il est nécessaire que la différence de potentiel du système appliqué soit supérieure à la différence de potentiel des microcellules de corrosion d’origine.

Théoriquement, il est établi que le mécanisme consiste à polariser la cathode, en la faisant passer par l’utilisation d’un courant extérieur au-delà du potentiel de corrosion, jusqu’à atteindre le potentiel de l’anode en circuit ouvert, à la fois en acquérant le même potentiel et en éliminant la corrosion du site, par conséquent, la protection cathodique est considérée comme une technique de polarisation cathodique.

Pour son fonctionnement pratique, il nécessite une électrode auxiliaire (anode), une source de courant continu dont la borne positive se connecte à l’électrode auxiliaire et la borne négative à la structure protégée, le courant circulant de l’électrode à travers l’électrolyte vers la structure.

La conception d’un système de protection cathodique nécessite l’étude des caractéristiques de la structure à protéger et de l’environnement.

Systèmes de protection cathodique

Anodes galvaniques

La Société Ailematic est fournisseur d’équipements et expert en contrôle et maintenance de systèmes de protection cathodique et de protection contre la corrosion des métaux.

L’entreprise Ailematic développe et implante en France, en Europe, de nombreuses solutions afin de résoudre les problèmes de corrosion qui peuvent surgir sur des structures métalliques, enterrées ou immergées, telles que conduites d’eau, pipeline de gaz et d’hydrocarbures, conduite forcée, réservoirs de stockage, fondations d’ouvrages d’art ou d’immeubles, installations portuaires, coques de navires…

Il est basé sur le même principe de corrosion galvanique, dans lequel un métal plus actif est l’anode par rapport aux autres plus nobles, corrodant le métal de l’anode. En protection cathodique avec des anodes

Des métaux galvaniques fortement anodiques sont utilisés reliés à la structure à protéger, ce qui entraîne le sacrifice de ces métaux par corrosion et décharge suffisamment de courant, pour la protection de la structure.

La différence de potentiel entre le métal anodique et le métal protégé est de faible valeur car ce système est utilisé pour de faibles besoins en courant, de petites structures et dans un milieu à faible résistivité.

Les anodes galvaniques les plus fréquemment utilisées en protection cathodique sont: le magnésium, le zinc et l’aluminium.

Courant imposé

Le même principe fondamental est maintenu dans ce système. Ce système a été conçu par lequel le flux de courant requis provient d’une source de courant de génération continue réglable ou, tout simplement, il est fait usage de redresseurs qui, alimentés en courant alternatif, offrent un courant continu approprié pour la protection de la structure.

Le courant externe disponible est imprimé sur le circuit composé de la structure protégée et du lit d’anode. La dispersion du courant électrique dans l’électrolyte est réalisée au moyen d’anodes inertes dont les caractéristiques et l’application dépendent de l’électrolyte.

Chaque système a ses avantages et ses inconvénients et doit être étudié pour sa meilleure application.

Le processus de corrosion doit être considéré comme un fait qui met en évidence le processus naturel que les métaux reviennent à leur état d’origine et que cela conduit à leur détérioration. Il est nécessaire d’approfondir ces connaissances, car elles feront partie intégrante du travail qu’un ingénieur doit effectuer dans la conception et la maintenance des installations industrielles.