Protection cathodique

1. Cours de protection
cathodique
3. Applications
Marcel ROCHE

2. Cours protection cathodique M.Roche 2
Ouvrages au contact du sol : canalisations
• canalisations enterrées de transport de produits pétroliers,
gaziers et chimiques (en complément d’un revêtement de
protection passive)
• généralement par courant imposé, parfois complétée par un
système de drainage des courants vagabonds : en France,
employée systématiquement quoique non formellement
obligatoire avant étude préalable jusqu'ici (arrêtés du 11 mai
1970, 6 décembre 1982, 21 avril 1989) , sauf pour les réseaux
de distribution de gaz combustible (arrêté du 13 juillet 2000)
• Maintenant obligatoire dans le nouveau règlement (arrêté du
4 août 2006) via les normes EN

3. Cours protection cathodique M.Roche 3
La protection externe des canalisations
•La protection des pipelines enterrés ou
immergés est assurée par association
revêtement – protection cathodique
•Cette méthode de protection est idéale
tant que le courant de protection peut
accéder à la surface d'acier à protéger
•Les (quelques) cas de corrosion
rencontrés sont généralement dus au
décollement des revêtements

4. Cours protection cathodique M.Roche 4
La protection externe des canalisations
•Le décollement peut conduire à limiter
l'accès du courant de protection
cathodique à une partie de la surface
d'acier du tube exposé à un électrolyte
corrosif (renouvellement, présence de
BSR,…) si sa résistivité est élevée : "effet
d'écran de la protection cathodique"
•Aucune corrosion n'a été identifiée sur les
pipelines immergés en eau de mer, grâce à
sa forte conductivité

5. Cours protection cathodique M.Roche 5
Ouvrages au contact du sol : usines
• Tuyauteries enterrées:
- non systématique (ex circuits incendie)
- Tendance à installer des anodes longilignes pour
protection rapprochée locale dans les centres
complexes (pour concentrer la protection et éviter
les interférences avec d'autres structures
consommant du courant tels les réseaux de mise à
la terre et les structures en béton armé)
• protection intégrale :
- tuyauteries, fonds de bacs, fondations en béton
armé, réseaux de mise à la terre (cas général, quand
ils ne sont pas isolés des ouvrages à protéger avec
des appareils adaptés). Utilisation de puits d'anodes.

6. Cours protection cathodique M.Roche 6
Efficacité de la PC sur circuits incendie
Installation de la PC

7. Cours protection cathodique M.Roche 7
Ouvrages au contact du sol
• réservoirs enterrés :
- en France et autres pays, obligatoire pour les réservoirs
de GPL et autres gaz inflammables sous talus (DMT/P n°
26290 du 30 juillet 1993) et de citernes de GPL"petit
vrac" enterrés chez les clients utilisateurs et dispensés
de visites décennales (DMT/P n° 29456 du 30 juillet 1997)
- non systématique pour les réservoirs de produits
pétroliers dans les stations service (surtout dans les
stations autoroutières ou assimilées). Acceptée pour
tubes simples enveloppe en aspiration ou gravité (arrêté
du 22 juin 1998)
- rares dans les autres cas (stockages de fuel
domestique)

8. Cours protection cathodique M.Roche 8
Ouvrages au contact du sol : bacs de stockage
• Protection cathodique du dessous des fonds de bacs
non systématique (dépend de la nature de la fondation)
• Souvent difficile à assurer : court-circuitage du courant
de PC par les réseaux de mise à la terre en cuivre nu. Il
faut préférer l'utilisation d'acier galvanisé et/ou de
câbles Cu isolés près des bacs
• Pas toujours efficace à 100 % (contact imparfait entre
l'acier du fond et le sol par piègeage d'air pendant les
phases de vidange)
• Tendance à installer une membrane étanche en PEHD
sous le fond du bac pour prévenir les risques de
pollution: installation d'un grillage de Ti (MMO) entre le
fond et la membrane

9. Cours protection cathodique M.Roche 9
Ouvrages au contact du sol : bacs de stockage
Sable
Connexion négative
Anodes profondes
Bac
-
+
Redresseur
Coffret de
jonction

10. Cours protection cathodique M.Roche 10
Ouvrages au contact du sol : bacs de stockage
Réservoir
Support
en béton
Courant de
protection
Pas de perte vers la mise à la terre
Membrane (diélectrique)
Sable
Sable
Mises à la terre
Anode
éloignée
Ruban anodique
Passage du courant bloqué par la membrane
Perte de courant vers les mises à la terre
Sol naturel

11. Cours protection cathodique M.Roche 11
Ouvrages au contact du sol : bacs de stockage
Anode ruban
Ruban conducteur titane
Câble cuivre gainé

12. Cours protection cathodique M.Roche 12
Ouvrages au contact du sol : casings de puits
• non systématique pour les puits onshore
- Surtout quand risque de corrosion identifié
- Ou pour une longue durée de vie de design (> 20
ans)
- Critères spécifiques à utiliser
- Efficacité à vérifier dans la mesure du possible à
partir de l'intérieur par CPT (Casing Profile Tool)
• toujours pour les puits offshore (via le contact
électrique avec la plate-forme support ou le template
sous-marin)
• 3 à 20 A (ou plus) sont nécessaires pour protéger un
puits

13. Cours protection cathodique M.Roche 13
Ouvrages immergés
•canalisations de transport
traversant des rivières, lacs,
bras de mer : traitées comme le
reste du tracé
•canalisations côtières (dépôts,
terminaux de chargement) :
systématique, courant imposé
à partir de la côte ou bracelets
d’anodes sacrificielles
•canalisations offshore :
systématique, surtout
bracelets d’anodes
sacrificielles (Al a remplacé Zn)

14. Cours protection cathodique M.Roche 14
Ouvrages immergés
• plates-formes fixes et installations de
production sous-marine offshore :
- systématique, anodes sacrificielles (surtout
alliages Al) essentiellement, très
généralement sans revêtement pour les
"jackets"
• ouvrages portuaires, bouées :
- non systématique
• tankers, bateaux, plates-formes mobiles :
- systématique, courant imposé ou anodes
sacrificielles suivant taille et usage

15. Cours protection cathodique M.Roche 15
Anodes sur plate-forme

16. Cours protection cathodique M.Roche 16
Anodes sur plate-forme

17. Cours protection cathodique M.Roche 17

18. Cours protection cathodique M.Roche 18
Protection intégrée de structures pour offshore
profond
2 injection
lines
Structural pipe
Insulation
foam
4 gaslift
lines
4 production lines

19. Cours protection cathodique M.Roche 19
Anodes sur navires
Exemples d'anodes galvaniques
installées dans les zones difficilement
accessibles d'un navire
Anodes galvaniques installées
proches de l’hélice d'un navire

20. Cours protection cathodique M.Roche 20
Anodes sur bouée
Bouée de surveillance
des paramètres physico-
chimiques protégée par
anodes galvaniques

21. Cours protection cathodique M.Roche 21
Anodes sur système complexe
Exemple d’installation d’anodes galvaniques sur un système
océanographique complexe

22. Cours protection cathodique M.Roche 22
Principales applications de la protection cathodique
Intérieur de capacités :
• en supplément de peintures
• fonds de réservoirs si quantité
d’eau séparée suffisante, avec
anodes sacrificielles Zn ou Al
• ballasts eau de mer et citernes de
tankers : pratiquement
systématique
• séparateurs ou dessaleurs
d’effluents pétroliers : se
développe
• boites à eau d’échangeurs et
filtres en eau de mer : fréquent

23. Cours protection cathodique M.Roche 23
Principales applications de la protection cathodique
• Ouvrages en béton armé ou pré-contraint :
- en préventif ou curatif
- nécessité d'assurer au mieux la continuité
électrique dans le squelette des armatures et
de ménager un contact avec le câble de
retour du courant de protection
- ouvrages enterrés (canalisations d’eau,
fondations d'équipements,...) : techniques
identiques à celle des ouvrages en acier
enterrés

24. Cours protection cathodique M.Roche 24
Principales applications de la protection cathodique
• ouvrages immergés (plates-formes,
ouvrages portuaires) : techniques
identiques à celle des ouvrages en acier
immergés
• ouvrages aériens (tabliers ou piles de
ponts, supports, bâtiments, ...) :
adaptation des techniques pour noyer les
anodes sacrificielles ou à courant imposé
dans la surface du béton

25. Cours protection cathodique M.Roche 25
Polymère conducteur

26. Cours protection cathodique M.Roche 26
Anode Ti

27. Cours protection cathodique M.Roche 27
Anode en zinc : métallisation ou feuille pré-encollée

28. Cours protection cathodique M.Roche 28
Anodes internes, courant imposé ou zinc