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Protection cathodique des
structures enterrées ou
immergées
164 avenue Joseph Kessel
78960 Voisins le Bretonneux
' : 01 30 57 45 67 / 06 84 33 46 56
6 : 01 30 57 50 70
Jérôme CROUZILLAC
j.crouzillac@bacfrance.com
Programme
• Principe de la protection cathodique et adéquation avec les revêtements
• Techniques de mise en œuvre et méthode de sélection :
o Par anode sacrificielle ou galvanique
o Par courant imposé
• Influence de la protection cathodique sur les phénomènes de corrosion
• Les différentes techniques de mesures en protection cathodique
o Prise en compte de la chute ohmique et Eoff
o Mesure de la résis vité́ des sols (Wenner, Schlumberger) o Prise en compte des
influences extérieures
• Critères de PC - Les principales normes et textes règlementaires rela fs à la PC
• Dimensionnement et conception des installations de protection cathodique
o Structures simples
o Structures complexes
• Mesures électriques sur site :
o Mesures de résis vité́
o Mesures de potentiels ON/OFF
o Mesure sur coupon
Protection cathodique
• Elle s’applique pour lutter contre la corrosion humide
(milieu contenant de l’eau liquide, processus
électrochimique de corrosion)
• Elle est applicable en milieux électrolytiques continus
• Economique en milieux électrolytiques faiblement
corrosifs : eaux (de mer surtout), sols, béton
• Indispensable pour la durabilité d’ouvrages tels que les
pipelines, bateaux, ouvrages côtiers et offshore
• La protection cathodique est potentiellement efficace sur
tous types de corrosion électrochimique, y compris
corrosion galvanique, corrosion bactérienne, fatigue-
corrosion, corrosions sous tension, ...
Protection cathodique
Diagramme de Pourbaix
du fer dans l’eau aérée
Principe :
Abaisser cathodiquement le
potentiel de l’acier jusqu’à son
domaine d’immunité où la
vitesse de corrosion résultante
de l’acier est acceptable pour
l’ouvrage
Protection cathodique
METAL
Électrolyte (environnement)
Anode
(corrosion)
Cathode
(protection)
2e
Ic
Ia
Cas du courant imposé
Protection cathodique
Deux techniques peuvent êtres utilisées pour appliquer et ajuster le potentiel des structures.
La technique par anodes sacrificielles, qui consiste à relier la
structure à protéger à une masse métallique moins noble que l’acier
(magnésium, aluminium, zinc…), afin de créer ainsi un couplage
galvanique favorable à la dissolution de celle-ci, au profit de la
structure à protéger.
Les anodes sélectionnées
doivent être des d’alliages
spécifiques qui ont été
préalablement qualifiés par
des mesures permettant de
connaître leurs
caractéristiques
électrochimiques, notamment
leur réactivité et leur
polarisabilité, sur le long
terme
Potentiel standard E° (V/ESH)
- Fe
- Zn (-0,8)
- Al (-1,7)
- Mg (-2,3)
PC par anodes sacrificielles
Couplage électrique entre, a minima, 2 systèmes de corrosion simples distincts (Ecor différents) è
création d’une pile de corrosion générant un courant électrique :
Système de corrosion simple 1 Ecor(1) < Ecor(2) Système de corrosion simple 2
Polarisation anodique du SCS1 Polarisation cathodique du SCS2
Série galvanique
des métaux
dans l’eau de mer
PC par anodes sacrificielles
• Les anodes de Zinc ont été introduites pour les coques de bateaux à partir
des essais de Sir H. Davy au 19ème siècle
• Les anodes de Magnésium ont été introduites pour les pipelines enterrés
dans les années 1930 puis pour les premières plates-formes offshore
• A partir des années 1940, l’importance de la pureté du zinc (teneur en Fe), a
été démontrée, conduisant au développement d’alliages spécifiques de Zn
• Les anodes d’Aluminium ont remplacé progressivement Mg et Zn dans les
milieux contenant des chlorures comme l’eau de mer où la dépassivation “de
l’intérieur” a été rendue possible (économie) : Al-Zn puis Al-Zn-Sn depuis
1945, développement de Al-Zn-Hg aux USA (1956) et en France (1959), Al-Zn-
In a remplacé Al-Zn-Hg à partir des années 1970. Al-Ga développé pour une
« protection cathodique douce” des matériaux très sensibles à l’hydrogène
Les anodes galvaniques sont constituées d’alliages très
spécifiques ayant démontré des caractéristiques
électrochimiques intéressantes (potentiel et rendement)
PC par anodes sacrificielles
• Magnésium
– potentiel très négatif (polarisation rapide, forte portée)
– faible durée de vie (protection temporaire)
– le plus coûteux
• Zinc
– fiable en toutes conditions jusqu’à 60°C (très sûr en enterré,
en faible débit initial, sur structures revêtues)
– peu fiable à température élevée
• Aluminium
– le moins coûteux
– non actif dans les sols, adapté aux milieux chlorurés
– actif à chaud (mais faible rendement)
PC par anodes sacrificielles
Caractéristiques d’anodes galvaniques typiques à
température ambiante en eau de mer
Nature de
l'alliage
Potentiel
mV vs
Ag/AgCl/eau
de mer
Rendement
electrochimique
(%)
Energie
massique
pratique
Ah/kg
Consommation
massique
pratique
kg/A.an
Al-Zn-In -1100 88 2500 - 2660 3,3 – 3,5
Zn -950 à -1030 95 760 à 780 11,2 à -11,5
Mg -1500 50 1230 7,1
PC par anodes sacrificielles
Le montage par courant imposé, qui utilise un générateur de courant continu placé entre la
structure à protéger et un jeu d’une ou plusieurs électrodes montées en parallèle, appelé
« déversoir ». Ces anodes sont le plus souvent en matériau relativement noble (graphite, oxyde de
métaux, alliage ferrosilicium, polymères conducteurs), mais parfois, aussi en acier (typiquement
des rails de chemins de fer) (Attention à la pollution résultante).
Le montage par courant imposé est généralement utilisé en milieu sol, du à la résistivité élevée,
fluctuante dans le temps (pluviométrie variable), et variable géographiquement (argile vs. sable) du
sol.
PC par courant imposé
Cathode (borne -)
Les réactions
dominantes sont
cathodiques
Iglobal < 0 (entrant)
Anode (borne + )
Les réactions
dominantes sont
anodiques
Iglobal > 0 (sortant)
iglobal
iglobal
Défaut de
revêtement
Phénomène de
corrosion plus ou
moins important selon
le niveau de
polarisation, mais
toujours présent
PC par courant imposé
Système galvanique Système à courant imposé
Installation simple complexe
Source d’énergie non nécessaire indispensable
Distribution du courant sur la
structure
Homogène, compte tenu du champ
d'action d'une anode
peut être hétérogène
Dimension de la structure à protéger
importante surcharge en poids pour
des structures de grandes dimensions,
inadapté pour de grandes longueurs
bien adapté pour grandes
dimensions de structures revêtues
Influence de la résistivité du milieu non envisageable si résistivité trop
grande
aucune dif ficulté
Débit par anodes faible élevé
Nombre d’anodes important faible
Flexibilité dans les conditions de
fonctionnement en particulier
variation de la demande en courant
faible (auto-régulation) mais possibilité
de réglage par introduction de résistance
grande
Risque de surprotection quasi nul ,sauf dans le cas d’anodes de
magn ésium
possible
Interférences avec d’autres
structures faibles influence forte possible
Risques humains non possible
Surveillance / maintenance faible surveillance régulière et spécialisée
Association des 2 systèmes possible et parfois utile (complémentarité, par exemple anodes
galvaniques dans zones difficilement atteintes par courant imposé)
Critères de choix
Revêtement et protection cathodique
La protection contre la corrosion des ouvrages est souvent réalisée par la
mise en place d’un revêtement adapté (protection passive) associé à une
protection cathodique (protection active).
Un bon revêtement externe diminue la quantité de courant de protection
nécessaire, améliore la distribution du courant, et réduit les influences sur les
autres structures étrangères.
Une estimation de la taille des défauts ouverts et des décollements de
revêtement est nécessaire pour ajuster la quantité de courant à imposer.
 Facteur de dégradation du revêtement fc tel que DDCacier revêtu=fc x DDCacier nu
• Coefficient initial fc
• fc=0 si le revêtement est parfaitement isolant
• fc=1 pour une structure nue
• Taux annuel de dégradation
Influence de la PC sur les phénomènes de corrosion
 Augmentation locale du pH : Alcalinisation accentuée par la PC
La PC active les réactions cathodiques de réduction à la surface de l’acier favorisant la libération
d’ions OH- ou la consommation d’ions H+. Le pH augmente.
 Dégradation des liaisons entre le revêtement et l’acier
Perte d’adhérence (délamination cathodique) au niveau des défauts de revêtement ouverts ou
perméables à l’eau et l’oxygène.
 Précipitation de sels
Formation d’un dépôt insoluble pouvant être protecteur (les limites de solubilité y sont
facilement atteintes)
 Déplacement des ions dans l’électrolyte
La génération d’un courant entraine le déplacement des ions dans l’électrolyte, les anions (SO4
2-,
Cl-, OH-, HCO3
-…) vont vers la zone anodique (libération d’ions Fe2+) et les cations (H+, Na+, Ca2+,
Mg2+, …) vont vers la zone cathodique (libération d’ions OH-)
Délamination cathodique des revêtements
Délamination autour du
défaut artificiel de
revêtement due à OH-
Conditions classiques d'essai
:
-Eau à 3 % NaCl
-Potentiel de l'acier imposé à
– 1,5 V/ECS
-Durée 28 jours
-Température ambiante (ou
maximale de service)
L'effet d'écran sous revêtement décollé
Corrosion sous revêtement
hydrocarboné décollé
Décollement des gaines thermo-rétractables
18" Gabon (> 55°C, 15 ans) 16’’ Syrie (50°C, 12 ans)
Influence de la PC sur les phénomènes de corrosion
è Dissolution résiduelle de l’acier plus marquée (en théorie car peu étudié mais déjà
observé)
Une PC excessive peut entrainer un pH très élevé à l’interface acier/environnement (> 12) et
placer l’acier dans le domaine où les composés stables du fer sont les hydroxy-anions, comme
Fe(OH)3
- ou HFeO2
-, qui favorisent la dissolution de l’acier en ne permettant pas la formation de
dépôts protecteurs. (Voir les diagrammes de Pourbaix)
è Fragilisation par l’hydrogène : adsorption, diffusion et piégeage de l’hydrogène dissous H
dans la microstructure conduisant à de la fissuration
Une PC trop forte (libération d’H2) peut conduire à un chargement en hydrogène dissous H des
acier protégés, et pour certains, à leur fragilisation (acier à haute caractéristique mécanique,
aciers inoxydables non entièrement austénitiques…).
+ + e-
L’hydrogène diffuse dans le métal et interagit avec les
défauts de la microstructure.
Des atomes d’hydrogène peuvent aussi se recombiner dans
les microcavités de l’acier pour former un composé gazeux
qui créé de la pression au sein de la microcavité. La pression
créée à partir de l'accumulation peut augmenter, conduisant
à une diminution de la ténacité et de la résistance à la
traction de l’acier, et pouvant atteindre le point de
fissuration.
A
K
a
k
I
i
+ -
Corrosion par traversée de paroi
métallique
Corrosion d'un bracing de jacket par
mauvais design d'anodes à courant imposé
Corrosion interne aux joints isolants
Critères de PC - Les principales
normes et textes réglementaires
relatifs à la PC
A 05-610
« Protection cathodique externe – Canalisations en acier pour le
transport d’hydrocarbures ou de fluides combustibles et d’eau »
NF EN 12954 et ISO 15589
« Protection cathodique des structures métalliques enterrées ou
immergées – Principe généraux et application pour les canalisations »
NF EN 12696
« Protection cathodique de l’acier dans le béton »
NF EN 13509
« Techniques de mesures en protection cathodique externe des
ouvrages en acier »
INSTALLATIONS à TERRE
Normes et recommandations
NF EN 12495
« protection cathodique des structures en acier fixes en mer »
NF EN 13173
« protection cathodique des structures en acier flottant en mer »
NF EN 13174 (Mai 2001)
« Protection cathodique des installations portuaires »
DNV-RP-B401 (janvier 2005)
« Cathodic protection design »
INSTALLATIONS MARINES
Normes et recommandations
• Critère de base pour l’acier non ou peu allié :
– dans les sols : < -0,85 V / Cu-CuSO4 saturé (limité à > -1,2 V pour
éviter effets défavorables sur revêtements et fragilisation H)
– dans l’eau de mer et les eaux salées : < -0,80 V / Ag-AgCl-eau de
mer (limité à > -1,1V pour éviter l'augmentation de la vitesse de
propagation des fissures de fatigue)
• Modulations autour de ce seuil :
– en cas de forte activité bactérienne (BSR) en milieux anaérobies :
< -0,95 V / Cu-CuSO4 saturé ou -0,90 V / Ag-AgCl-eau de mer
– dans les sols très résistants : < -0,75 V / Cu-CuSO4 sat. entre 100 et
1000 Ohm.m et < -0,65 V au delà de 1000 Ohm.m (EN 12954, ISO
13623 et ISO 15589-1)
• Critère alternatif :
– dépolarisation ou polarisation supérieure à 100 mV (NACE RP
0169, ISO 15589-1)
Critères en potentiel de l’ouvrage à protéger censés assurer une vitesse de
corrosion résiduelle < à 10 μm/an.
Dans les milieux électrolytiques naturels comme les sols ou les eaux :
• – 850 mV /Cu/CuSO4 ≤ Ecathode ≤ – 1200 mV /Cu/CuSO4
• – 800 mV /Ag/AgCl/eau de mer ≤ Ecathode ≤ – 1100 mV /Ag/AgCl/eau de mer
En présence de bactéries sulfato-réductrices et thiosulfato-réductrices :
• – 950 mV /Cu/CuSO4 ≤ Ecathode ≤ – 1200 mV /Cu/CuSO4
• – 900 mV /Ag/AgCl/eau de mer ≤ Ecathode ≤ – 1100 mV /Ag/AgCl/eau de mer
Dans les sols sableux très peu conducteurs :
• – 750 mV /Cu/CuSO4 ≤ Ecathode ≤ – 1200 mV /Cu/CuSO4 lorsque 100 < ρ < 1000 Ω.m
• – 650 mV /Cu/CuSO4 ≤ Ecathode ≤ – 1200 mV /Cu/CuSO4 lorsque ρ > 1000 Ω.m
Critères de protection cathodique
Matériau soumis
à la corrosion
V
Xx
Electrode de référence
+ -
(réactions
électrochimiques
à la surface)
électrolyte
Le potentiel d’électrode et sa mesure
Le pôle + du voltmètre doit être branché au matériau à
contrôler pour que le signe du potentiel mesuré soit correct
Electrode de référence
 Une électrode de référence est électrode sur laquelle les réactions
électrochimiques sont connues, contrôlées et reproductibles
 Ceci signifie un métal pur en équilibre avec une concentration
parfaitement définie de son cation dans un électrolyte non
contaminé par d'autres ions perturbant cette concentration
M ↔ Mn+ + ne-
[Mn+] = constante
 Façon la plus pratique : solution saturée en cation [Mn+]
 Electrode de référence usuelle pour les milieux ne contenant pas de
fortes concentrations en ions chlorure (sols, béton) : Cu-CuSO4
saturé
Cu  Cu2+ + 2e-
Electrode Cu-CuSO4 saturé
Electrode de référence
• Electrode de référence officielle
(E = 0): Origine des potentiels
– Electrode Normale à Hydrogène (ENH)
H2 Û 2H+ + 2e
• Electrodes de référence de
laboratoire :
– Electrode au calomel au KCl saturé (ECS)
Hg Û Hg2+ + 2e-
Hg2+ + 2Cl- ↔ Hg2Cl2↓
Ks = [Hg2+] . [Cl- ]2 (produit de solubilité)
– Electrodes Ag-AgCl-KCl
(différentes concentrations, notamment KCl
saturé)
Ag Û Ag+ + e-
Ag+ + Cl- Û AgCl↓
KCl saturé fixe [Cl- ]
Electrode de référence
• « électrodes de mesure » usuelles sur le terrain en milieux
chlorurés (eau de mer, …)
• Electrode Argent- chlorure d’argent - eau de mer (durée
courte à moyenne)
Ag ↔ Ag+ + e- et Ag+ + Cl- ↔ AgCl↓
Le potentiel dépend de [Cl-], donc du milieu réel
(pas d'électrolyte dans l'électrode)
• Electrode Zinc - eau de mer (longue durée)
Zn ↔ Zn++ + 2e-
Le potentiel dépend de [Zn++], peu défini
(pas d'électrolyte dans l'électrode)
Electrode de référence
POTENTIEL
V/ENH
Cu-CuSO4 saturé
+ 0,32
+ 0,25
ECS ou Ag-AgCl-eau de mer
ENH (officielle)
0
- 0,53
Seuil de protection
Zn - eau de mer
- 0,80
- 0,53
+ 0,27
- 0,78 arrondi à -0,80 - 0,85
- 1,05
Electrode de référence
Dimensionnement et
conception des installations
de protection cathodique
• 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, se développe fortement
• Ouvrages flottants : tankers, bateaux, plates-
formes mobiles, FPSO :
– systématique, courant imposé ou anodes sacrificielles suivant
taille et usage
Structure métallique marine
Les anodes
plateforme et
bracelet
Structure métallique marine
•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).
Anodes tous les 150 à 300 m. Adaptées à présence
ou non de revêtement de lestage en béton armé
(biseaux)
Structure métallique marine
Supports de type
"stand-off" à préférer,
avec coudes externes,
pour éviter coincement
des ombilicaux de
plongeurs et de ROV
Structure métallique marine
Structure métallique marine
Type de "stand-
offs" à éviter pour
la sécurité des
plongeurs et les
ROV
Structure métallique marine
Structure métallique marine
La continuité électrique doit être
assurée entre coque et arbre de
l'hélice et coque et safran
Il est généralement nécessaire d’ajouter des anodes
galvaniques (généralement Zn par habitude) dans des
zones difficilement accessibles par courant imposé
Structure métallique marine
Emplacement des
anodes non
idéal…
Structure métallique marine
• ballasts eau de mer et citernes de
tankers : pratiquement systématique,
uniquement Zn et Al (au fond) pour
éviter risque d'étincelle notamment
par choc en cas de chute d'anode
(citernes à atmosphères explosibles et
ballasts contigüs)
• séparateurs ou dessaleurs d’effluents
pétroliers : Al
• boites à eau d’échangeurs et filtres en
eau de mer : fréquent (galvanique)
• Courant imposé pour les gros
échangeurs (centrales électriques
côtières)
Structure métallique marine
Rideau de palplanches avec enrochements
Protection contre la corrosion d’un rideau de
palplanches avec enrochements
3 meter
Methodes pour protéger les palplanches :
1. Installation d’anodes galvaniques sur les palplanches
2. Installation d’un ICCP système
Rideau de palplanches avec enrochements
cable
ICCP anodes
ICCP anodes
ICCP anodes
1.500 mV
850 mV
Rideau de palplanches avec enrochements
7 no. Individual outputs
Rideau de palplanches avec enrochements
Rideau de palplanches avec enrochements
Formation
du dépôt calcomagnésien
Corrosion dans la zone
des éclaboussures
Rideau de palplanches avec enrochements
Protection contre la corrosion d’un rideau de
palplanches et de caissons avec enrochements
Rideau de palplanches avec enrochements
Rideau de palplanches avec enrochements
Caissons protégés par anodes
galvaniques
Rideau de palplanches avec enrochements
Palplanches protégées par
anodes galvaniques sur câble
Rideau de palplanches avec enrochements
55
Intérêt quand prise de masse en surface
difficile voire impossible (ouvrages sous-
marins) et/ou manque de continuité de
l'ouvrage (ex. chaînes)
Contrôles sur ouvrages en milieu marin
Mise en place de points de contrôle
Mesures du potentiel
Mesures tous les
mètres de la surface
jusqu'au fond
Cables de
connexion
Multimètre
numérique



Electrode de
référence
Ag/AgCl
Structure métallique
Pieux ou palplanches
Contrôles sur ouvrages en milieu marin
Dimensionnement et
conception des installations
de protection cathodique
structures enterrées simples
et complexes
•Employée systématiquement pour les 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, obligatoire :
•pour les réseaux de distribution de gaz combustible (arrêté du 13
juillet 2000)
•pour les conduites de transport (arrêté du 4 août 2006) via les
normes NF EN
Structure métallique enterrée
Transfo-redresseur
Poste photo-voltaïque
Structure métallique enterrée
Fer / acier : 10 kg/A.an
Structure métallique enterrée
Transformateur - Redresseur
alimentation en 220V
Câbles
de cuivre
16 mm²
D > 50 m
Le backfill diminue la
résistivité du milieu autour
de l’anode
Déversoir composé de
- vieux rails
- ferro silicium
- graphite
- magnétite
- titane + métaux précieux
Protection par courant imposé
Anodes Ferro-Silicium
Protection par courant imposé
Protection par anodes galvaniques
Point de
mesure
Câbles de
cuivre
16 mm² Anode en magnésium ou en
zinc
Le backfill diminue la
résistivité du milieu
autour de l’anode
5 mA < I < 20 mA
sol < 50 Ohm.m
distance anode/canalisation > 3 m
Anodes magnésium avec régulateur (backfill)
Ne pas oublier d'ôter le sac plastique
à l'installation !!!
Protection par anodes galvaniques
Principe d’un déversoir anodique
Courants vagabonds, courants telluriques
• Les "courants vagabonds" désignent des courants
électriques, variables dans leur intensité, leur direction
et le trajet qu’ils parcourent, qui circulent dans le sol et
proviennent le plus souvent de réseaux de traction
électrique
• Les "courants telluriques" désignent des courants
électriques variables dus au géomagnétisme, constatés
dans certaines régions et conduisant à des fluctuations
de potentiel sur les pipelines enterrés parallèles. On peut
les réduire par joints isolants et minimiser leurs
conséquences par installation d'anodes galvaniques aux
bons endroits.
courants vagabonds d’origine traction dc
Sous
Station
+
- - - -
- -
Sous
Station
+
CORROSIONS
L
I
+
+
Corrosion par courants vagabonds
Sous
Station
+
- - - -
- -
Sous
Station
+
CORROSIONS
+
+
DRAINAGES
Drainage de courants vagabonds
Protection cathodique des usines
•Tuyauteries enterrées:
–non systématique (ex. circuits incendie)
•protection intégrale des usines:
–tuyauteries, fonds de bacs, fondations en béton armé, réseaux de mise à
la terre. Utilisation de puits d'anodes.
•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)
Ouvrages au contact du sol : Réservoirs
• en France et autres pays,
obligatoire pour les
réservoirs de GPL et
autres gaz inflammables
sous talus
• Idem pour citernes de
GPL"petit vrac" enterrés
chez les clients
utilisateurs et dispensés
de visites décennales
Protection cathodique des 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 piégeage d'air pendant les
phases de vidange)
• Plus efficace si pris en compte dès le design pour les
nouveaux bacs
Sable
Connexion négative
Anodes profondes
Bac
-
+
Redresseur
Coffret de
jonction
Protection cathodique des 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
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
Protection cathodique des bacs de stockage
Protection cathodique des 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
Etude et note de calcul
Calcul du nombre d’anodes : 2ème méthode
T/R
Ra dispositif anodique
Rc structure
+
-
Schéma électrique équivalent
Ra dépend de la forme du
déversoir, de la résistivité
Rc dépend de valeur
d’isolement de la
structure, de la résistivité
du milieu
Nb anodes =
Ra
x r
Rc
ρ = Résistivité de l’électrolyte
Structure métallique enterrée
Contrôle du dispositif
Mesures de potentiel sur ouvrages et témoins métalliques
Tous les ans par un spécialiste de la protection cathodique
• Electrode Cu/CuSO4
• Multimètre à haute impédance d’entrée
• Utilisation des prises de potentiel
Structure
Multimètre
Electrode de
référence
Prise de
potentiel
Structure métallique enterrée
Prises de mesure de potentiel
Mesures ON / OFF avec coupons
VOLMETRE
AMPEREMETRE
La mesure est faite,
au mieux 1 seconde
après la coupure

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BAC Corrosion Mars 2022 Principe de la protection cathodique et adéquation avec les revêtements

  • 1. Protection cathodique des structures enterrées ou immergées 164 avenue Joseph Kessel 78960 Voisins le Bretonneux ' : 01 30 57 45 67 / 06 84 33 46 56 6 : 01 30 57 50 70 Jérôme CROUZILLAC j.crouzillac@bacfrance.com
  • 2. Programme • Principe de la protection cathodique et adéquation avec les revêtements • Techniques de mise en œuvre et méthode de sélection : o Par anode sacrificielle ou galvanique o Par courant imposé • Influence de la protection cathodique sur les phénomènes de corrosion • Les différentes techniques de mesures en protection cathodique o Prise en compte de la chute ohmique et Eoff o Mesure de la résis vité́ des sols (Wenner, Schlumberger) o Prise en compte des influences extérieures • Critères de PC - Les principales normes et textes règlementaires rela fs à la PC • Dimensionnement et conception des installations de protection cathodique o Structures simples o Structures complexes • Mesures électriques sur site : o Mesures de résis vité́ o Mesures de potentiels ON/OFF o Mesure sur coupon
  • 4. • Elle s’applique pour lutter contre la corrosion humide (milieu contenant de l’eau liquide, processus électrochimique de corrosion) • Elle est applicable en milieux électrolytiques continus • Economique en milieux électrolytiques faiblement corrosifs : eaux (de mer surtout), sols, béton • Indispensable pour la durabilité d’ouvrages tels que les pipelines, bateaux, ouvrages côtiers et offshore • La protection cathodique est potentiellement efficace sur tous types de corrosion électrochimique, y compris corrosion galvanique, corrosion bactérienne, fatigue- corrosion, corrosions sous tension, ... Protection cathodique
  • 5. Diagramme de Pourbaix du fer dans l’eau aérée Principe : Abaisser cathodiquement le potentiel de l’acier jusqu’à son domaine d’immunité où la vitesse de corrosion résultante de l’acier est acceptable pour l’ouvrage Protection cathodique
  • 7. Deux techniques peuvent êtres utilisées pour appliquer et ajuster le potentiel des structures. La technique par anodes sacrificielles, qui consiste à relier la structure à protéger à une masse métallique moins noble que l’acier (magnésium, aluminium, zinc…), afin de créer ainsi un couplage galvanique favorable à la dissolution de celle-ci, au profit de la structure à protéger. Les anodes sélectionnées doivent être des d’alliages spécifiques qui ont été préalablement qualifiés par des mesures permettant de connaître leurs caractéristiques électrochimiques, notamment leur réactivité et leur polarisabilité, sur le long terme Potentiel standard E° (V/ESH) - Fe - Zn (-0,8) - Al (-1,7) - Mg (-2,3) PC par anodes sacrificielles
  • 8. Couplage électrique entre, a minima, 2 systèmes de corrosion simples distincts (Ecor différents) è création d’une pile de corrosion générant un courant électrique : Système de corrosion simple 1 Ecor(1) < Ecor(2) Système de corrosion simple 2 Polarisation anodique du SCS1 Polarisation cathodique du SCS2 Série galvanique des métaux dans l’eau de mer PC par anodes sacrificielles
  • 9. • Les anodes de Zinc ont été introduites pour les coques de bateaux à partir des essais de Sir H. Davy au 19ème siècle • Les anodes de Magnésium ont été introduites pour les pipelines enterrés dans les années 1930 puis pour les premières plates-formes offshore • A partir des années 1940, l’importance de la pureté du zinc (teneur en Fe), a été démontrée, conduisant au développement d’alliages spécifiques de Zn • Les anodes d’Aluminium ont remplacé progressivement Mg et Zn dans les milieux contenant des chlorures comme l’eau de mer où la dépassivation “de l’intérieur” a été rendue possible (économie) : Al-Zn puis Al-Zn-Sn depuis 1945, développement de Al-Zn-Hg aux USA (1956) et en France (1959), Al-Zn- In a remplacé Al-Zn-Hg à partir des années 1970. Al-Ga développé pour une « protection cathodique douce” des matériaux très sensibles à l’hydrogène Les anodes galvaniques sont constituées d’alliages très spécifiques ayant démontré des caractéristiques électrochimiques intéressantes (potentiel et rendement) PC par anodes sacrificielles
  • 10. • Magnésium – potentiel très négatif (polarisation rapide, forte portée) – faible durée de vie (protection temporaire) – le plus coûteux • Zinc – fiable en toutes conditions jusqu’à 60°C (très sûr en enterré, en faible débit initial, sur structures revêtues) – peu fiable à température élevée • Aluminium – le moins coûteux – non actif dans les sols, adapté aux milieux chlorurés – actif à chaud (mais faible rendement) PC par anodes sacrificielles
  • 11. Caractéristiques d’anodes galvaniques typiques à température ambiante en eau de mer Nature de l'alliage Potentiel mV vs Ag/AgCl/eau de mer Rendement electrochimique (%) Energie massique pratique Ah/kg Consommation massique pratique kg/A.an Al-Zn-In -1100 88 2500 - 2660 3,3 – 3,5 Zn -950 à -1030 95 760 à 780 11,2 à -11,5 Mg -1500 50 1230 7,1 PC par anodes sacrificielles
  • 12. Le montage par courant imposé, qui utilise un générateur de courant continu placé entre la structure à protéger et un jeu d’une ou plusieurs électrodes montées en parallèle, appelé « déversoir ». Ces anodes sont le plus souvent en matériau relativement noble (graphite, oxyde de métaux, alliage ferrosilicium, polymères conducteurs), mais parfois, aussi en acier (typiquement des rails de chemins de fer) (Attention à la pollution résultante). Le montage par courant imposé est généralement utilisé en milieu sol, du à la résistivité élevée, fluctuante dans le temps (pluviométrie variable), et variable géographiquement (argile vs. sable) du sol. PC par courant imposé
  • 13. Cathode (borne -) Les réactions dominantes sont cathodiques Iglobal < 0 (entrant) Anode (borne + ) Les réactions dominantes sont anodiques Iglobal > 0 (sortant) iglobal iglobal Défaut de revêtement Phénomène de corrosion plus ou moins important selon le niveau de polarisation, mais toujours présent PC par courant imposé
  • 14. Système galvanique Système à courant imposé Installation simple complexe Source d’énergie non nécessaire indispensable Distribution du courant sur la structure Homogène, compte tenu du champ d'action d'une anode peut être hétérogène Dimension de la structure à protéger importante surcharge en poids pour des structures de grandes dimensions, inadapté pour de grandes longueurs bien adapté pour grandes dimensions de structures revêtues Influence de la résistivité du milieu non envisageable si résistivité trop grande aucune dif ficulté Débit par anodes faible élevé Nombre d’anodes important faible Flexibilité dans les conditions de fonctionnement en particulier variation de la demande en courant faible (auto-régulation) mais possibilité de réglage par introduction de résistance grande Risque de surprotection quasi nul ,sauf dans le cas d’anodes de magn ésium possible Interférences avec d’autres structures faibles influence forte possible Risques humains non possible Surveillance / maintenance faible surveillance régulière et spécialisée Association des 2 systèmes possible et parfois utile (complémentarité, par exemple anodes galvaniques dans zones difficilement atteintes par courant imposé) Critères de choix
  • 15. Revêtement et protection cathodique La protection contre la corrosion des ouvrages est souvent réalisée par la mise en place d’un revêtement adapté (protection passive) associé à une protection cathodique (protection active). Un bon revêtement externe diminue la quantité de courant de protection nécessaire, améliore la distribution du courant, et réduit les influences sur les autres structures étrangères. Une estimation de la taille des défauts ouverts et des décollements de revêtement est nécessaire pour ajuster la quantité de courant à imposer.  Facteur de dégradation du revêtement fc tel que DDCacier revêtu=fc x DDCacier nu • Coefficient initial fc • fc=0 si le revêtement est parfaitement isolant • fc=1 pour une structure nue • Taux annuel de dégradation
  • 16. Influence de la PC sur les phénomènes de corrosion  Augmentation locale du pH : Alcalinisation accentuée par la PC La PC active les réactions cathodiques de réduction à la surface de l’acier favorisant la libération d’ions OH- ou la consommation d’ions H+. Le pH augmente.  Dégradation des liaisons entre le revêtement et l’acier Perte d’adhérence (délamination cathodique) au niveau des défauts de revêtement ouverts ou perméables à l’eau et l’oxygène.  Précipitation de sels Formation d’un dépôt insoluble pouvant être protecteur (les limites de solubilité y sont facilement atteintes)  Déplacement des ions dans l’électrolyte La génération d’un courant entraine le déplacement des ions dans l’électrolyte, les anions (SO4 2-, Cl-, OH-, HCO3 -…) vont vers la zone anodique (libération d’ions Fe2+) et les cations (H+, Na+, Ca2+, Mg2+, …) vont vers la zone cathodique (libération d’ions OH-)
  • 17. Délamination cathodique des revêtements Délamination autour du défaut artificiel de revêtement due à OH- Conditions classiques d'essai : -Eau à 3 % NaCl -Potentiel de l'acier imposé à – 1,5 V/ECS -Durée 28 jours -Température ambiante (ou maximale de service)
  • 18. L'effet d'écran sous revêtement décollé Corrosion sous revêtement hydrocarboné décollé
  • 19. Décollement des gaines thermo-rétractables 18" Gabon (> 55°C, 15 ans) 16’’ Syrie (50°C, 12 ans)
  • 20. Influence de la PC sur les phénomènes de corrosion è Dissolution résiduelle de l’acier plus marquée (en théorie car peu étudié mais déjà observé) Une PC excessive peut entrainer un pH très élevé à l’interface acier/environnement (> 12) et placer l’acier dans le domaine où les composés stables du fer sont les hydroxy-anions, comme Fe(OH)3 - ou HFeO2 -, qui favorisent la dissolution de l’acier en ne permettant pas la formation de dépôts protecteurs. (Voir les diagrammes de Pourbaix) è Fragilisation par l’hydrogène : adsorption, diffusion et piégeage de l’hydrogène dissous H dans la microstructure conduisant à de la fissuration Une PC trop forte (libération d’H2) peut conduire à un chargement en hydrogène dissous H des acier protégés, et pour certains, à leur fragilisation (acier à haute caractéristique mécanique, aciers inoxydables non entièrement austénitiques…). + + e- L’hydrogène diffuse dans le métal et interagit avec les défauts de la microstructure. Des atomes d’hydrogène peuvent aussi se recombiner dans les microcavités de l’acier pour former un composé gazeux qui créé de la pression au sein de la microcavité. La pression créée à partir de l'accumulation peut augmenter, conduisant à une diminution de la ténacité et de la résistance à la traction de l’acier, et pouvant atteindre le point de fissuration.
  • 21. A K a k I i + - Corrosion par traversée de paroi métallique Corrosion d'un bracing de jacket par mauvais design d'anodes à courant imposé
  • 22. Corrosion interne aux joints isolants
  • 23. Critères de PC - Les principales normes et textes réglementaires relatifs à la PC
  • 24. A 05-610 « Protection cathodique externe – Canalisations en acier pour le transport d’hydrocarbures ou de fluides combustibles et d’eau » NF EN 12954 et ISO 15589 « Protection cathodique des structures métalliques enterrées ou immergées – Principe généraux et application pour les canalisations » NF EN 12696 « Protection cathodique de l’acier dans le béton » NF EN 13509 « Techniques de mesures en protection cathodique externe des ouvrages en acier » INSTALLATIONS à TERRE Normes et recommandations
  • 25. NF EN 12495 « protection cathodique des structures en acier fixes en mer » NF EN 13173 « protection cathodique des structures en acier flottant en mer » NF EN 13174 (Mai 2001) « Protection cathodique des installations portuaires » DNV-RP-B401 (janvier 2005) « Cathodic protection design » INSTALLATIONS MARINES Normes et recommandations
  • 26. • Critère de base pour l’acier non ou peu allié : – dans les sols : < -0,85 V / Cu-CuSO4 saturé (limité à > -1,2 V pour éviter effets défavorables sur revêtements et fragilisation H) – dans l’eau de mer et les eaux salées : < -0,80 V / Ag-AgCl-eau de mer (limité à > -1,1V pour éviter l'augmentation de la vitesse de propagation des fissures de fatigue) • Modulations autour de ce seuil : – en cas de forte activité bactérienne (BSR) en milieux anaérobies : < -0,95 V / Cu-CuSO4 saturé ou -0,90 V / Ag-AgCl-eau de mer – dans les sols très résistants : < -0,75 V / Cu-CuSO4 sat. entre 100 et 1000 Ohm.m et < -0,65 V au delà de 1000 Ohm.m (EN 12954, ISO 13623 et ISO 15589-1) • Critère alternatif : – dépolarisation ou polarisation supérieure à 100 mV (NACE RP 0169, ISO 15589-1)
  • 27. Critères en potentiel de l’ouvrage à protéger censés assurer une vitesse de corrosion résiduelle < à 10 μm/an. Dans les milieux électrolytiques naturels comme les sols ou les eaux : • – 850 mV /Cu/CuSO4 ≤ Ecathode ≤ – 1200 mV /Cu/CuSO4 • – 800 mV /Ag/AgCl/eau de mer ≤ Ecathode ≤ – 1100 mV /Ag/AgCl/eau de mer En présence de bactéries sulfato-réductrices et thiosulfato-réductrices : • – 950 mV /Cu/CuSO4 ≤ Ecathode ≤ – 1200 mV /Cu/CuSO4 • – 900 mV /Ag/AgCl/eau de mer ≤ Ecathode ≤ – 1100 mV /Ag/AgCl/eau de mer Dans les sols sableux très peu conducteurs : • – 750 mV /Cu/CuSO4 ≤ Ecathode ≤ – 1200 mV /Cu/CuSO4 lorsque 100 < ρ < 1000 Ω.m • – 650 mV /Cu/CuSO4 ≤ Ecathode ≤ – 1200 mV /Cu/CuSO4 lorsque ρ > 1000 Ω.m Critères de protection cathodique
  • 28. Matériau soumis à la corrosion V Xx Electrode de référence + - (réactions électrochimiques à la surface) électrolyte Le potentiel d’électrode et sa mesure Le pôle + du voltmètre doit être branché au matériau à contrôler pour que le signe du potentiel mesuré soit correct
  • 29. Electrode de référence  Une électrode de référence est électrode sur laquelle les réactions électrochimiques sont connues, contrôlées et reproductibles  Ceci signifie un métal pur en équilibre avec une concentration parfaitement définie de son cation dans un électrolyte non contaminé par d'autres ions perturbant cette concentration M ↔ Mn+ + ne- [Mn+] = constante  Façon la plus pratique : solution saturée en cation [Mn+]  Electrode de référence usuelle pour les milieux ne contenant pas de fortes concentrations en ions chlorure (sols, béton) : Cu-CuSO4 saturé Cu  Cu2+ + 2e-
  • 31. • Electrode de référence officielle (E = 0): Origine des potentiels – Electrode Normale à Hydrogène (ENH) H2 Û 2H+ + 2e • Electrodes de référence de laboratoire : – Electrode au calomel au KCl saturé (ECS) Hg Û Hg2+ + 2e- Hg2+ + 2Cl- ↔ Hg2Cl2↓ Ks = [Hg2+] . [Cl- ]2 (produit de solubilité) – Electrodes Ag-AgCl-KCl (différentes concentrations, notamment KCl saturé) Ag Û Ag+ + e- Ag+ + Cl- Û AgCl↓ KCl saturé fixe [Cl- ] Electrode de référence
  • 32. • « électrodes de mesure » usuelles sur le terrain en milieux chlorurés (eau de mer, …) • Electrode Argent- chlorure d’argent - eau de mer (durée courte à moyenne) Ag ↔ Ag+ + e- et Ag+ + Cl- ↔ AgCl↓ Le potentiel dépend de [Cl-], donc du milieu réel (pas d'électrolyte dans l'électrode) • Electrode Zinc - eau de mer (longue durée) Zn ↔ Zn++ + 2e- Le potentiel dépend de [Zn++], peu défini (pas d'électrolyte dans l'électrode) Electrode de référence
  • 33. POTENTIEL V/ENH Cu-CuSO4 saturé + 0,32 + 0,25 ECS ou Ag-AgCl-eau de mer ENH (officielle) 0 - 0,53 Seuil de protection Zn - eau de mer - 0,80 - 0,53 + 0,27 - 0,78 arrondi à -0,80 - 0,85 - 1,05 Electrode de référence
  • 34. Dimensionnement et conception des installations de protection cathodique
  • 35. • 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, se développe fortement • Ouvrages flottants : tankers, bateaux, plates- formes mobiles, FPSO : – systématique, courant imposé ou anodes sacrificielles suivant taille et usage Structure métallique marine
  • 37. •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). Anodes tous les 150 à 300 m. Adaptées à présence ou non de revêtement de lestage en béton armé (biseaux) Structure métallique marine
  • 38. Supports de type "stand-off" à préférer, avec coudes externes, pour éviter coincement des ombilicaux de plongeurs et de ROV Structure métallique marine
  • 40. Type de "stand- offs" à éviter pour la sécurité des plongeurs et les ROV Structure métallique marine
  • 42. La continuité électrique doit être assurée entre coque et arbre de l'hélice et coque et safran Il est généralement nécessaire d’ajouter des anodes galvaniques (généralement Zn par habitude) dans des zones difficilement accessibles par courant imposé Structure métallique marine
  • 44. • ballasts eau de mer et citernes de tankers : pratiquement systématique, uniquement Zn et Al (au fond) pour éviter risque d'étincelle notamment par choc en cas de chute d'anode (citernes à atmosphères explosibles et ballasts contigüs) • séparateurs ou dessaleurs d’effluents pétroliers : Al • boites à eau d’échangeurs et filtres en eau de mer : fréquent (galvanique) • Courant imposé pour les gros échangeurs (centrales électriques côtières) Structure métallique marine
  • 45. Rideau de palplanches avec enrochements Protection contre la corrosion d’un rideau de palplanches avec enrochements
  • 46. 3 meter Methodes pour protéger les palplanches : 1. Installation d’anodes galvaniques sur les palplanches 2. Installation d’un ICCP système Rideau de palplanches avec enrochements
  • 47. cable ICCP anodes ICCP anodes ICCP anodes 1.500 mV 850 mV Rideau de palplanches avec enrochements
  • 48. 7 no. Individual outputs Rideau de palplanches avec enrochements
  • 49. Rideau de palplanches avec enrochements
  • 50. Formation du dépôt calcomagnésien Corrosion dans la zone des éclaboussures Rideau de palplanches avec enrochements
  • 51. Protection contre la corrosion d’un rideau de palplanches et de caissons avec enrochements Rideau de palplanches avec enrochements
  • 52. Rideau de palplanches avec enrochements
  • 53. Caissons protégés par anodes galvaniques Rideau de palplanches avec enrochements
  • 54. Palplanches protégées par anodes galvaniques sur câble Rideau de palplanches avec enrochements
  • 55. 55 Intérêt quand prise de masse en surface difficile voire impossible (ouvrages sous- marins) et/ou manque de continuité de l'ouvrage (ex. chaînes) Contrôles sur ouvrages en milieu marin
  • 56. Mise en place de points de contrôle Mesures du potentiel Mesures tous les mètres de la surface jusqu'au fond Cables de connexion Multimètre numérique    Electrode de référence Ag/AgCl Structure métallique Pieux ou palplanches Contrôles sur ouvrages en milieu marin
  • 57. Dimensionnement et conception des installations de protection cathodique structures enterrées simples et complexes
  • 58. •Employée systématiquement pour les 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, obligatoire : •pour les réseaux de distribution de gaz combustible (arrêté du 13 juillet 2000) •pour les conduites de transport (arrêté du 4 août 2006) via les normes NF EN Structure métallique enterrée
  • 60. Fer / acier : 10 kg/A.an Structure métallique enterrée
  • 61. Transformateur - Redresseur alimentation en 220V Câbles de cuivre 16 mm² D > 50 m Le backfill diminue la résistivité du milieu autour de l’anode Déversoir composé de - vieux rails - ferro silicium - graphite - magnétite - titane + métaux précieux Protection par courant imposé
  • 63. Protection par anodes galvaniques Point de mesure Câbles de cuivre 16 mm² Anode en magnésium ou en zinc Le backfill diminue la résistivité du milieu autour de l’anode 5 mA < I < 20 mA sol < 50 Ohm.m distance anode/canalisation > 3 m
  • 64. Anodes magnésium avec régulateur (backfill) Ne pas oublier d'ôter le sac plastique à l'installation !!! Protection par anodes galvaniques
  • 66. Courants vagabonds, courants telluriques • Les "courants vagabonds" désignent des courants électriques, variables dans leur intensité, leur direction et le trajet qu’ils parcourent, qui circulent dans le sol et proviennent le plus souvent de réseaux de traction électrique • Les "courants telluriques" désignent des courants électriques variables dus au géomagnétisme, constatés dans certaines régions et conduisant à des fluctuations de potentiel sur les pipelines enterrés parallèles. On peut les réduire par joints isolants et minimiser leurs conséquences par installation d'anodes galvaniques aux bons endroits.
  • 67. courants vagabonds d’origine traction dc Sous Station + - - - - - - Sous Station + CORROSIONS L I + + Corrosion par courants vagabonds
  • 68. Sous Station + - - - - - - Sous Station + CORROSIONS + + DRAINAGES Drainage de courants vagabonds
  • 69. Protection cathodique des usines •Tuyauteries enterrées: –non systématique (ex. circuits incendie) •protection intégrale des usines: –tuyauteries, fonds de bacs, fondations en béton armé, réseaux de mise à la terre. Utilisation de puits d'anodes. •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)
  • 70. Ouvrages au contact du sol : Réservoirs • en France et autres pays, obligatoire pour les réservoirs de GPL et autres gaz inflammables sous talus • Idem pour citernes de GPL"petit vrac" enterrés chez les clients utilisateurs et dispensés de visites décennales
  • 71. Protection cathodique des 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 piégeage d'air pendant les phases de vidange) • Plus efficace si pris en compte dès le design pour les nouveaux bacs
  • 72. Sable Connexion négative Anodes profondes Bac - + Redresseur Coffret de jonction Protection cathodique des bacs de stockage
  • 73. 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 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 Protection cathodique des bacs de stockage
  • 74. Protection cathodique des 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
  • 75. Etude et note de calcul Calcul du nombre d’anodes : 2ème méthode T/R Ra dispositif anodique Rc structure + - Schéma électrique équivalent Ra dépend de la forme du déversoir, de la résistivité Rc dépend de valeur d’isolement de la structure, de la résistivité du milieu Nb anodes = Ra x r Rc ρ = Résistivité de l’électrolyte Structure métallique enterrée
  • 76. Contrôle du dispositif Mesures de potentiel sur ouvrages et témoins métalliques Tous les ans par un spécialiste de la protection cathodique • Electrode Cu/CuSO4 • Multimètre à haute impédance d’entrée • Utilisation des prises de potentiel Structure Multimètre Electrode de référence Prise de potentiel Structure métallique enterrée
  • 77. Prises de mesure de potentiel
  • 78. Mesures ON / OFF avec coupons VOLMETRE AMPEREMETRE La mesure est faite, au mieux 1 seconde après la coupure