Types de protection cathodique des structures enterrées
La protection cathodique des structures enterrées peut être obtenue par des anodes galvaniques mais plus généralement par courant imposé. Dans tous les cas les anodes (A) sont enterrées.
Généralités sur la conception d’une installation
La durée de service d’une installation de protection cathodique est de l’ordre de 15 à 20 ans, car il convient d’espacer les travaux de terrassement.
La densité de courant à prendre en compte lors de la conception d’une installation dépend du type de protection cathodique et du revêtement des canalisations. Le tableau 1 donne un exemple de ces densités de courant pour un acier revêtu. Pour un acier non allié non revêtu, la densité de courant à prendre en compte dépend de l’humidité du sol.
Tableau 1 : Exemples de densités de courant (ddc) à prendre en compte lors de la conception classique d’une protection cathodique de canalisation
| Revêtement | Protection par courant imposé | Protection par anode galvanique |
|---|---|---|
| Polyéthylène ou époxy. | 0,1 mA.m-2 | 0,05 mA.m-2 |
| Type bitumineux | 0,4 mA.m-2 | 0,1 mA.m-2 |
Les différences de ddc entre les deux techniques peuvent s’expliquer par la répartition des anodes très différente selon le mode de protection choisi.
Pour la protection par courant imposé, les anodes, appelées aussi « déversoirs », sont des ensembles constitués par un matériau conducteur électronique tel que ferro-silicium, graphite, magnétite, titane/MMO ou acier (vieux rails) entouré d’un mélange régulateur ou « backfill » constitué de poussier de coke qui permet de diminuer la résistivité autour des anodes et d’éliminer l’oxygène éventuellement formé.
Pour la protection par anodes galvaniques, il s’agit d’un alliage de zinc ou de magnésium entouré d’un mélange régulateur ou « backfill » constitué de bentonite et de sulfate de calcium. Les anodes en aluminium sont à exclure car les sols ne contiennent généralement pas assez d’ions chlorures pour éviter leur passivation qui conduit à une chute du débit du courant galvanique.
Des câbles électriques sont fixés sur la structure enterrée, et espacés régulièrement pour permettre des mesures de potentiel en surface, depuis un coffret de mesure.
Interactions avec des structures voisines
L’emplacement des anodes doit tenir compte de la présence éventuelle de structures métalliques au voisinage de celle à protéger. Une canalisation enterrée peut aussi être influencée (induction électromagnétique) par une ligne électrique sous très haute tension, proche et parallèle. Au niveau des défauts, l’acier mis au contact avec le sol peut alors se corroder. Dans ce cas, il faut mettre à la terre cette canalisation, généralement aux extrémités de sa partie parallèle à la ligne, tout en bloquant le passage du courant continu de protection dans la liaison ainsi créée.
Les voies ferrées alimentées en courant électrique sont également une source de perturbation de la protection cathodique des canalisations posées dans leur voisinage. Il est généralement nécessaire d’installer des « drainages » de courant vagabonds afin d’éviter toute fuite de courant depuis la structure à protéger vers le sol.