Ce n'est qu'à partir d'une certaine valeur de courant que le potentiel nécessaire est atteint. Pour réaliser la protection cathodique des canalisations enterrées en acier, il suffira donc:
• 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 (sacrificielle)
Principe: on crée un couple galvanique dont la canalisation métallique sera la cathode de la pile et l'anode un métal choisi pour son potentiel plus électronégatif (magnésium, aluminium, zinc). • 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)
Principe: l'abaissement de potentiel des canalisations à la valeur voulue est obtenu en connectant le réseau, en un ou plusieurs de ses points, au pôle négatif d'une source électrique de courant continu.
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5-2002: Cathodic protection of metals – Part 5: Steel in concrete structures, Standards Australia
NF A05-611 (Août 2007, annulée le 6 mars 2013): Protection électrochimique contre la corrosion – Protection cathodique des armatures du béton – Ouvrages enterrés et immergés.
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Les ballons d'Eaux Chaudes Sanitaires sont par définition le lieu ou installer des Protections Cathodiques. En effet les contraintes de température, l'oxygénation continue de l'eau sans cesse renouvelée, l'agressivité de certaines eaux ou au contraire les dépôts calcaires vont générer un milieu très corrosif conduisant souvent rapidement au percement des ballons ou à la contamination de l'eau par des oxydes de fer, sans parler des contamination bactériennes sous dépôt. La Protection Cathodique est la solution qui va permettre de bloquer l'oxydation des parois. Etape 1
La photo ci-contre montre le cas typique d'un début de corrosion dans un ballon d'Eau Chaude Sanitaire malgré la présence d'un revêtement. En effet, du fait du coefficient de porosité qui n'est jamais nul, quelque soit la qualité de l'application ou le type d'enduit, l'eau finit toujours par entrer en contact avec l'acier des parois ce qui génère la corrosion de ce dernier. Cette corrosion se traduit par un cloquage du revêtement et l'apparition de piqûres de rouille dans le ballon.
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Des études conduites par l'US Navy et en Europe à partir des années quarante ont démontré l'importance de la pureté du zinc utilisé pour les anodes galvaniques et ont conduit au développement d'alliages spécifiques pour la protection cathodique en eau de mer de 1955 à 1960. Le développement de la protection externe des bacs de stockage, des casings de puits et de l'intérieur de capacités a suivi. Les anodes d'aluminium ont remplacé progressivement celles de zinc et de magnésium en eau de mer (réduction des coût):
Etudes sur Al-Zn à partir de 1945
Développement des anodes Al-Zn-Hg aux USA (1956) et en France (1959)
Al-Zn-In a remplacé Al-Zn-Hg à partir des années soixante-dix. Les premières anode-bracelets (« segmentées ») ont été installées sur des sea-lines dans le Golfe du Mexique en 1957. En 1969, Les premières anode-bracelets en demi-coquilles ont été installées en Mer du Nord. Pour les anodes à courant imposé:
Anodes Fe-Si en 1955
Alliages de plomb (1965), anodes Ti platiné à partir de 1966 (en eau de mer)
Ti revêtu Mixed Metal Oxides (MMO) à partir de 1980.
Courant imposé: Le courant est fourni par un générateur de courant continu tel qu'un transformateur-redresseur. Le pole négatif est relié électriquement à la structure à protéger et le pole positif à des anodes telles que le graphite, le ferrosilicium ou les anodes en TiMMO. Le critère de potentiel peut étre plus négatif que -850 mV en présence de bactéries sulfato-réductrices ou moins négatif en fonction de la résistivité des sols. Toute structure métallique enterrée ou immergée dans un électrolyte conducteur (eaux, sols, etc) peut étre protégée cathodiquement. Les applications de la protection cathodique sont: les canalisations, les navires, l'acier dans le béton, les surfaces internes des réservoirs, etc...
Aux USA, l'extension de ces méthodes est due aux règlements sur l'intégrité publiés par le DOT en 2001, entraînant la méthodologie ECDA (External Corrosion Direct Assessment) de la NACE.
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