protection cathodique

La protection cathodique consiste à appliquer un potentiel électrique externe à une structure. Elle se pra­tique comme suit :

• application d’un potentiel et du courant en résultant à partir d’une source électrique externe ;
• emploi de métaux sacrificiels tels que le magnésium, le zinc ou l’aluminium, qui sont moins nobles que l’acier et produisent un courant galvanique protecteur du fait de leur dissolution sélective.

Cette forme de protection rend entièrement cathodique la structure métallique, qui ne pourra plus être cor­rodée tant qu’un potentiel suffisamment négatif est maintenu de façon à polariser entièrement la surface à protéger et à la maintenir dans la zone de passivité.

Son utilisation est envisageable :

• soit en présence de différents électrolytes (eaux plus ou moins salées, sols plus ou moins humides) ;
• soit lorsque plusieurs métaux sont au contact d’un même électrolyte.

Le critère de protection cathodique de l’acier généralement admis correspond à des valeurs de potentiel appliquées (mesurées à l’électrode cuivre-CuSO₄) comprises entre – 0,85 et – 1,0 V. La densité de courant est fonction de la surface métallique à protéger, par exemple :

• 60 mA · m^–2 pour une grille mécanique nue immergée dans l’eau de mer ;
• 5 mA · m^–2 pur une grille mécanique revêtue d’époxy ;
• 0,1 mA · m^–2 pour une tuyauterie revêtue de brai épikote ou des conduites dans un sol humide peu con­ducteur.

La prise de terre qui constitue l’anode est réalisée en matériau inattaquable, (ferrosilicium ou en titane pla­tiné) avec des densités de courant respectivement d’environ 0,1 A · dm^–2 et 10 A·dm^–2 de surface anodique. Les différences de potentiel mises œuvre sont de 5 à 10 V en eau douce et 1,5 à 2 V en eau de mer.

L’emploi d’anodes sacrificielles (tableau 5) est envisageable avec des structures immergées de géométrie simple ou si des raisons mécaniques limitent l’autre procédé (ex. : ponts des décanteurs raclés).

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Certaines considérations pratiques limitent l’emploi de la protection cathodique : l’application de poten­tiels trop élevés peut entraîner la production d’hydrogène élémentaire conduisant à une fragilisation des élé­ments, en particulier des alliages à haute résistance ; la zone d’efficacité de la protection cathodique est limitée : elle est déterminée par la géométrie des équipements et la conductivité de l’eau.