Pourquoi le revêtement et la protection cathodique se renforcent mutuellement
Est-ce qu'un bon revêtement rend la protection cathodique inutile ou, à l’inverse, que la protection cathodique peut remplacer un système de revêtement de qualité ? En réalité, les deux systèmes se renforcent mutuellement. Le revêtement constitue une première barrière physique entre l’acier et l’électrolyte. La protection cathodique assure ensuite une protection active aux endroits où le revêtement est endommagé, vieilli ou imparfait.
Pour les structures en acier enterrées ou immergées, la combinaison des deux constitue donc souvent la solution la plus fiable et la plus économique.
Un bon revêtement réduit le besoin en courant
La protection cathodique ne doit fournir du courant qu’aux parties de l’acier qui sont en contact électrique avec l’électrolyte. Plus le revêtement est performant, plus la surface réellement exposée est faible et plus le courant de protection nécessaire diminue.
Cela présente des avantages directs pour le dimensionnement du système de protection cathodique :
- la puissance requise plus faible pour le redresseur-transformateur ;
- le nombre ou taille des anodes réduits ;
- une consommation d’anodes plus faible ;
- une durée de vie du système prolongée ;
- des coûts d’investissement et d’exploitation réduits.
La conception tient donc compte de l’état attendu du revêtement et de sa dégradation sur l’ensemble de la durée de vie de l’installation. Un bon revêtement ne rend donc pas la protection cathodique superflue ; il la rend plus efficace.
Pourquoi un revêtement seul ne suffit pas
Aucun système de revêtement ne peut être garanti totalement exempt de défauts pendant plusieurs décennies. Des dommages peuvent apparaître lors du transport, du montage, du remblayage, de travaux de maintenance ou simplement en raison du vieillissement. De petites porosités ou des défauts locaux peuvent déjà suffire à exposer directement l’acier à l’électrolyte.
En présence de courants vagabonds, ces petits défauts peuvent devenir particulièrement critiques. Lorsque la quasi-totalité de la surface de l’acier est électriquement isolée par le revêtement, un courant continu externe ne peut s’échanger entre l’acier et l’électrolyte qu’au niveau d’un nombre limité de défauts.
Les zones où le courant quitte l’acier pour entrer dans l’électrolyte sont particulièrement critiques. C’est à ces endroits que se produit la dissolution anodique du métal. Plus la surface disponible pour la sortie du courant est faible, plus la densité de courant locale peut devenir élevée.
Un très petit défaut de revêtement peut ainsi subir localement une vitesse de corrosion beaucoup plus élevée qu’une grande surface d’acier uniformément exposée.
Faraday rend le risque concret
La relation entre le courant électrique et la perte de métal découle de la loi de Faraday.
Pour le fer qui se dissout anodiquement sous forme de Fe²⁺, un courant anodique continu de :
1 A pendant un an correspond à environ 9,13 kg de perte de fer.
Cela ne signifie pas que chaque ampère circulant dans une canalisation provoque automatiquement une telle perte par corrosion. Il s’agit spécifiquement du courant anodique qui quitte l’acier pour passer dans l’électrolyte.
La surface sur laquelle ce courant est réparti détermine ensuite le degré de concentration de la perte de métal. Si ce même courant s’évacue par un seul petit défaut de revêtement, la vitesse d’attaque locale peut devenir très élevée.
C’est précisément pour cette raison qu’un bon revêtement, à lui seul, n’offre pas une protection complète contre les interférences électriques ou la corrosion localisée.
Le revêtement et la protection cathodique sont complémentaires !
Les fonctions des deux systèmes sont différentes, mais complémentaires :
Le revêtement limite autant que possible le contact entre l’acier et l’électrolyte. La protection cathodique protège l’acier aux endroits où ce contact existe malgré tout.
Le revêtement réduit donc le courant de protection nécessaire, tandis que la protection cathodique compense les faiblesses inévitables du revêtement ainsi que sa dégradation future. Pour les structures critiques en acier enterrées ou immergées, cette combinaison constitue la base d’une stratégie de protection contre la corrosion robuste, efficace et durable.