Comprendre la corrosion
Pour comprendre le fonctionnement de la protection cathodique, il est nécessaire de connaitre les bases sur la corrosion.
Les bases de la corrosion
Pour mieux conceptualiser le phénomène de la corrosion, imaginez-vous une glace dans un verre d’eau plein. En laissant la glace dans l’eau qui se trouve a être plus chaude, celle-ci va fondre tranquillement et devenir complètement liquide pour devenir homogène à son environnement. Cette transformation survient, car l’eau transmet de l’énergie (température) à la glace qui va fondre et qui, elle aussi, aura un effet sur l’énergie (température) dans l’eau.
Ce concept est très similaire à celui de la corrosion. Or, à la place de fondre, les métaux se corrodent pour revenir à leur état d’origine. En effet, lors de la transformation des métaux dans leur état second, de l’énergie est utilisé. Cette énergie est absorbé par les métaux et devient une caractéristique de ceux-ci.
Étant donné que tous les métaux sont différents, chacun d’eux possèdent une énergie (activité électrochimique) unique. Pour connaitre l’activité électrochimique des métaux, il suffit de consulter la charte galvanique des métaux. Les métaux possédant une activité électrochimique négative sont nommés « actifs » et les métaux se trouvant près ou supérieur de 0 sont nommés « nobles ».
La protection cathodique
Avec ces connaissances de base sur la corrosion, il sera simple de comprendre les différentes méthodes de protection cathodique. Le but de la protection cathodique est de conserver les métaux dans leur état second et augmenter ainsi leur durée de vie utile. Pour se faire, il suffit de transférer de l’énergie aux métaux pour compenser l’énergie perdu. Pour reprendre l’exemple de la glace, l’énergie utilisé est la température et il suffit de mettre la glace dans un environnement froid pour qu’elle conserve son état solide.
La corrosion est le résultat de perte d’énergie du métal comme mentionné précédemment. Cette perte d’énergie peut être causé par plusieurs facteurs qui ne seront pas tous discutés dans cet article. Or, un des facteurs les plus répandue est la différence de potentiel entre 2 métaux en continue. En se basant sur la charte galvanique des métaux, si un métal noble (cuivre) est en contact direct avec un métal actif (magnésium), le métal actif va transférer son énergie au métal noble ce qui résultera à l’apparition de corrosion sur le métal actif (magnésium).
Il existe plusieurs méthodes permettant la protection contre la corrosion. La plus connu est l’utilisation d’anodes sacrificielles qui, comme le mentionne dans son nom, se sacrifie pour permette la protection du métal. Une autre méthode moins connue, mais tout autant efficace est la protection à courant imposé. Cette méthode est semblable à l’utilisation d’une anode sacrificielle, mais utilise une source de courant externe pour augmenter son efficacité.
Anodes sacrificielles
Les anodes sacrificielle sont composés de métaux plus actif que les métaux de la structure désirant être protégés. Ayant une nature plus actif et étant en contact avec la structure, l’anode va transmettre son énergie (électrons) à la structure pour compenser la perte qu’elle subit. En transmettant son énergie, l’anode sacrificielle va se consommer pour permettre à la structure de ne pas corroder.
La plupart des anodes sacrificielles sont composées de Magnésium, de Zinc ou d’Aluminium, les métaux ayant l’activité électrochimique la plus négative (les métaux les plus actifs) dans la charte galvanique. Ces anodes sont très utiles pour protéger des structures métalliques submergées, mais ont une efficacité très limité en protégeant un rayon de quelques pieds par anodes.
Anodes à courant imposés
Les anodes à courant imposés sont semblable aux anodes sacrificielles, mais utilisent une source de courant externe pour augmenter leur efficacité. En projetant du courant dans l’anode, celle-ci rayonne et protège une plus grande superficie.
Les anodes à courant imposés ont plusieurs avantages sur l’anode sacrificielle telles qu’une meilleure efficacité et une plus longue durée de vie. En effet, constitué de matériaux plus nobles (carbon, fer, platine, aluminium, plomb d’argent, polymère…), l’anode à courant imposé se détériore moins rapidement que l’anode sacrificielle et supporte de plus grandes charges de courant et de voltage.
Un autre avantage de l’anode à courant imposé est l’économie d’argent. En effet, étant donné qu’une anode protège une plus grade superficie, moins d’anodes sont nécessaires pour protéger les grandes surfaces. Par contre, comme ces anodes utilisent une source de courant externe, un coûts est relié à l’utilisation de celles-ci en lien avec l’électricité utilisé.
Pour en connaitre d’avantage sur la corrosion ou les différents type de protection cathodique, nous vous recommandons de lire les articles suivants :