La Protection Cathodique pour la maîtrise de la corrosion ... Rencontre 14... · La Protection Cathodique pour la maîtrise de la corrosion des armatures des constructions en béton

CENTRE FRANÇAIS DE L'ANTICORROSION Commission «Construction-Bâtiment»

La Protection Cathodique pour la maîtrise de la corrosion des armatures

des constructions en béton : Courant imposé et Anodes galvaniques

Ingénierie de Maintenance du Génie Civil

Paris 23 mars 2012

La Protection Cathodique pour la maîtrise de la corrosion des armatures des constructions en béton : Courant imposé et Anodes galvaniques

Objectifs de la journée

Faire le point des connaissances pratiques et des applications de ces techniques

Présenter le travail effectué par le Cefracor sur les « Anodes galvaniques pour le traitement de la corrosion des armatures des constructions en béton »

Provoquer la discussion en montrant notamment que tout le monde est concerné : M.O., Prescripteurs, Entreprises, Bureaux d’étude, Chercheurs.


des constructions en béton Courant imposé et Anodes galvaniques

• Rappels sur les processus de corrosion des armatures

• La Protection cathodique du béton armé

• Conclusions : points clés

4


des constructions en béton Courant imposé et Anodes galvaniques




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DEGRADATION

TEMPS

Etat limite de service

Défauts détectables

Défauts visibles

Induction de la corrosion Croissance

DEGRADATION

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Défauts visibles


O2 Cl- CO2 H2O

DEGRADATION

TEMPS



Défauts visibles


O2 Cl- CO2 H2O

DEGRADATION

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Défauts visibles


O2 Cl- CO2 H2O

Diagnostic

DEGRADATION

TEMPS



Défauts visibles


Réparation, méthodes électrochimiques

DEGRADATION

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Défauts visibles


? 24/06/2010 11 Rencontre Cefracor N°13

Les processus de corrosion

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cathode

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cathodeCourant de corrosion


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Variation du potentiel: polarisation

Raupach 1994

Le béton

Cas courant d’un

béton soumis à

la pluie, aux

éclaboussures,

aux sels de

déverglaçage,….

.

Les effets de la corrosion

• Formation de fissures

• Taches de rouille

• Eclats, épaufrures

• Perte de section

• Perte de capacité portante




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La protection Cathodique

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Protection cathodique


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Protection cathodique du béton armé : deux méthodes

• Courant imposé

• Anodes galvaniques

I corr

- + Courant imposé

Cathode Anode

Milieu conducteur :

Béton

i

I corr

Cathode

Anode

Anodes galvaniques

Zn Zn 2+

+ 2 e-

i

Milieu conducteur :

Béton

Protection cathodique du béton armé Caractéristiques électrochimiques

Densité de courant :

•Prévention : 0,2-2 mA/m2

•Protection: 2-20 mA/m2

Polarisation

Potentiel (off): −720 mV /Ag/AgCl/0,5 M KCl

Indicateur

Potentiel

t

Potentiel de protection

Potentiel off

Dépolarisation

> 100 mV en 24h

Potentiel de corrosionVariation de potentiel > 300 mV

Protection cathodique du béton armé Réactions annexes

Aux armatures: production d’OH-

Aux anodes: acidification, ↑Cl2

Au sein du béton : migrations d’ions

Dégagement d’hydrogène, (Alcali réaction)

Principales étapes

• Sélection du procédé de la réparation

• Conception, dimensionnement

• Mise en œuvre

• Contrôles

• Les hommes : la certification

Sélection du procédé de la réparation

• Reprise des épaufrures

• Reconstitution du parement

• Béton projeté

• Déchloruration, réalcalinisation

• Inhibiteurs


ou galvanique

• Normes : NF EN 1504, NF EN 12696, CEN/TS 14038-2, CEN/TS 14038-1

Principales étapes



• Mise en œuvre

• Contrôles


Conception, dimensionnement

• Assurer une distribution homogène et suffisante de la densité de courant en tous points du réseau d’armatures

• Risques de sous protection, et de surprotection

D’après Pedefferri

•Forme des anodes, position •Résistance électrique du béton •→Anodes surfaciques, discrètes

Source : Pedefferri

Principales étapes



• Mise en œuvre

• Contrôles


Mise en œuvre Courant imposé

• Repérage des zones • Purge des bétons dégradés • Mise en place des électrodes de référence • Reconstitution du ferraillage • Vérification de la continuité électrique des armatures • Réalisation des connections • Préparation du support (reconstitution de l’enrobage,....) • Installation du système anodique et contrôles courts circuits • Béton ou mortier projeté (contrôles adhérence) • Connections et câblage • Mise en fonctionnement par zones • Contrôles

NF EN 12696

Principales étapes



• Mise en œuvre

• Contrôles


Contrôles

• La protection offerte par la protection cathodique ou galvanique doit être contrôlée à intervalles réguliers

• Courant

• Dépolarisation (électrodes incrustées):critère performant

• Potentiel

• Courant imposé : NF EN 12696 (3 critères)

• Anodes : ?

Principales étapes



• Mise en œuvre

• Contrôles


Les hommes : la certification Quelques définitions

• Compétence: Capacité du personnel de réaliser des tâches à certains niveaux bien définis et dans des secteurs d'application bien définis suivant un référentiel établi.

• Qualification: Démonstration de la compétence du personnel par une procédure autre que tierce partie. Elle peut être réalisée par la compagnie pour laquelle le personnel travaille.

• Certification: Démonstration de la compétence du personnel par une procédure tierce partie conduisant à la délivrance d'un certificat. Les procédures de certification sont suivant l'EN ISO/IEC 17024

•Le CFPC opère sur la base de EN 15257 depuis 2009.

•4 Secteurs d’application: Terre, Mer, Béton, Internal Surfaces.

•4 niveaux de compétence: 1S, 1, 2 et 3 (1S introduit en 2010 pour les plongeurs)

•Opérationel aussi en Anglais pour les niveaux 3 pour tous les secteurs et niveaux 1 et 2 pour le secteur mer.

Situation actuelle en France

Géré par le CEFRACOR CERTIFICATION depuis Juillet 2011.

Accréditation COFRAC en cours.

• Secteur Terre:

– Centre d’Examen : Compiègne (GRTGaz)

• Secteur Mer:

– Centres de Formation et d’Examen implanté à Brest (IFREMER) avec le support financier des autorités locales, maitrise d’oeuvre assurée par l’ Institut de la Corrosion.

– Equipement : un laboratoire, des réservoirs d’eau de mer, permettant des mesures sur de petits échantillons et une structure en acier instrumentée, partie d’un port, équipée en PC par courant imposé.

France

Niveaux de certification

Niveau 1S : mesures de routine simples en protection cathodique

Niveau 1 : mesures courantes en protection cathodique

Niveau 2 : Etude, conception et réalisation d'installations de protection cathodique et vérification de leur efficacité

Niveau 3 : Expertise dans le domaine de la protection cathodique

La certification en PC

• C’est une garantie pour le donneur d'ordre. De plus en plus fréquemment, les cahiers des charges imposent une certification de la compétence du personnel intervenant tant en installation qu'en inspection et maintenance.

• C’est une reconnaissance officielle de la compétence des spécialistes et experts en protection cathodique.

Certification

• Elle concerne :

• Les entreprises (conception, dimensionnement, mise en œuvre) --- organismes professionnels

• Les bureaux de contrôle

• Mais aussi les maitres d’ouvrage (publics privés), car le système doit pouvoir être préconisé, puis être contrôlé pendant sa vie effective

Le secteur béton prépare actuellement le niveau 1 3 certifiés de niveau 3

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des constructions en béton : Courant imposé et Anodes galvaniques

Ingénierie de Maintenance du

Génie Civil

Paris 23 mars 2012

Points clés

Points clés PC par courant imposé et anodes galvaniques

La PC est une technique effective pour stopper la corrosion des armatures, même en milieu à forte teneur en chlorures

Elle ne se limite pas aux surfaces endommagées, mais agit également en prévention

Les coûts d’installation sont importants, mais le bilan doit être fait à la fin du cycle de vie de l’ouvrage

La PC demande un contrôle régulier, qui ne doit pas se limiter à une simple inspection visuelle, mais nécessite des mesures et enregistrements périodiques, dont l’organisation et les coûts doivent être pris en compte

Il existe un large choix de procédés

Pour certains, la durée de vie des composants (anodes) est limitée

Les critères de performance sont complexes et l’efficacité finale du système dépend de la conception, de la mise en œuvre, et de la maintenance

Points clés PC par courant imposé et anodes galvaniques

• Ces méthodes doivent être préconisées, conçues, mises en œuvre et contrôlées par un personnel certifié.

→Reste à faire :

• Retour d’expérience: inventaire, fonctionnement, durabilité, évaluation des performances, ….

• Recherche et modélisation

Merci de votre attention et bonne journée…………

Je ne suis pas certain que vous avez mis la bonne tension, Albert !!!!

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