La protection cathodique
Le principe de la protection cathodique est de coupler le métal des ouvrages avec un alliage métallique moins noble pour former une pile de corrosion. Le métal moins noble constitue l’anode du couple galvanique et subit une corrosion accélérée tandis que la dégradation de la structure à protéger, qui constitue la cathode, subit une dégradation très fortement ralentie. Les anodes sont généralement constituées d’un alliage à base aluminium, de zinc et d’indium (l’aluminium représente plus de 90 % de la masse de l’anode) et leur durée de vie est estimée à 15 ans. Cela nécessite de renouveler régulièrement l’ensemble des protections établies sur les structures. La protection des ouvrages portuaires est utilisée dans les différentes structures, que ce soit les grands ports maritimes, les sites de construction navales, les ports de plaisance ou de pêche.
Les anodes sacrificielles utilisées sont généralement constituées d’un alliage à base aluminium (Al > 90 %), de zinc (3% < Zn < 4 %) et d’indium (In < 0,02 %). La durée de vie de ces anodes est estimée à 15 ans. Cela nécessite de renouveler régulièrement l’ensemble des protections établies sur les structures métalliques portuaires. Cette méthode de protection est utilisée dans tous les types d’espaces portuaires, que ce soit les grands ports maritimes, les sites de construction navales, les ports de plaisance ou de pêche. Au regard de la quantité d’anodes nécessaires à la protection des infrastructures d’un port tel que le Grand Port Maritime de La Rochelle, la quantité de produits de corrosion issus de la dégradation des anodes semble donc considérable. Cependant, la durée de dissolution étant importante et les masses d’eau concernées, toujours renouvelées, cette quantité de produits de corrosion semble représenter un flux de masse métallique négligeable. La question de l’impact sur l’environnement marin de la protection cathodique se pose néanmoins.
Des études scientifiques et des projets de recherches sur la protection cathodique ont déjà été mis en place, notamment avec le projet CEMAR PC (Corrosion Electrochimique Maritime – Protection Cathodique) qui a impliqué les quatre plus grands ports maritimes de France, des professionnels du domaine maritime et des ouvrages métalliques ainsi que des laboratoires, et en particulier le LaSIE (La Rochelle). Ce projet collaboratif, terminé en 2013, avait pour objectifs (entres autres) :
- D’estimer les risques de corrosion liés à la rupture de la protection cathodique,
- Améliorer les procédures de dimensionnement / d’efficacité de la protection cathodique en site marnant,
- De caractériser les dépôts susceptibles des se former à la surface des aciers afin de comprendre et d’anticiper leur influence sur les processus de corrosion et de protection.
Une autre étude a été menée au port de Calais avec le programme TALINE (Transfert d’éléments métalliques constitutifs d’anodes galvaniques Aluminium Indium vers l’Environnement). Elle a permis notamment d’identifier la forme du précipité des espèces dissoutes provenant des anodes sacrificielles (un hydroxychlorosulfate hydraté), mais également que les études bioaccumulation avec la moule Mytilus edulis et l’éponge de mer Hymeniacidon perlevis indique que l’aluminium (composé principal des anodes) n’est pas le composé le plus présent retrouvé dans les deux espèces marines mais plutôt le zinc et l’indium. Ces projets ont donné lieu, entres autres, à trois publications scientifiques : Caplat et al., 2020 ; Refait et al., 2015 ; Refait et al., 2013.
D’autres études sur la protection cathodique ont été réalisées, que ce soit au LaSIE (Deborde et al., 2015) sur l’impact de la dissolution des anodes sur les concentrations d’éléments traces dans l’eau de mer, ou par exemple l’influence de la protection cathodique sur la protection du patrimoine culturel subaquatique (Bethencourt et al., 2018).
