Brevet FR2025221A1 — publié le 19700904

La présente invention a trait à la protection des structures sous-marines et, en particulier, à la prévention'des dégradations provoquées par les organismes marins et la corrosion vis-à-vis de telles structures. Par les termes de Ustructures sous-marines" tels qu'utilisés ci-contre, se trouvent être désignées tout å la fois des structures du type statique, comme par exemple les pontons, les appontements, les portes d'écluses et autres installations analogues, ainsi que les structures mobiles, comme par exemple les coques de navires-com- portant des surfaces qui sont normalement immergées dans l'eaux et qui sont susceptibles d'erre replacées en cale sèche pour procéder à des travaux d'entretien et de réparation. Les structures en question peuvent être immergées soit dans de l'eau salée, soit dans de l'eau douce. Par le passé, la sauvegarde des structures sous-marines k l'encontre des attaques tant de la faune que de la flore, comme par exemple la prolifération des crustacés (bernard-l'ermite) et des algues, était entreprise à l'aide de peintures biocides. L'effet des revêtements en question dépend de l'aptitude à la dissolution de l'un ou plusieurs de leurs constituants sous la forme de prod-uits toxiques vis-a-vis de l'organisme, ou organismes, d'attaque que l'on veut empOcher de voir proliférer à la surface de la structure sousmarine.Toutefois, l'efficacité de tels revêtements, en particulier pour ce qui concerne leur effet à longue échéance, se trouve entre limitée par plusieurs facteurs, dont le plus important est constitué par la vitesse de dissolution des toxines ; il s'agit la d'un phénomène incontrôlable, bien que le revêtement biocide ne soit uniquement mis à contribution que lorsque la structure se trouve mettre à l'état statique, ou lorsqu'elle se déplace très lentement. Les systèmes actuellement disponibles pour lutter contre les phénomènes précités de dégradation, par exemple l'utilisation d'un système cathodique anti-corrosion, de même que la peinture à base de cuivre destinée à contrer lesdites dégradations, offrent une durée de vie utile d'environ un an. La dégradation des structures statiques, telles que les pontons, les appontements, les écluses et autres installations analogues, bien qu'invisible à marée basse, ne présente pas généralement une importance suffisante pour justifier, du point de vue économique, le traitement de leurs surfaces Mais dans le cas des bateaux en particulier, l'encrassement de la partie de la coque située au-dessous de la ligne de flottaison dénature ses caractéris tiques hydrodynamiques, entravant de 1* sorte l'avance du bateau dans l'eau.Ceci appelle deux remarques. 10) Une puissance supérieure s'impose et, en conséquence, une plus grande quantité de combustible doit être consommée de manière à maintenir une vitesse donnée. Ceci concerne essentiellement, mais non exclusivement, la flotte de la marine marchande. 20) Etant donné que la puissance totale développée par-une coque donnée dépend de la puissance installée des moteurs, indépendamment de leur type, la vitesse maximale du navire sren trouve être négativement affectée, ce qui peut contribuer à la freiner de plusieurs noeuds. Ceci concerne au premier chef la marine de guerre et autres bâtiments rapides. Les systèmes couramment disponibles présentent une longévité utile d'environ un an. s la fin de ladite période, et dans le cas drun bateau de la marine marchande il devient nécessaire à la lumière des frais de consommation accrus de combustible, d placer le bateau en cale sèche afin de le débarrasser de tout encrassement, ainsi que de procéder å la protection des tôles éventuellement corrodées. I1 est admis que lorsqu'un bateau se déplace il est pratiquement mis 'a l'abri de tout risque d'encrassement ; en conséquence, les mesures destinées à y parer ne stimposent que lorsqu'il se trouve être immobilisé, par exemple à quai ou au mouillage, alors que la protection anti-corrosive s'impose lorsque le bateau fait route sur l'eau. La présente invention consiste, d'une part, dans l'élaboration d'un procédé de protection des structures sous-marines contre toutes dégradations provoquées par les organismes marins, de même que contre la corrosion, ledit procédé comportant l'application d'un revêtement basé sur un alliage de zinc et d'aluminium, contenant- de 0,3 à 50 % d'aluminium. Le revêtement en question est appliqué de préférence par pulvérisation à la flamme. La présente invention consiste, d'autre part, dans l'élaboration d'un procédé de protection des structures sous-marines contre toutes dégradations provoquées par les organismes marins ou les effets de la corrosion, ledit procédé comportant l'application sur ladite structure d'un revêtement en alliage de zinc et d'aluminium, conteant de 0,3 à 50 % d'aluminium, en vue de procéder, à l'aide de evursEts anodiqus, st la dissolution dudit revêtement par appli- cation extérieure d'un potentiel électrique, tout en mettant fin audit processus de dissolution lorsqu'il n'y a plus-lieu~de redouter la poursuite de l'encrassement par les organismes marins. Le potentiel appliqué oit être de préférence suffisant que pour émettre un flux de courant de l'ordre de 2 à 12 microampères par centimètre- carré de structure à protéger. Le flux d courant doit être idéalement réglé entre 6 et 10 microampères par centimètre carré. On a découve-rt que l'un des alliages particulièrement utile était constitué par du Zn-Al eutectique, lequel se compose de- 95 f de zinc et de 5 % d'aluminium, les deux étant exprimés en pourcentages pondéraux. Afin d-'arrêter toute dissolution supplémentaire du revêtement, par exemple lorsque le bateau fait route, un potentiel-cathodique est appliqué audit revêtement, de telle façon-que ledit potentiel du revêtement s'établisse à environ -1100 à-1200 millivolts en fonction d'une électrode d'argent-chlorure d'argent. Lorsqu'on désire poursuivre la dissolution du revêtement, comme par exemple lorsque le bateau se trouve être immobilisé, le zinc est rendu anodique. Dans les conditions précitées, le potentiel est réglé approximativement à 1050 millivolts en fonction d'une électrode d'argent-chlorure d'argent, le zinc se dissolvant~alors en vue de susciter un milieu toxique pour -les organismes marins contribuant à l'encrassement. Les circuits électriques nécessaires pour obtenir la tension voulue sont bien connus dans la technique relative à la protection cathodique des coques de navires. La présente invention sera maintenant décrite plus en détail en référence au dessin ci-antexé, sur lequel La figure représente l'appareil utilisé pour la mise en oeuvre de la présente invention. Le revêtement Etant donné qu'un bateau est susceptible d'être immobilisé pendant de longues périodes, il est souhaitable que le revêtement ne se polarise pas et, en conséquence, cesse de se dissoudre, en moins de trois mois dans un milieu marin. Ce système est évidemment impraticable, en fonction du temps exigé, pour établir la preuve ex périmentale d'un revêtement. En conséquence, on a eu recours à un esszz eeregistrant le temps de polarisation dans un mélange salin de type synthétique.Il a été établi, au moyen d'essais comparatifs directs qu'un échantillon de plaque pourvue d'un revetement se polarisant en huit heures - et qui cesse par conséquent de se dissoudre exigeait un mois pour se polariser, selon les résultats d'un essai équivalent entrepris dans un port s'ouvrant sur la mer. L'essai entrepris est effectué de la manière suivante, le circuit utilisé étant basé sur le circuit décrit dans la revue de l"'Electrochemistry" par E.C. Potter, éditée par la Cleaver-Hulme Press, 1956, page 190. L'appareil en question est illustré sur la figure . Les deux moitiés de la "cellule' d'essai lA et 1B sont reliées ensemble par l'intermédiaire d'un pont de sel 1C associé à de l'agar-agar, l'anode en platine 3 se trouvant dans le compartiment 1B, et l'échantillon d'essai 4 se trouvant dans le compartiment lÀ. L'échantillon en question est en général constitué par une petite pièce ou élément de 1 cm X 1 cm approximativement, découpée dans une plaque d'acier dotée dtun revêtement. Le conducteur requis est soudé à l'acier, et toutes les surfaces, à la réserve de la surface d'essai dotée d'un revêtement, sont ensuite recouvertes avec un revêtement d'isolation hydrofuge. Le courant appliqué est fourni par la cellule 6 ; ledit courant est commandé de la manière suivante. L'interrupteur S1 est réglé pour mettre hors circuit la résistance R1, l'interrupteur S2 étant destiné à mettre en circuit le micro-ampèremètre 7. Grâce aux résistances variables R2 et R3, le courant se trouve être réglé sur 10 microampères par centimètre carré de l'échantillon. L'interrupteur S1 est ensuite fermé, la résistance variable R1 étant réglée de telle sorte qu'une moitié du courant passe à travers elle, l'autre moitié passant à travers l'ampèremètre. L'interrupteur S2 est ensuite ouvert, mettant ainsi hors circuit l'ampèremètre. Le potentiel anodique effectif est mesuré par ltenregistreur 8, lequel se trouve être étalonné par le voltmère 9. Le potentiel est nesure- entre l'échantillon d'essai 4 et l'électrode de référence 5 en argent-chlorure- d'argent. L'enregistreur trace sur une feuille de papier toutes les variations de potentiel entre l'échantillon et l'électrode de référence ; grâce à l'interrupteur S3, le voltmètre peut être mis en circuit, les millivolts effeetifs amenant la déviation du style ou curseur sur ltenregistreur pouvant entre alors mesurés, afin de pouvoir étalonner le graphique. Le temps exigé à partir de la mise en route du système jusqu'à la polarisation du revêtement se trouve titre déterminé en comparant la longueur du graphique, laquelle enregistre la tension non polarisée, avec la vitesse linéaire connue dudit gra phique. Dans les conditions d'essai susmentionnées, les temps de polarisation respectifs des échantillons dotés d'un revêtement par pulvé- risation à la flamme avec des alliages (composés de métaux d'une grande pureté) et contenant les pourcentages pondéraux d'aluminium suivants, lorsqu'ils sont soumis à un essai dans un électrolyte préparé par dissolution de 30 g de chlorure de sodium et de 7,5 g de carbonate de sodium dans un litre d'eau s'établissent comme suit t Alliage Temps de polarisation Zn li 99 7 0,3 5 jours 99,5 0,5 34 jours 97,0 3,0 au-delà de 44 jours 95,0 5,0 au-delà de 30 jours 93,0 7,0 au-delà de 40 jours 90,0 10,0 39 jours 78,0 22,0 au-delà de 44 jours 65,0 35,0 au-delà de 28 jours Aux fins de comparaison, un temps diolarisation de 180 heures en laboratoire correspond à une période d'environ deux ans dans un milieu marin courant. Divers variantes sont susceptibles d'etre apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention. REVENDICATIONS I - Pro d Procéd rote?e des structures sous-marines contre les souillures et autres ddgradaiions provoquées par les organismes marins, ainsi que contre la corrosion, consistant dans l'application d'un revêtement en alliage de zinc-aluminium, contenant entre 0,3 et 50 % d'aluminium, sur une partie au moins dela surface de la structure sous-marine, ledit revêtement étant susceptible d'être dissous par des courants anodiques en vue d'obtenir une couche ou pellicule de produits de dissolution tout autour de la surface de ladite structure sous-marine, lesdits produits servant à empêcher ou à parer à la prolifération des organismes marins sur ladite structure. 2 - Procédé suivant la revendication 1, dans lequel ledit revêtement est constitué par un alliage de zinc-aluminium contenant environ 95 5' de zinc et 5 % d'aluminium approximativement. 3 - Procédé, suivant les revendications 1 ou 2, dans lequel ledit revêtement est appliqué par pulvérisation à la flamme d'une poudre d'alliage à la surface devant être protégée. 4 - Procédé de protection des structures sous-marines contre les souillures et autres dégradations provoquées par les organismes marins, ainsi que contre la corrosion, consistant dans la.dissolu- tion d'un revêtement par des courants anodiques, suivant les revendications 1, 2 ou 3, au moyen d'un potentiel électrique appliqué extérieurement, lorsqu'il y a lieu de redouter des dégradations causées par les organismes marins. 5 - Procédé, suivant la revendication 4, dans lequel le potentiel appliqué suscite un flux de courant de l'ordre de 2 à 10 microampères par centimètre carré de surface revêtue. 6 - Procédé suivant la revendication 5, dans lequel le flux de courant est réglé entre 6 à 10 microampères par centimètre carré de surface revêtue. 7 - Procédé suivant la revendication 4, dans lequel toute dissolution supplémentaire se trouve être arrêtée, par inversion du potentiel appliqué, lorsque la structure sous-marine ne risque plus d'être encrassée. 8 - Structure sous-marine comportant des surfaces dotées d'un revêtement, selon le procédé revendiqué dans les revendications 1, 2 et 3.