Brevet FR2355285A1 — publié le 19780113

On sait que le problème de la détection préventive de la corrosion dans les conduites ou dans les canalisations enterrées est extrêmement difficile a résoudre. D'une façon générale, on cherche à éviter l'apparition de la corrosion par des mesures de protection. L'une de ces mesures consiste a entourer un ensemble enterré, par exemple la canalisation, d'une ou plusieurs couches chimiquement et electrique- ment isolantes, par exemple de la matière plastique ou surtout des brais ou bitumes. L'autre mesure principale, allant de paire avec la première, consiste è realiser une protection cathodique en mettant le pble négatif d1un générateur continu en liaison avec la canalisation pour créer entre la canalisation et la terre une dif férence de potentiel de protection cathodique. D'une façon générale, la tension de protection catho dique doit être comprise dans un intervalle assez précis allant en gros de 850 à 1200 millivolt. Si la tension est insuffisante, la corrosion anodique apparaît Si elle est trop importante, le métal se fragilise en raison d'une production d'hydrogène, L'expérience prouve cependant que quelles que soient les précautions prises, il se produit à la longue des points de corrosion dans certains emplacements de la canalisation, et cette corrosion progresse avec le temps jusqu'à mettre la canalisation ou l'element enterre hors d'usage. I1 est donc important de pourvoir repérer les points de corrosion, et, si possible, estimer leur degré de gravité, de façon a intervenir préventivement et éviter des accidents ou des détériorations importantes. Les techniques utilisées à cet effet jusqu'a-présent comprennent plusieurs stades Le premier consiste a détecter exactement le tracé de la canalisation, si on nelè connaît pas, et cette détection s'effectue en injectantdans la canalisation un signal électrique alune fréquence déterminée, par exemple de l'or- dre de 20 Hz à 10 XiloHz et simultanément en repérant le tracé de la canalisation en déplaçant a son voisinage des capteurs de champs magnetiques pour déterminer la verticale de la canalisation par des méthodes connues ou encore à effectuer des mesures de tension en considérant que la canalisation se comporte comme un condensateur. Ces mesures peuvent etre par exemple effectuées a l'aide d'appareils tels que ceux--vendus par la déposante sous l'appellation : Système de contrôle et de surveillance des canali- sations et câbles enterrés ou immergés SCP 301, SC003-S, SCP 103 TA. Le stade suivant consiste à localiser les points de fuite électrique de la canalisation. En effet, en un emplacement où il existe une fuite électrique de la canalisation, laquelle se trouve sous tension alternative d'un des générateurs des appareils précités, il s'ajoute, à la différence de potentiel existant entre la canalisation et la terre du comportement capacitif de la canalisation, une différence de potentiel supplémentaire due à la résistance ohmique dans la zone de fuite.Pour détecter ces points de fuite électrique1 il est alors nécessaire d'effectuer le long de la canalisation une pluralité de mesures de différences de potentiel entre la canalisation et le sol avoisinant, ce qui peut s'effectuer en plaçant une électrode sur le sol à la verticale du point présume de fuite et une autre électrode sur le sol, soit axialement, soit transversalement écartée de la première d'une distance de l'ordre de 3 à 10 m pour mesurer la différence de potentiel relevée, cette différ-ence de potentiel étant comparée à la différence de potentiel normale qui devrait exister s'il n'y avait pas de fuite. Lorsque l'on a effectué toutes ces mesures sur le trace de la canalisation, on relève les fuites sur un graphe. Ceci ne donne cependant pas à coup sur les points de corrosion, car il existe un grand nombre de points de fuite électrique au niveau desquels la canalisation se trouve néanmoins pro tétée par protection cathodique et où aucune corrosion n'apparaît. I1 est donc nécessaire de mesurer périodiquement-, par exemple tous les six mois ou tous les ans, les potentiels aux differents points de fuite initialement relevés et de voir s'il existe une évolution par accroissement de la différence de potentiel, ce qui signifie l'existence d'une corrosion réelle. Ce procédé est relativement efficace, mais présente évidemment l'inconvénient de nécessiter une surveillance s ' étalant dans le temps et de ne pas permettre de déterminer initialement avec certitude si le point de fuite électrique relevé est un point de corrosion ou non. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un procédé susceptible d'être mis en oeuvre de façon simple et rapide et de donner des renseignements précis sur la nature des points de fuite électrique permettant ainsi la détection immédiate des points de corrosion. L'invention se propose également de fournir un dispositif peu onéreux permettant la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention a pour objet un procédé de détection de points de corrosion sur une pièce métallique ou une canalisation métallique enterrée, dans lequel on localise, si nécessaire, la pièce, la canalisation ou conduite enterrée et on localise les points de fuite électrique, caractérisé par le fait que la canalisation étant sous tension de protection cathodique, on effectue une mesure exacte de la différence de potentiel existant entre le point du sol situé à la verticale du point de fuite et un point du sol éloigné d'une distance déterminée, disposée de préférence latéralement par rapport -au grand axe de la pièce ou de la canalisation enterrée pour déterminer ceux des points de fuite présentant la plus faible différence de potentiel ainsi mesurée, et qui constituent alors des points de corrosion probables, et/ou après avoir supprimé la protection cathodique pendant une durée au moins. égale à 3 jours, on effectue entre un point du sol situé sensiblement~à la verticale du point de fuite et un point du sol éloigné de préférence transversalement par rapport au grand axe de la pièce ou de la canalisation, une mesure pour déterminer le sens de la différence de potentiel entre ces deux points, le point de fuite étant alors considéré comme un point de corrosion à haut degré de certitude si la différence de potentiel a un signe tel qu'il se présente comme une anode par rapport à l'autre point du sol. Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, la mesure exacte du potentiel est effectuée sur les points de fuite avant la mesure du sens du potentiel, et l'on n'effectue ensuite la mesure du sens du potentiel qu'aux points de fuite ayant présenté un potentiel particulièrement bas. Toutefois, dans une variante particulière de l'invention, on peut effectuer uniquement la mesure exacte de la différence de potentiel de façon à localiser les points ayant le plus bas potentiel, et dans une autre variante de l'invention, en particulier lorsque les points de fuite sont peu nombreux, on peut effectuer uniquement la mesure du sens du potentiel. Ainsi par rapport à l'art antérieur qui permettait, en un court espace de temps, de ne détecter que les points de corrosion possibles, l'invention permet de déterminer les points de corrosion probables si l'on se contente de la mesure exacte du po tentiel, et les points de corrosion certains si on effectue la mesure du sens du potentiel. Les mesures entre les points du sol effectuées selon l'invention se font à l'aide d'électrodes neutres afin d'obtenir des mesures extrêmement exactes. Lorsque l'on effectue la mesure exacte du potentiel, on préfère que le deuxième point du sol écarté du point situé à là verticale du point de fuite, soit espacé du premier d'une distance comprise entre 2 et 10 m, le point étant de préférence situé transversalement par rapport à la canalisation. Lorsque l'on effectue la mesure du sens du potentiel, le deuxième point doit toujours être dispose transversalement par rapport à la canalisation et doit être écarté du premier point situé à la verticale du point de fuite d'une distance de préférence égale ou supérieure à 2 mètres, et avantageusement comprise entre 2 et 10 mètres, bien qu'elle puisse être nettement supérieure. L'invention a egalement pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité, dispositif caractérisé par le fait qu'il comporte deux électrodes neutres, de préférence au sulfate de cuivre saturé, reliées par des conducteurs suffisamment longs à une unite de mesure de tension-continue à haute sensibilité, par exemple un millivoltmètre ou microvoltmètre. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé par le fait qu'il comporte deux électrodes neutres, de préférence au sulfate de cuivre saturé, reliées par des conducteurs suffisamment longs à un appareil tel qu'un électromètre, millivoltmètre ou microvoltmètre à zéro central et forte impédance d'entrée, permettant, de fa çon sensible, de determiner le sens du voltage mesuré. Le dispositif peut comporter entre deux électrodes une unité complexe comportant à la fois un voltmètre ou millivoltmètre de précision et un électromètre à forte impédance d'entrée, des moyens de commutation étant prévus pour relier les électrodes soit à l'un, soit à l'autre desdits appareils. Mais de préférence, le dispositif peut comporter, entre les électrodes,. un appareil unique tel qu'un milli ou microvoltmètre à forte impédance à zéro central. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et de référant au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique de la mise en oeuvre d'une première variante du dispositif selon l'invention, - la figure 3 est une vue schématique d'une mise en oeuvre d'une deuxième variante du procédé selon l'invention. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte dans un boîtier (non représenté) un premier appareil 1 qui est un millivoltmètre ayant une sensibilité de l'ordre du millivolt et susceptible de mesurer des potentiels allant- de quelques dizaines de microvolts à plusieurs volts, les tensions étant continues. L'appareil 2 est un appareil permettant de détecter le sens d'une différence de potentiel talque par exemple un électromètre à forte impédance d'entrée, à zéro central. Les bornes de sortie des appareils 1 et 2 sont reliees par deux commutateurs 3, 4 à deux fils conducteurs souples isqlés 5,6, reliés à des electrodes neutres 7, 8 à travers des manches de préhension en matériau isolant 9, 10. Les électrodes 7 et s sont des électrodes au sulfate de cuivre, c'est-à-dire constituées d'une coupelle renfermant une solution saturée de sulfate de cuivre et dont le fond est réalisé en un matériau poreux, par exemple un textile poreux. On se referme aux figures 2 et 3. On suppose que l'on a préalablement détecté le tracé exact, c'est-à-dire la verticale exacte d'une canalisation 10 enterrée sous la surface du sol 11, ce tracé étant matérialisé par une ligne 12 constituant 11 intersection du plan du sol Il avec le plan vertical 13 de la canalisation. On suppose qu'en outre, toujours par les moyens connus cités dans l'introduction, on a déter- miné un certain nombre de points de fuite électrique dont le point A sur la figure 2, la verticale du point A est constituée par le point Al exactement situé sur la ligne 12 si le point A est situé sensiblement dans le plan diamétral 13.Pour effectuer la mesure de différence de potentiel exacte on applique alors l'électrode 7 sur le point AI et l'on applique ensuite l'électrode 8 sur le point B situé à la distance DI du point Al sur la ligne 12. On effectue ensuite la lecture de la différence de potentiel entre Al et B sur l'appareil 1 après l'avoir commuté convenablement. Cette opération est effectuée pendant que la canalisation est sous protection cathodique. La. distance D1 est de préférence comprise entre 2 et lOm. En variante, au lieu d'effectuer la mesure entre les points Al et B on peut effectuer la mesure entre le point Ai et un autre point, cette fois-ci éloigné transversalement du plan 13, par exemple le point C situé perpendiculairement par rapport au point 13 à la distance D2 du point AI. Pour effectuer la mesure avec l'aide de l'appareil 1 on préfère donner à la distance D2 une valeur comprise entre 2 et 10 m La distance Dl ou la distance D2 est conservée de préférence sensiblement constante sur tout le trajet de la canalisation, c t est-à-dire pour une pluralité de points de fuite tels que A. L'invention permet ainsi d'obtenir, pour une pluralité de points de fuite, une pluralité de potentiels correspondants me surés en valeur absolue, ces potentiels ayant par exemple les valeurs suivantes en millivolt : A A' A" A" ' A" 800 720 910 680 960 Les points suivants, qui correspondent aux valeurs les plus faibles du potentiel, sont estimés comme des points probables de corrosion : A' et A"'. En se référant à la figure 3, on a représenté un point de fuite A' sur lequel on a mesuré une différence de potentiel faible de 720 mV. Après avoir mis la protection cathodique hors service pendant 8 à 15 jours, on effectue alors après avoir commuté l'appareil selon l'invention sur les bornes de l'appareil 2, une mesure entre le point A'1, situé à la verticale du point A' et un point transversalement décalé E'. Les points A'1 et E' sont séparés d'une distance D3 de préférence supérieure à 2 mètres, par exemple de l'ordre de 8 à 15 mètres. Si l'on trouve que le point A'1 se comporte par rapport au point E' comme une anode, on considère le point A' comme un point de corrosion avec un très haut degré de certitude. Si par contre le point A'1 se comporte par rapport au point E' comme une cathode, on estime qu'il n'y a pas de risque sensible de corrosion au point A'. I1 va de soi que l'on préfère que les points tels que A1 ou A'1 situés à la verticale des points de fuite soient situés assez exactement sur cette verticale, mais on comprend qu'il est possible de disposer l'électrode 7 au voisinage d'un tel point géométrique, les mesures étant encore acceptables même si la distance entre l'électrode et le point géométrique est de l'ordre dtl mètre. Bien entendu, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre de différentes manières. Ainsi par exemple, il est possible d'effectuer la mesure décrite à propos de la figure 2 au moment même où l'on détecte les points de fuite par une méthode en soi connue, où bien au contraire on peut effectuer cette mesure après avoir dans un premier parcours repéré les différents points de fuite de la canalisation. Par ailleurs, on peut, dans certains cas, négliger la mesure selon la figure 2 et effectuer uniquementla mesure selon la figure 3r ou bien au contraire, si les points de fuite ne sont pas trop nombreux, se contenter de l'opération de mesure décrite à propos de la figure 2. Enfin le dispositif selon l'invention peut comporter au lieu des appareils 1 et 2 commutables un appareil unique permettant aussi bien de mesurer la valeur exacte des potentiels relevés que le sens des potentiels. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de points de corrosion sur un élément métallique enterré, dans lequel on localise si nécessaire l'élément, et on localise les points de fuite électrique, carac térisé par le fait que l'élément étant sous tension de protection cathodique, on effectue une mesure exacte de la différence de potentiel existant entre le point du sol situé a la verticale du point de fuite et un point du sol éloigné d'une distance determinée pour déterminer ceux des points des fuites présentant la plus faible différence de potentiel ainsi mesurée et qui constituent des points de corrosion probables, et/ou après avoir supprimé la protection cathodique pendant au moins une durée au moins égale à trois jours on effectue entre un point du sol situé sensiblement à la verticale du point de fuite et un point du sol éloigné transversalement par rapport au grand axe de l'élément, une mesure pour déterminer le sens de la différence de potentiel entre ces deux points, le point de fuite étant alors considéré comme un point de corrosion si la différence de potentiel est telle qu'il se présente comme une anode par rapport à l'autre point du sol. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on effectue d'abord la mesure exacte du potentiel sur les points de fuite et l'on effectue ensuite la mesure de sens sur les points de fuite ayant présenté lors de la première mesure un potentiel particulièrement bas. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la distance entre deux points du sol pour la mesure exacte du potentiel est comprise entre 2 et 10 m. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que la distance entre les deux points pour la mesure de sens est égale ou supérieure à 2 mètres. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte deux électrodes neutres reliées par des conducteurs à une unité de mesure comportant un appareil de mesure de tension continue très sensible. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte deux électrodes neutres reliées par des conducteurs à un appareil de détection du sens des potentiels. 7. Dispositif selon les revendications 5 et 6, carac térisé par le fait que ledit appareil est un micro ou millivolt- mètre à zéro central et- à forte impédance d'entrée. 8. Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de commutation pour relier les électrodes à l'un ou l'autre des appareils de mesure. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que les électrodes sont des électrodes au sulfate de cuivre saturé.