Brevet FR2359413A1 — publié le 19780217

La présente invention a trait a un procédé pour la mesure et l'évaluation du degré de protection cathodique d'une pièce ou d'un ensemble de pièces métalliques enterrées, par exemple des conduites métalliques ou des canalisations enterrées. L'invention a également trait des dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé. Comme cela est bien connu, la protection cathodique des canalisations enterrées ou autres éléments enterrés en métal est effectuée en injectant dans la pièce métallique un courant sous un potentiel tel que la canalisation se comporte, vis- -vis de la terre environnante, comme une cathode. En effet, on sait que lorsqu'une telle pièce se comporte comme une cathode dans le sol elle se trouve protégée de la corrosion alors que dans les autres cas cette corrosion survient rapidement. Plus particulièrement, on sait que pour obtenir une protection cathodique la différence de potentiel aux bornes du générateur, entre la pièce enterrée, par exemple une canalisation, et la terre doit être comprise a l'intérieur de limites relativement larges allant en général de l'ordre de 850 1.200 millivolt. L'expérience prouve cependant de façon surprenante que dans de nombreux cas les canalisations enterrées se corrodent ou se fragilisent progressivement malgré une protection cathodique constante maintenue dans les limites requises, ce qui se manifeste notamment par une augmentation, dans le temps, de la quantité de courant injectée par le générateur de protection cathodique dans la canalisation, cette augmentation correspondant en général à une augmentation des fuites électriques a partir des points de corrosion bien que les fuites électriques puissent également exister en des points qui ne se corrodent pas. L'apparition de cette corrosion est due au fait que méme si la canalisation est placée sous un potentiel compris entre les limites requises, les variations locales de potentiel, notamment du potentiel entre la canalisation et la terre, peuvent faire que dans des points locaux la différence de potentiel effective entre la canalisation et la terre avoisinante n'est pas comprise dans l'intervalle précité ce qui conduit soit a la formation de points de corrosion, soit, dans certains cas, a une fragilisation par formation d'hydrogène. On a déjà proposé de surveiller de telles canalisations en effectuant en un certain nombre de points, et de façon périodique, des mesures de la différence de potentiel entre le point considéré de la canalisation et la terre environnante, ceci a l'aide de voltmètres continus dont une borne est reliée à la terre alors que l'autre borne est reliée au point de la canalisation, de préférence par une connexion fixée à demeure et émergeant du sol. De façon surprenante ces mesures périodiques n'ont cependant pas permis, dans un grand nombre de cas, de détecter des anomalies conduisant à des corrosions du moins avant que la corrosion n'ait atteint un stade très avancé. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un procédé permettant de façon simple et économique, de vérifier avec un très grand degré de certitude, Si en un point déterminé de la canalisation ou de la pièce métallique enterrée, la protection cathodique est efficace et réelle ou si au contraire elle est telle que l'apparition de la corrosion soit a craindre. L'invention se propose également de fournir des dispositifs permettant la mise en oeuvre de ce procédé, certains dispositifs étant adaptés a une détection manuelle par des opérateurs et d'autres à une détection automatique. L'invention a pour objet un procédé de détection du degré de protection cathodique d'une pièce métallique enterrée, notamment d'une canalisation ou d'une conduite, caractérisé par le fait que l'on interrompt brusquement la protection cathodique et que pendant cette rupture l'on effectue à l'intérieur d'un court intervalle de temps suivant le début de cette rupture, une mesure de la tension continue existant entre le point désiré de la canalisation et la terre environnante. Au moment où l'on interrompt l'alimentation de la protection cathodique de la canalisation ou de la pièce enterrée, celle-ci se comporte comme un condensateur dont l'une des armatures est constituée par la pièce métallique même, l'autre étant constituée par la terre environnante alors que l'isolant est constitué par le revêtement de protection de la pièce ou de la canalisation enterrée. Le condensateur ainsi réalisé, qui est initialement chargé à la valeur de la tension réelle de protection cathodique va ensuite se décharger progressivement en raison des fuites électriques existantes. Par court intervalle de temps dans le sens de la présente invention on entend un intervalle de temps débutant à partir de l'interruption de la protection cathodique et pendant lequel le potentiel de la canalisation reste sensiblement constant. Dans la pratique, ce court intervalle de temps peut entre de l'ordre de 1 ms ou de quelques millisecondes à titre d'exemple. On étudie ensuite la valeur de potentiel mesurée et l'on vérifie si elle se situe à l'intérieur de la plage requise pour une protection cathodique efficace ou si au contraire elle est située en dehors de cette plage, ce qui donne une indication sur la valeur de la protection au point considéré. Bien entendu après la mesure on rétablit la protection cathodique. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre de façon manuelle à l'aide d'une ou plusieurs équipes d'opérateurs se rendant aux emplacements désirés et effectuant la mesure dans les conditions précitées. On peut également mettre le procédé selon l'invention en oeuvre de façon automatique. Dans ce dernier cas on peut avantageusement faire des mesures périodiques, par exemple toutes les 15 secondes, chaque interruption étant alors la moins longue possible, par exemple une seconde. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, dispositif caractérisé par le fait qu'il comporte un voltmètre continu muni d'un agencement permettant de faire une ou plusieurs mesures ponctuelles en conservant l'information correspondant à la valeur de la mesure, ledit voltmètre étant relié d'une part à une borne susceptible d'être reliée à la canalisation et étant relié d'autre part a une borne susceptible d' etre mise en contact avec la terre. Le voltmètre peut être par exemple réalisé sous forme d'un millivoltmètre continu digital du type Fluke 8800A ou équivalent précédé d'un circuit dlechantillonage et de mémorisation analogique. Dans une forme de réalisation perfectionnée le voltmètre continu peut être associé a un circuit de détection de l'interruption de la protection cathodique, ledit circuit de détection actionnant le voltmètre pour une mesure lorsqu'il détecte ladite interruption. On peut prévoir de disposer à demeure une pluralité de tels dispositifs en un certain nombre de points choisis de la canalisation en reliant lesdits voltmètres, qui peuvent être réalisés sous forme de capteurs, a des moyens permettant de transmettre les informations recueillies a un terminal convenable permettant ainsi de réaliser un dispositif complexe auquel on associe alors de préf érence une minuterie d'un type quelconque provoquant périodiquement de courtes interruptions de la protection cathodique. En variante, les capteurs tels que des voltmètres intallés a demeure en différents points peuvent ne pas comporter de dispositifs de détection de l'interruption du courant de la protection cathodique et être alors reliés à un circuit de commande aboutissant an un terminal centralise commandé par exemple par la minuterie pour provoquer les mesures après une interruption de la protection cathodique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se proférant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'une canalisation enterrée en train d'être testée, - la figure 2 représente une vue schématique d'un dispositif selon l'invention, - la figure 3 représente une vue schématique d'un dispositif complexe selon l'invention. En se référant à la figure 1, on voit une portion d'une canalisation métallique 1 enterrée dans la terre. La canalisation métallique 1 est entourée d'un revêtement bitumineux de protection 2. Un point A de la canalisation métallique 1 est relié 9 un conducteur métallique 3 convenablement protégé se dirigeant vers la surface où il présente une borne de connexion 4 émergeant du sol. En un point B, qui peut être éloigné du point A d'une distance variable, par exemple de l'ordre de 5m, la canalisation 1 est reliée à la borne négative d'un générateur de courant continu 5 dont la borne positive est reliée an 6 a la terre. Le générateur établit entre la terre 6 et le point B une différence de potentiel de 1100 millivolt. Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention un opérateur arrivant a proximité de la borne 4 et connaissant-le tracé de la canalisation, relie un voltmètre 7 du type Fluke 8800A ou équivalent à la borne 4 et par l'intermédiaire d'une électrode de contact 8, portée par exemple a l'extrémité d'un manche de préhension, en un point de la terre au voisinage du point 4 mais de préférence décalé par rapport au point 4 de quelques mètres, par exemple 5 mètres à 10 mètres, dans un plan transversal perpendiculaire a la canalisation 1 et passant par le point 4. A une heure précise fixée à l'avance ou convenue par communication téléphonique ou radio avec un autre opérateur commandant le générateur 5, l'alimentation de la canalisation en courant de protection cathodique est interrompue et la première mesure de différence de potentiel entre les points 4 et 8, apparue sur le voltmètre 7 après cette coupure est automatiquement mémorisée. Si la différence de potentiel notée est supérieure à 850 millivolt on considère qu'au point A, et dans une zone voisine qui peut selon les cas s'étendre sur une distance de plusieurs dizaines de mètres de part et d'autre du point A, la canalisation se trouve sous une protection cathodique efficace. Si au contraire, la différence de potentiel est inférieure à 850 millivolt, par exemple 760 millivolt, on considère que le point A et la zone précitée ne se trouvent pas sous protection cathodique. On peut alors s'attendre a des phénomènes de corrosion. Si par contre la différence du potentiel relevé est supérieure à 1250 millivolt on estime qu'il existe dans la canalisation des risques de fragilisation dus à la production d'hydrogène. De préférence, la canalisation comporte des points tels que le point A sur toute sa longueur, espacés l'un de l'autre par exemple d'une distance de l'ordre de lOOm ou du Km, et l'on effectue périodiquement ces mesures successivement en tous les points considérés. Lorsque la mesure montre qu'une corrosion est à craindre des précautions peuvent être prises, consistant par exemple à prévoir un générateur de protection spéciale dans la zone considérée ou une meilleure isolation de la canalisation. Le point du sol sur lequel est appliqué l'électrode 8 pendant la mesure peut le cas échéant ne pas être disposé dans un plan transversal de la canalisation passant par le point A ou à proximité du point A. Cependant, il est préférable d'éviter que ce point d'application ne se trouve à la verticale de la canalisation, car si une fuite électrique existe en ce point elle aura une influence notable sur la mesure de différence de potentiel. Par contre, lorsque le point de contact de l'électrode 8 avec le sol est latéralement écarté de la canalisation les risques dlerreur sont négligeables. En se référant à la figure 2 on voit un dispositif permettant à un opérateur de ne pas surveiller exactement le moment auquel la protection cathodique est interrompue. Entre la borne 4 et le sol au niveau 8 se trouve disposé, en parallèle avec le voltmètre 7, un dispositif de détection 9 sensible à la disparition du courant de protection cathodique. Ce dispositif 9 commande alors le voltmètre 7 pour que celui-ci fasse une mesure conservée en mémoire lorsque le dispositif l'actionne sous l'effet de l'interruption de la protection cathodique. En se référant à la figure 3 on voit un dispositif automatique selon une variante de l'invention dans lequel un certain nombre de points A1, A2, A3 sont survillés par des voltmètres 71, 72, 73 chacun relié à la terre avoisinante du point considéré dans des conditions decrites ci-dessus. Un circuit de commande 10 est actionné par le système d'interruption 11 de la protection cathodique. Par ailleurs, les sorties des différents voltmètres sont reliées à un circuit de lecture 12 aboutissant à un terminal convenable. Lorsque l'on interrompt, en agissant sur le dispositif 11, la protection cathodique, le circuit 10 est actionné, par exemple avec un faible retard de l'ordre de 0,5 seconde et les voltmètres 71, 72, 73 font immédiatement une mesure. Cette mesure est conservée en mémoire puis lue par le circuit de lecture 12 qui recueille la totalité des informations provenant des différents voltmètres, les moyens de perception des informations peuvent faire appel à des solutions de télécommunication. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle nty est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications sans pour cela s'éloigner ni de son cadre ni de son esprit. R E V s-N D I-C A D I S 1. Procédé de détection du degré de protection cathodique d'une pièce metallique enterrée, notamment d'une canalisation ou d'une conduite, caractérisé par le fait que l'on interrompt brusquement la protection cathodique et que l'on effectue pendant cette rupture, à l'intérieur d'un court intervalle de temps suivant le début de cette rupture, une mesure du potentiel continu existant entre le point désiré de la canalisation et la terre environnante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on effectue la mesure dans un intervalle de temps débutant à partir de 1 'interruption et se terminant au plus à quelques millisecondes. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on effectue automatiquement des mesures périodiques en interrompant périodiquement la protection cathodique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on effectue la mesure en plaçant un voltmètre entre le point considéré et un point de la terre transversalement -éloigné de la canalisation. 5. Procédé selon la- revendication 4, caractérisé par le fait que la distance entre la canalisation et ledit point -transversalement éloigne est comprise entre 1m et 10m. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un voltmètre continu muni d'un agencement permettant de faire une ou plusieurs mesures ponctuelles en conservant l'information correspondant à la valeur de la mesure instantanée, ledit voltmètre étant relié d'une part à une borne susceptible d'être reliée à la canalisation et étant relié d'autre part a une borne susceptible d'être mise en contact avec la terre. 7. Dispositif selon la revendication 6,- caractérisé par le fait que le voltmètre est un millivoltmètre continu digital. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que le voltmètre est associé à un circuit de détection de l'interruption dé la protection cathodique. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendica tions 6 et 7 , caractérisé par le ait que le voltmètre est associé à un circuit de commande sensible 1 'interruption de la prote- ction cathodique. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de voltmètres disposés en une pluralité de points de la canalisation, des moyens permettant de transmettre les informations recueillies à un terminal étant prévus,