Brevet FR3111345A1 — publié le 20211217

L’invention concerne un dispositif pour former des concrétions en milieu électrolytique par électrolyse, le dispositif comportant une anode et un dispositif cathodique reliés l’un à l’autre, le dispositif cathodique comportant un arrangement de conducteurs métalliques formant un maillage développable en plan dans un plan P, le dispositif cathodique présentant un coefficient surfacique α compris entre 20 % et 150 %, avec : α = surface chimique/surface d’influence ; la surface chimique correspondant à la surface totale des conducteurs métalliques destinée à être en contact avec le milieu électrolytique ; la surface d’influence correspondant à la projection orthonormée d’un volume d’influence dans le plan P ; et le volume d’influence correspondant au volume qui s’étend en tout point de l’espace distant de deux centimètres ou moins d’un des conducteurs métalliques lorsque le maillage est considéré développé en plan dans le plan P. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 DISPOSITIF POUR LA FORMATION DE CONCRETIONS PAR ELECTROLYSE L’invention se rapporte au domaine des dispositifs pour la formation de concrétions calco-magnésiennes dans un milieu aqueux. Arrière-plan technologique On sait que la structure métallique formant la partie cathodique d'un système d'électrolyse, au contact avec un milieu marin ou saumâtre, se recouvre d'un dépôt de sels, appelé par les spécialistes concrétions calcaires ou calco-magnésien, provoqué par la précipitation sur cette structure d'ions salins, notamment CaCO 3 (carbonate de calcium) et Mg(OH) 2 (hydroxyde de magnésium), dissous dans l'eau de mer ou dans l'eau saumâtre des lagunes. On connaît la capacité de ce dépôt à former un agrégat mou ou moyennement consistant lorsqu'il se mélange avec des particules de sable, des débris de coquillages, de petits cailloux ou galets qui composent le milieu, généralement le fond marin, sur lequel repose la structure métallique formant cathode du système. Cet agrégat peut présenter les caractéristiques d'un ciment et/ou d'un béton grâce à l'apport de différents éléments, minéraux ou non, notamment les constituants du milieu, c’est la raison pour laquelle cet agrégat est parfois désigné par les termes Géo-ciment/Géo-béton. Le document brevet WO2005047571 divulgue notamment un procédé de formation d'un Géo-ciment/Géo-béton dans un milieu électrolytique, selon lequel : - il est disposé une structure métallique conductrice formant cathode dans un milieu électrolytique comprenant des éléments minéraux désagrégés, - il est disposé une anode dans le milieu électrolytique à une certaine distance de la structure métallique conductrice, et enfin - il est établi un courant électrique continu entre l'anode et la structure métallique conductrice formant cathode, de manière à permettre la polarisation cathodique de la structure, entraînant un échauffement de celle-ci, une élévation du pH, et un dégagement de H 2 , un déplacement des équilibres ioniques et une sursaturation en CaCO 3 et en Mg (OH) 2 suivie de leur précipitation, contribuant à la création d'un dépôt minéral formant agrégat autour de la structure métallique conductrice soumise à cette polarisation cathodique. Il est connu que la précipitation des minéraux dissous dans l’eau de mer est obtenue grâce à l’élévation de pH provoquée au voisinage de la cathode. Cette élévation de pH est le reflet des ions OH - générés par l’électrolyse. L’homme de l’art, habitué aux calculs dans le domaine de l’électrochimie a pour habitude de dimensionner la cathode en fonction de la densité de courant dans la cathode avec la définition suivante : J = I / S_chim, J, densité de courant en A/m² I, intensité injectée dans la structure S_chim = surface d’échange entre les conducteurs métalliques de la cathode et l’électrolyte avec lequel il est en contact, il s’agit donc de la surface chimique. Toutefois, les inventeurs ont constaté que si cette démarche a du sens lorsqu’on s’intéresse à des surfaces pleines, telles que des palplanches, profilés IPN ou pieux, elle s’avère insuffisante lorsque la cathode est constituée d’un arrangement de conducteurs métalliques formant un maillage sur lequel l’agrégat précité est destiné à s’accrocher et qu’on s’intéresse à la quantité et à la qualité des minéraux précipitables sur la cathode. Jusqu'à présent, il n'existe pas de dispositif pour former des concrétions en milieu électrolytique dont le dispositif cathodique soit un maillage de conducteurs dimensionné de manière à former une concrétion calco-magnésiennes présentant d’excellentes propriétés mécaniques. Résumé Une idée à la base de l’invention vise notamment à améliorer les caractéristiques du dispositif cathodique d’un dispositif pour former des concrétions en milieu électrolytique et à contrôler son efficacité, en particulier pour la stabilisation du trait de côte et/ou la création ou la pérennisation d'ouvrages naturels ou artificiels en bord de mer, ou en eau douce ou saumâtre. Plus particulièrement, une idée à la base de l’invention est d’optimiser le dimensionnement de la structure métallique du dispositif cathodique afin d’obtenir des croissances de concrétions calco-magnesiennes rapides, en combinaison avec une résistance mécanique adaptée aux applications dans les domaines de la protection côtière et du génie-maritime tout en optimisant le coût et la masse du dispositif cathodique, ce qui facilite ainsi sa manutention. Une idée à la base de l’invention est de déterminer les paramètres optimums pour lesquels un dispositif cathodique entraine un bon rendement entre la quantité d’énergie injectée, la production d’ions OH - obtenue par décalage de l’équilibre de l’eau, et la précipitation du dépôt calco-magnésien. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un dispositif pour former des concrétions en milieu électrolytique par électrolyse, le dispositif comportant une anode et un dispositif cathodique reliés l’un à l’autre, le dispositif cathodique comportant un arrangement de conducteurs métalliques formant un maillage développable en plan dans un plan P, le dispositif cathodique présentant un coefficient surfacique α compris entre 20 % et 150 %, avec : α = surface chimique/surface d’influence ; la surface chimique correspondant à la surface totale des conducteurs métalliques destinée à être en contact avec le milieu électrolytique ; la surface d’influence correspondant à la projection orthonormée d’un volume d’influence dans le plan P ; et le volume d’influence correspondant au volume qui s’étend en tout point de l’espace distant de deux centimètres ou moins d’un des conducteurs métalliques lorsque le maillage est considéré développé en plan dans le plan P. Grâce à ces caractéristiques, le dispositif permet une formation de concrétion calco-magnésienne présentant d’excellentes propriétés mécaniques. C’est-à-dire une capacité d’accroche suffisante des matériaux qui composent le milieu électrolytique, une rigidité permettant une bonne tenue d’ensemble afin d’éviter les fissures ou le détachement de la concrétion calco-magnésienne. Au sens du présent document, un maillage développable en plan est un maillage qui s’étend selon une surface que l’on peut développer dans un plan, c’est-à-dire déroulé sur le plan sans déchirure ni duplicature. En d’autres termes, une surface développable est une surface réglée que l’on peut faire rouler sans glisser sur un plan, le contact se faisant le long d’une droite. Selon des modes de réalisation, un tel dispositif peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte un générateur électrique qui est interposé entre le dispositif cathodique et l’anode et est configuré pour imposer un potentiel de polarisation déterminé du dispositif cathodique, mesuré par rapport à une électrode de référence ou dans lequel l’anode et le dispositif cathodique forment une pile galvanique configurée pour imposer un potentiel déterminé au dispositif cathodique, les conducteurs métalliques étant réalisés dans un matériau choisi parmi les aciers, les aciers galvanisés, les aciers inoxydables et leur combinaison, le dispositif cathodique présentant un coefficient surfacique α compris entre 40 et 150 %. Avantageusement, le dispositif cathodique présente un coefficient surfacique α compris entre 50 % et 140 %. De manière préférée, α est compris entre 60 % et 130 %, plus préférentiellement, entre 70 % et 120 %. Par exemple 80 %, 95 % et 110 %. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte un générateur électrique qui est interposé entre le dispositif cathodique et l’anode et est configuré pour imposer un potentiel de polarisation déterminé du dispositif cathodique, mesuré par rapport à une électrode de référence ou dans lequel l’anode et le dispositif cathodique forment une pile galvanique configurée pour imposer un potentiel déterminé au dispositif cathodique, les conducteurs métalliques étant réalisés dans un matériau choisi parmi le cuivre, l’étain, le nickel, les alliages de cuivre et leur combinaison, le dispositif cathodique présentant un coefficient surfacique α compris entre 30 % et 140 %. Avantageusement, le dispositif cathodique présente un coefficient surfacique α compris entre 40 % et 130 %. De manière préférée, α est compris entre 50 et 120%, plus préférentiellement, entre 60 et 110%. Lorsque l’anode et le dispositif cathodique forment une pile galvanique, le potentiel déterminé résulte du point d’équilibre de la pile galvanique ainsi constituée découlant de la différence des potentiels d’oxydoréduction de l’anode et du dispositif cathodique et des surfaces chimiques de l’anode et du dispositif cathodique. Ce point d’équilibre n’est pas forcément subi et peut-être modifié en intercalant un boitier électronique adapté, qui est destiné à réguler le courant d’électrolyse pour optimiser le courant d’électrolyse produit par l’anode. Selon un mode de réalisation, le potentiel imposé est compris entre -900 mV et -1600 mV par rapport à une électrode de Référence Ag/AgCl en eau de mer. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte un générateur électrique qui est interposé entre le dispositif cathodique et l’anode et est configuré pour imposer un courant déterminé, les conducteurs métalliques étant réalisés dans un matériau choisi parmi les aciers, les aciers galvanisés, les aciers inoxydables et leur combinaison, le dispositif cathodique présentant un coefficient surfacique α compris entre 30 % et 140 %. Avantageusement, le dispositif cathodique présente un coefficient surfacique α compris entre 40 % et 130 %. De manière préférée, α est compris entre 50 et 120%, plus préférentiellement, entre 60 et 110%. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte un générateur électrique qui est interposé entre le dispositif cathodique et l’anode et est configuré pour imposer un courant déterminé, les conducteurs métalliques étant réalisés dans un matériau choisi parmi le cuivre, l’étain, le nickel, l’alliage de cuivre et leur combinaison, le dispositif cathodique présentant un coefficient surfacique α compris entre 20 % et 130 %. Avantageusement, le dispositif cathodique présente un coefficient surfacique α compris entre 30 % et 120 %. De manière préférée, α est compris entre 40 et 110%, plus préférentiellement, entre 50 et 100%. Selon un mode de réalisation, le générateur électrique est choisi parmi : un générateur de courant continu alimenté par le réseau de distribution d’électricité, par la combinaison de panneaux solaires reliés en direct ou via un système batterie tampon, par une ou plusieurs éoliennes reliées à un régulateur-redresseur et éventuellement à un système de batteries tampon, par un ou plusieurs générateur d’électricité installés sur des bouées flottantes et mus par les forces marémotrices ou par les mouvements de la houle reliés à un régulateur-redresseur et éventuellement à un système de batteries tampon et/ou la combinaison de deux ou plusieurs des types d’alimentations ci-dessus. Selon un mode de réalisation, le courant imposé est de l’ordre de quelques ampères à quelques centaines d’ampères. Selon un mode de réalisation, le dispositif cathodique comprend au moins deux arrangements de conducteurs métalliques qui forment chacun une cathode reliée à l’anode. Selon un mode de réalisation, l’arrangement des conducteurs métalliques du dispositif cathodique est choisi parmi : un grillage électro-soudé, du métal déployé, un treillis soudé, un grillage à double ou triple torsions, une tôle perforée, des surfaces pleines (plaques, barres…), un textile tissé conducteurs, un textile tricoté conducteur, un textile non-tissé conducteur, un imprimé à l’encre conductrice, des structures extrudées par impression 3D ou prototypage, des conducteurs assemblés par tricotage, des filets de câbles métalliques assemblés par serre câble ou autre dispositif de liaison, des pailles de fer organisées en maillage et de la dentelle métallique. Selon un mode de réalisation, les conducteurs métalliques sont des fils métalliques et le dispositif cathodique comporte une structure textile dans laquelle sont incorporés les fils métalliques. Le textile permet à court terme la rétention des sédiments et à long terme leur fixation sur le textile, par le procédé d’agrégation électrolytique formant concrétion calco-magnésienne. Selon un mode de réalisation, la structure textile est composée de fils conducteurs et de fils non conducteurs formant un filtre, le filtre permettant d’accroitre la rétention des sédiments. Selon un mode de réalisation, les fils non conducteurs de la structure textile sont réalisés dans un matériau biodégradable, biosourcé ou naturel. Le matériau biodégradable, biosourcé ou naturel utilisé est choisi pour avoir une durée de vie suffisamment longue pour jouer le rôle de filtre de rétention à court terme, et être remplacé par la concrétion calco-magnésienne marine à long terme. Selon un mode de réalisation, le matériau biodégradable, biosourcé ou naturel utilisé permet sa dissolution dans l’eau sans effet néfaste pour l’environnement et sans altérer la concrétion calco-magnésienne. Selon un mode de réalisation, le matériau biodégradable, biosourcé ou naturel utilisé se retrouve enveloppé et protégé par la concrétion calco-magnésienne et ne se dissoudra pas au cours du temps. Selon un mode de réalisation, le matériau biodégradable est choisi parmi les fibres de lin, de jute, de bambou ou de riz. Selon un mode de réalisation, le matériau biodégradable présente une durée de dégradation dans l’eau de mer et/ ou dans l'eau saumâtre supérieure à 3 mois. Selon un mode de réalisation, la structure textile présente des zones de passage de l’électrolyte présentant une densité de fils conducteurs plus faibles que dans les autres zones ou une absence complète de fils conducteurs dans cette zone, et seulement des fils non-conducteurs formant filtre. Ces zones de passage constituent des zones dans lesquels le matériau ne croit pas. Il est ainsi formé une structure de rétention très efficace disposants d’orifices filtrants de décharges, évitant que des surpressions trop fortes ne s’exercent de part et d’autres de la structure, causant un différentiel de pression susceptible de l’endommager. Selon un mode de réalisation, les fils conducteurs sont associés à la structure textile par tissage, tricotage, couture, collage ou superposition. Selon un mode de réalisation, la structure textile est une structure tricotée comportant des fils de trame et des fils de chaîne superposés, certains des fils de trames et des fils de chaîne étant constitués par les fils conducteurs, lesdits fils de trame et fils de chaîne étant liés les uns aux autres par des fils de ligature. Selon un mode de réalisation, l’arrangement de conducteurs métalliques est relié directement ou indirectement à l’anode, c’est-à-dire au reste du dispositif électrique au moyen d’un ou plusieurs collecteurs de courant, le ou chaque collecteur de courant étant formé par un ou plusieurs des conducteurs métalliques de l’arrangement de conducteurs métalliques qui présente une résistance linéique plus faible que les autres conducteurs de l’arrangement de conducteurs métalliques et/ou par plusieurs conducteurs métalliques agencés selon une densité supérieure aux autres conducteurs de l’arrangement de conducteurs métalliques. Selon un mode de réalisation, le ou les conducteurs métalliques qui forment le collecteur de courant présentent une section plus importante que les autres conducteurs de l’arrangement de conducteur métalliques. Selon un mode de réalisation, le collecteur métallique est une bande pleine de métal déployé. Selon un mode de réalisation, l’arrangement de conducteurs métalliques est réalisé en métal déployé obtenu par des cisaillements à intervalles réguliers d’une plaque métallique et dans lequel le collecteur de courant est une bande pleine de métal obtenue par une augmentation localisée de l’intervalle entre les cisaillements. Selon un mode de réalisation, le collecteur de courant est entrelacé au moins deux fois avec un fil conducteur perpendiculaire. De manière préférée, le collecteur de courant est entrelacé au moins trois fois avec un fils conducteur perpendiculaire. Selon un mode de réalisation, le collecteur de courant est enduit d’un revêtement isolant, inhibant ou limitant le fait que leur propre surface ne soit en contact avec l’électrolyte, leur conférant ainsi une conductivité transversale nulle, c’est-à-dire sans échanges ioniques avec l’électrolyte, au profit du seul rôle de conduction longitudinale. Les différentes structures cathodiques énoncées ci-dessus, peuvent être : - fixées sur les parois des ouvrages artificiels ou naturels à consolider ou à recouvrir de concrétion calco-magnésienne naturelle, - maintenues au contact ou à proximité de ces ouvrages par ancrage ou lestage. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de dimensionnement d’un dispositif cathodique comprenant les étapes suivantes : - Choisir un dispositif cathodique comportant un arrangement de conducteurs métalliques formant un maillage développable en plan dans un plan P, le dispositif cathodique présentant un coefficient surfacique α compris entre 20 % et 150 %, avec : α = surface chimique/surface d’influence ; la surface chimique correspondant à la surface totale des conducteurs métalliques destinée à être en contact avec le milieu électrolytique ; la surface d’influence correspondant à la projection orthonormée d’un volume d’influence dans le plan P ; et le volume d’influence correspondant au volume qui s’étend en tout point de l’espace distant de deux centimètres ou moins d’un des conducteurs métalliques lorsque le maillage est considéré développé en plan dans le plan P. Selon un mode de réalisation, l’arrangement des conducteurs métalliques du dispositif cathodique est obtenu par tissage, tricotage, couture, collage ou superposition de fils ou maillage conducteurs. Selon un mode de réalisation, le dispositif cathodique est réalisé par un processus de tissage comprenant les étapes suivantes : - intégrer des fils conducteurs en chaîne dans le métier à tisser, certaines bobines de fils non-conducteurs étant remplacées par des bobines de fils conducteurs. et/ou - Intégrer des fils conducteurs en trame. Ces fils conducteurs pourront par exemple être intégrés en trame par la navette ou autre dispositif permettant le va et vient sur le métier à tisser, dans le sens de la largeur du textile. Un dispositif de double navette interchangeable pourra être mis en œuvre sur le métier si on souhaite intercaler des fils conducteurs et non conducteurs en trame. Selon un mode de réalisation, le procédé de tissage est réalisé avec un métier Jacquard. Ce métier à tisser permet de faire varier les motifs et les mailles conductrices. Il permet notamment une hétérogénéité des tailles des mailles. Selon un mode de réalisation, le dispositif cathodique est réalisé par un processus de tricotage comprenant les étapes suivantes : - superposer des fils de trames et des fils de chaîne, certains des fils de trames et des fils de chaîne étant constitué par les fils conducteurs, - lier les fils de trames et les fils de chaîne via des fils de ligature. Selon un mode de réalisation, les fils de trames et les fils de chaine sont liés sur un textile, le textile pouvant être composé de fils non conducteurs et/ou de fils conducteurs. Selon un mode de réalisation, le dispositif précité pour former des concrétions en milieu électrolytique par électrolyse est utilisé pour la protection, la consolidation ou le renforcement : - du littoral marin ou lagunaire, formé de plages de sable ou de galets, bordées ou non de dunes ou de falaises, sablonneuses ou en terre, crayeuses ou rocheuses, et comportant ou non des installations à usage industriel ou d'habitation, - des ouvrages naturels ou artificiels tels que remblais, cordons littoraux formés de dunes légères, digues, ouvrages textiles semi-étanches pour la retenue du sable, protégeant le littoral des phénomènes d'érosion provoqués par les mouvements de la mer, par les éclaboussures des vagues lors des tempêtes ou des marées, par les courants marins et par les rafales de vent chargées ou non d'embruns salés, - des sites d'habitation ou à usage industriel, bâtis sur des remblais, protégés ou non par des rideaux de palplanches, ou sur pilotis dans des zones marécageuses, en bord de mer, sur des lacs ou sur des lagunes, – d’ouvrages portuaires de type quai, ponton, palplanches, muret, corps morts, – de mouillage éco conçus, de récifs artificiels - des stations offshores, et - des pipelines ou câbles sous-marins. La formation d’une concrétion calco-magnésienne sur une structure cathodique au contact avec l'eau de mer ou l'eau saumâtre est provoquée par le dépôt d'ions dissous dans l'eau de mer ou l'eau saumâtre, pouvant être purement minérale, ou mélangée à divers composants présents localement, par exemple le sable, les fragments de coquillages, le gravier, les galets, les cailloux ou à des sédiments apportés volontairement spécifiquement à proximité de la cathode. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. La figure 1 représente une vue en perspective d’une maille selon un mode de réalisation. La figure 2 est une vue en perspective d’une maille selon un mode de réalisation sans et avec le volume d’influence apparent. La figure 3 représente une maille, la figure de gauche représentant avec des hachures la surface de la maille et la figure de droite représentant avec des hachures la surface d’influence de ladite maille. La figure 4 comporte un tableau présentant les caractéristiques de quatre dispositifs cathodiques ayant un coefficient surfacique α différent et un graphique représentant la mesure de l’intensité débitée des dispositifs cathodiques en fonction de α, pour un potentiel donné fixé à -200 mV. La figure 5 est un graphique représentant l’intensité débitée i en fonction de la valeur α du dispositif cathodique, dans le cas d’une régulation en potentiel. La figure 6 est un graphique présentant l’évolution de l’intensité du courant en fonction de la valeur de α, pour une valeur fixe d’intensité. La figure 7 illustre un dispositif cathodique comprenant des collecteurs de courant électrique. La figure 8 représente une portion de dispositif cathodique selon un mode de réalisation. La figure 9 représente une portion de dispositif cathodique selon un autre mode de réalisation. La figure 10 représente une portion de dispositif cathodique selon un autre mode de réalisation La figure 11 représente une portion de dispositif cathodique selon le mode de réalisation de la figure 10. La figure 12 représente le dispositif cathodique selon un mode de réalisation dans un mode courant imposé. La figure 13 représente le dispositif cathodique selon un autre mode de réalisation dans un mode potentiel imposé. La figure 14 représente une portion de dispositif cathodique comprenant un collecteur métallique selon un autre mode de réalisation. La figure 15 représente le dispositif cathodique selon un mode de réalisation permettant la formation de zones de passage de l’électrolyte. Afin de mieux comprendre l’invention, nous allons vous présenter des méthodes de calculs des différentes caractéristiques ainsi que des exemples associés. Le dispositif pour former des concrétions en milieu électrolytique par électrolyse comporte une anode et une structure cathodique reliées l’une à l’autre. Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 12, le dispositif pour former des concrétions en milieu électrolytique par électrolyse comporte une structure cathodique 8, une anode 7 et un générateur de courant 6 interposé entre l’anode 7 et la structure cathodique 8, disposés dans un milieu électrolytique 9. Dans ce mode de réalisation, le générateur de courant 6 peut notamment être un générateur de courant continu alimenté par le réseau de distribution d'électricité ou un système d’alimentation autonome tel qu’une batterie, une pile galvanique, un panneau solaire, ou tout autre dispositif d’énergie renouvelable générant naturellement du courant continu. Dans un mode de réalisation, le générateur de courant est associé avec un dispositif de régulation qui est configuré pour fonctionner dans un mode « courant imposé », c’est-à-dire que le générateur délivre une ou plusieurs intensités déterminées de quelques ampères à quelques dizaines d’ampères, voire quelques centaines d’ampères, en fonction des dimensions de la cathode à polariser. Selon un mode de réalisation, le dispositif est configuré pour alterner des cycles de courant avec une première intensité déterminée puis une deuxième intensité nulle ou plus faible que la première intensité. Ceci permet d’alterner une formation importante de brucite et d’aragonite avec une dissolution partielle de la brucite comme expliqué dans la demande WO 2005/047571. Dans un autre mode, le générateur de courant est configuré pour imposer un ou plusieurs potentiels déterminés, c’est-à-dire que le générateur délivre une ou plusieurs tensions déterminées, inférieures à 48V, qui régule pour atteindre une valeur de potentiel de cathode, mesurée par rapport à une électrode de référence. Selon un mode de réalisation, le dispositif est configuré pour alterner des cycles avec une première tension déterminée puis une deuxième tension nulle ou plus faible que la première tension, de sorte à alterner une formation importante de brucite et d’aragonite avec une dissolution partielle de la brucite. Selon un autre mode de réalisation représenté sur la figure 13, le générateur de courant fonctionne en potentiel imposé. Le générateur de courant est par exemple une pile galvanique formée par une anode 7, un boitier régulateur 50 et le dispositif cathodique 8, disposés dans un milieu électrolytique. La pile galvanique ainsi configurée impose un potentiel déterminé entre le dispositif cathodique 8 et l’anode 7 qui dépend des caractéristiques géométriques et électrochimiques du dispositif cathodique 8, de l’anode 7, du milieu électrolytique 9 et des réglages du boitier régulateur 50. Le boitier régulateur 50 est par exemple un régulateur passif. Le dispositif cathodique 8 est connecté au boitier 50 auquel est également connectée l’anode 7. Le boitier 50 régule le courant d’électrolyse pour optimiser le courant d’électrolyse produit par l’anode. Il permet de ne pas subir le point d’équilibre et de contrôler ce point en intercalant le boitier électronique 50 adapté. Dans le cas présenté, le dispositif cathodique 8 comporte des conducteurs métalliques qui sont par exemple réalisés dans un matériau choisi parmi le cuivre, l’étain, le nickel, les alliages de cuivre, les aciers, les aciers galvanisés, les aciers inoxydable et leur combinaison. La structure cathodique 8 comporte un arrangement de conducteurs métalliques formant un maillage et elle présente un coefficient surfacique α compris entre 20 % et 150 %, avec : α = surface chimique/surface d’influence Il vous sera présenté ci-après les méthodes de calcul des différents paramètres permettant de déterminer le coefficient surfacique α. 1/ Calcul de la surface chimique (S_chim) : Pour calculer la surface chimique (S_chim), il convient d’additionner toutes les surfaces des conducteurs métalliques en contact avec l’électrolyte. A titre d’exemple, dans le cas d’une plaque de dimensions L x W et d’épaisseur e ne représentant pas l’invention, la surface chimique de la plaque (S_chim_plaque) est égale à : S_chim_plaque = 2*[(L*W)+(L+W)*e]. Dans le cas d’un cube de côté c ne représentant pas non plus l’invention, la surface chimique du cube est égale à : S_chim_cube =6*c². Enfin, dans le cas d’un cylindre de rayon R et longueur L fermé à ses 2 extrémités et ne représentant pas l’invention, la surface chimique du cylindre (S_chim_cylindre) est égale: Schim_cylindre =2*π*(R²+R*L). Dans le cas d’une trame plane maillée tel que représentée sur la figure 1, il convient donc d’adapter les formules de calculs en sommant toutes les surfaces en contacts avec l’électrolyte. La surface chimique peut également être dénommée surface mouillée, par opposition avec des surfaces internes qui ne sont pas en contact direct avec l’électrolyte. Exemple 1 : trame en métal déployé ayant une maille de dimension LD-CD-L-E où : - LD est la grande longueur, - CD est la petite longueur, - L est la Largeur de lanière, - E est l’épaisseur. On réalise la somme de toutes les surfaces de la maille, que l’on assimile à un losange parfait, ce qui donne la formule : S_chim_maille = 4*√[(LD/2)²+(CD/2)²]*(L+E)*2. Selon la maille représentée figure 1 : LD=115mm (millimètre) ; CD=55mm ; L=5mm ; E=3mm. Soit Schim_maille_figure1=4*√[(115/2)²+(55/2)²]*(5+3)*2=4079 mm². Concernant les surfaces non homogènes, par exemple la surface des câbles métalliques ou de fils conducteurs composés de plusieurs brins enchevêtrés ensemble, il peut être réalisé une modélisation simplifiée de la structure complexe. Pour ce faire, on peut définir un diamètre équivalent (D_eq) du toron formant la maille à modéliser. Ce diamètre équivalent correspond au diamètre de la section d’un toron à section circulaire équivalent, c’est-à-dire dont l’aire de la section est identique à celle du toron à modéliser. Ainsi, le diamètre équivalent (D_eq) du toron formant la maille peut être modélisé de la manière suivante : - Si le toron formant la maille est cylindrique, D_eq = Diamètre - Si le toron formant la maille est rectangulaire de côté a et b, D_eq = 2*(a+b)/π - Si le toron formant la maille est d’une autre forme, de contour c, D_eq = c/π - Si le toron est non-homogène, on calcule une moyenne homogénéisée ramenée à une surface caractéristique ou une maille. Exemple 2 : calcul de surface chimique d’un textile tissé ou tricoté composé de fils conducteurs mixés avec des fils non conducteurs. Dans cet exemple les fils sont des multibrins de 200 µm formant un toron de diamètre apparent d=0,9 mm. Les fils sont identiques en chaîne et en trame. L’espacement entre les fils conducteurs de chaîne est de 2 cm (dans le sens de la largeur) et l’espacement entre les fils conducteurs de trame est de 5 cm (dans le sens de la longueur). Le calcul de surface chimique d’un mètre carré de ce textile est : - S_chim_chaine = (100/2)*π*d*L = 50*3,14*0,09*100 = 1413 cm² - S_chim_trame = (100/5)*π*d*L = 20*3,14*0,09*100 = 565 cm² - S_chim_textile = S_chim_chaine + S_chim_trame = 1978 cm². 2/ Calcul de la surface d’influence (S_inf) : Cette notion s’appuie sur le fait qu’un dispositif cathodique polarisée plongée dans un électrolyte a une influence sur le pH de cet électrolyte de façon localisée avec un impact qui décroit lorsqu’on s’éloigne du dispositif cathodique. Cette notion est valable dans le cas où l’électrolyte est renouvelé, typiquement dans des milieux ouverts, où il y a circulation de fluide, par exemple en milieu marin. On considère que le volume d’influence s’étend à 2 cm du dispositif cathodique. Le rayon d’influence (R_inf), que l’on applique au-delà du rayon, ou du Rayon équivalent calculé précédemment, est égal à : R_inf = R_eq + 2 cm. Le rayon équivalent, nommé R_eq est égale au D_eq/2. Pour un dispositif cathodique comportant une maille carrée 9 visible sur la partie gauche de la figure 2, le volume d’influence (V_inf) 10 de la maille 9 de rayon caractéristique R_inf est représenté sur la partie droite de la figure 2. Le volume d’influence s’étend à 2 centimètres du dispositif cathodique. En d’autres termes le volume d’influence correspond au volume qui s’étend en tout point de l’espace distant de deux centimètres ou moins d’un des conducteurs métalliques. Pour déterminer la surface d’influence, il convient de projeter le volume d’influence dans le plan P de la trame cathodique plane, orthogonalement audit plan P. L’intersection de tous les volumes d’influence avec le plan du dispositif cathodique est égale à la Surface d’Influence. Lorsque le maillage ne se présente pas sous la forme d’une structure plane, le calcul de la surface d’influence, tel que défini ci-dessus, est établi en considérant ledit maillage dans une configuration développée dans un plan P, c’est-à-dire en considérant que le maillage a été déroulé sur un plan. La figure 3 propose un exemple de réalisation pour une maille carrée de 10 cm (centimètre) ayant une surface d’influence à 2 cm. Sur la partie gauche de la figure 3, la surface hachurée est égale à la surface d’influence de la maille. Sur la partie droite de la figure 3, la surface hachurée est égale à la surface de la maille. En d’autres termes, pour une maille carrée de côté C : - Si C ≤ 2*R_inf alors surface d’influence = surface Maille = C² En effet, dans une telle dimension, la surface d’influence (S_inf) est supérieure ou égale à celle de l’orifice de la maille. La maille s’apparente donc à une plaque et par conséquent, la surface d’influence = surface Maille = C². - Si C > 2*R_inf, alors la surface d’influence doit être calculée. Dans le cas de la maille carrée : S_inf = 4*R_inf²+4*R_inf*(C-2*R_inf) = 4*R_inf*(C-R_inf). Dans certains cas, on cherchera à former une concrétion formant une plaque pleine. Dans d’autres cas, le choix de mailles de grandes tailles combiné avec une durée de polarisation choisie de façon à ne pas être trop prolongée permet de former des plaques dans lesquelles subsistent des ouvertures, qui présentent une fonctionnalité choisie, telle que la constitution de nurserie pour les poissons, la fabrication de structure filtrante dotée d’un pouvoir de réflexion corrélé à un pouvoir de transmission, absorbant mieux l’énergie hydraulique de la houle, telle que la réalisation d’ouvrages semi-passant constituant des pièges à sable. Le Tableau 1 ci-dessous présente des exemples de valeurs du calcul du coefficient surfacique α (alpha) pour des grilles de mailles carrées, réalisées avec un fil de rayon r. On y observe des valeurs de coefficient surfacique α dans les gammes selon l’invention et en dehors des gammes de l’invention. Dans les cas présentés tableau 1, C ≤ 2*R_inf alors surface d’influence = surface Maille = C² et la surface chimique est égale à 4*(c-2*R)* π*R+8*R*R. Le Tableau 2 ci-dessous présente des exemples de valeurs du calcul du coefficient surfacique α (alpha) pour des textiles de mailles rectangulaires, dont la largeur de maille serait l’espacement entre deux fils de chaine et la longueur de maille l’espacement entre deux fils de trame, réalisées avec un fil de diamètre d. On y observe des valeurs de coefficient surfacique α dans les gammes selon l’invention et en dehors des gammes de l’invention. Dans les cas présentés dans le tableau 2 ci-dessus, le coefficient α a été calculé à l’aide de la formule suivante : α = π*d((a+b)/(a*b)). Le Tableau 3 ci-dessous présente des exemples de valeurs du calcul du coefficient surfacique α (alpha) pour du métal déployé ayant des mailles de dimensions LD [Longue Diagonale] x CD [Courte Diagonale], une largeur de lanière L et une épaisseur de lanière e. Le tableau 3 comprend des coefficients surfaciques α selon des modes de réalisation de l’invention mais également des coefficients surfaciques α qui n’entre pas dans la gamme revendiquée. Dans les cas présentés dans le tableau 3 ci-dessus : - Si R_eq > CD/2*cos[arctan(CD/LD)] alors S_inf = LD*CD, et - Si R_eq Il est présenté ci-après deux modes de réalisation du dispositif : Selon le cas, le dispositif fonctionne en potentiel imposé ou en courant imposé, tel que présenté précédemment en relation avec les figures 12 et 13. Les caractéristiques du dispositif associé à ce mode de fonctionnement entrainent une production d’OH - qui est nécessaire d’une part pour déprotoner les ions hydrogénocarbonate en carbonate et permettre la combinaison du Ca avec le CO3, et d’autre part pour se combiner avec les Mg2+ et former du Mg(OH)2. 3/ cas du potentiel imposé : Le graphique de la figure 4 présente les caractéristiques de quatre dispositifs pour former des concrétions en milieu électrolytique selon le tableau 4 suivant : Chaque dispositif comporte un dispositif cathodique comportant un arrangement de conducteurs métalliques formant un maillage, le dispositif cathodique présentant un coefficient surfacique. Sur cette figure, les dispositifs cathodiques présentent un coefficient surfacique α respectivement de 48,80 %, 84 %, 118 % et 152 % et le potentiel imposé est de -200mV par rapport à une électrode de référence pour tous les dispositifs cathodiques. De bas en haut du graphique figure 4, la première courbe représente l’intensité débitée en fonction du coefficient surfacique α, la deuxième courbe représente J en fonction de α et la troisième courbe représente J/masse en fonction de α. On observe que les intensités débitées ne varient pas de façon linéaire. Un optimum est atteint pour α compris entre 100 % et 150 %. En intégrant la composante coût à cet optimum technique, l’optimum technico-économique est préféré entre 80% et 130%. Trois cas présentant des coefficients surfaciques α différents sont présentés ci-dessous : Dans un premier cas le dispositif comprend un dispositif cathodique présentant une S_chim1 avec α1 = 20 %. Dans un deuxième cas le dispositif comprend un dispositif cathodique présentant une S_chim2 avec α2 = 80 %. Dans un troisième cas le dispositif comprend un dispositif cathodique présentant une S_chim3 avec α3 =150 %. Dans les 3 cas, la valeur de l’intensité i dépend de la surface chimique : I1 = k1*Schim1 = k1* α1*S_inf1, I2 = k2*Schim2 = k2* α2*S_inf2, et I3 = k3*Schim3 = k3* α3*S_inf3. Pour un potentiel imposé donné, l’intensité I dépend de la surface chimique en contact avec l’électrolyte, mais à cause des phénomènes de couplages, cette relation n’est proportionnelle que dans une certaine gamme. Les résultats sont présentés sur la figure 5. Dans le premier cas, l’intensité débitée I1 est trop faible, ce qui conduit à une production d’ions OH - limitée. La production de concrétion calco-magnésienne par électrolyse est trop faible pour présenter un intérêt. La concentration [OH-] est trop faible, le pH ne monte pas assez. Dans le troisième cas, l’intensité débitée I3 est satisfaisante, mais on comprend bien que au-delà de cette valeur de α, le rendement du système diminue. La demande en courant est très élevée mais pas optimisée au niveau du dispositif cathodique. En effet, plus on augmente le coefficient surfacique α, et plus les effets de couplage entre le fil d’une maille et celui d’à côté augmentent. Or, les effets de couplage ont pour conséquence d’augmenter la résistance cathodique et de diminuer l’intensité délivrée par le générateur de courant imposé, entraînant ainsi une diminution de la densité du courant. Dans le deuxième cas présenté ci-dessus, l’intensité débitée I2 est satisfaisante, ce qui conduit à une production d’ions OH- en quantité suffisante pour la production de concrétion calco-magnésienne par électrolyse. Dans le deuxième cas, le courant I2 généré est légèrement inférieur à I3. On obtient une densité de courant J2 > J1 et J2 > J3. Autrement dit, le courant débité I2 est inférieur à I3 mais la densité de courant est supérieure. Ces caractéristiques permettent de maîtriser la formation gazeuse de dihydrogène. En outre, un tel dispositif présente un poids permettant une manutention aisée ainsi que des économies de coûts liés au prix du métal. Les multiples expériences réalisées en laboratoire ont conduit à considérer que dans le cas du potentiel imposé, les structures cathodiques présentent un intérêt pour le dispositif comprenant un dispositif cathodique dans une gamme de coefficient surfacique α compris entre 30 % et 150 % et plus particulièrement entre 60 et 120 %. 4/ cas du courant imposé : En forçant le courant à passer dans le dispositif cathodique, quelle que soit sa surface, on force le processus de formation d’ions OH-, sans limite, puisque la quantité d’ions OH- est directement proportionnelle à l’intensité, et au flux d’électrons échangés (loi de Faraday). D’une part, la formation d’ions OH - peut s’accompagner de génération de dihydrogène H 2 si nous sommes dans le domaine de la réduction de l’eau. Une quantité trop importante de dihydrogène dans le volume élémentaire étudié est délétère pour la constitution d’un matériau aux caractéristiques mécaniques intéressantes. Le dégagement gazeux entraîne des fissurations du matériau, avec formation de cheminées d’évacuation des bulles de gaz. On cherche donc à maîtriser la formation gazeuse, de façon à ce que sa concentration ne soit pas trop grande, dans le volume équivalent. Un dégazage continu, léger et uniforme n’est possible que si le dispositif cathodique possède les caractéristiques géométriques souhaitées. Autrement dit, il faut s’assurer que le coefficient surfacique α est bien dans la gamme adéquate à la formation de concrétion calco-magnésienne. Le graphique figure 6 illustre pour un courant imposé fixé, identique pour toutes les cathodes, dont seul le coefficient surfacique varie de l’une à l’autre que : - Pour de petites valeurs du coefficient surfacique α, la densité de courant est très forte. Si α est trop petit, la densité de courant trop forte entraîne un problème d’accroche du matériau causé par le bullage de dihydrogène. En effet, la production d’ions OH - dans des densités de courant élevées s’accompagne de production de dihydrogène H 2 . Ce bullage est acceptable s’il reste dans des proportions acceptables. Un bullage trop important crée des fissurations du matériau, pouvant même aller jusqu’à la création de véritables cheminées d’évacuation gazeuses formées dans la matrice calco-magnésienne. Ce phénomène ôte au matériau tout son intérêt du point de vue de la cohésion et des propriétés mécaniques qui en découlent. Si le bullage est trop important, le matériau n’est pas exploitable mécaniquement. Pour de grandes valeurs du coefficient surfacique α, le ratio J/poids s’écroule, et avec le poids qui augmente, le coût devient trop important et la manutention difficile. Dans le cas du courant imposé, le dispositif est avantageux pour des valeurs du coefficient surfacique α comprises entre 20 % et 140 %, et plus particulièrement 50% à 110%. Nous allons maintenant présenter l’importance de la gamme du coefficient surfacique revendiqué. Le coefficient surfacique α dans les gammes revendiquées a une influence directe sur la formation de concrétion calco-magnésienne. En effet, il se traduit par une grande section de conduction électrique du métal. A contrario, un coefficient surfacique α inférieur à 20 % se traduit par une plus faible section de conduction électrique du métal. Or, une capacité de conduction réduite de la cathode entraîne un problème d’homogénéisation de la concrétion calco-magnésienne formée sur cette cathode, ce qui est un désavantage. Des palliatifs existent comme celui consistant à interconnecter cette cathode avec des conducteurs revêtus (câbles isolés) et multiplier les points de connexion. Mais ce palliatif ajoute une complexité et un coût au système, qu’on peut facilement éviter, en dimensionnant correctement la cathode. Dans le cas simple d’un fil conducteur homogène, et sous certaines hypothèses la résistance longitudinale (R L ) est donnée par la formule : R L = rho * L / S Où - rho est la résistivité du matériau conducteur, - L est la longueur du conducteur, et - S est la section du conducteur. Prenons un exemple d’une étude de cas comprenant un dispositif cathodique présentant une trame conductrice unidirectionnelle dans le sens longitudinal, munie de n fils conducteurs identiques et espacés régulièrement avec un espacement inférieur à 4 cm. Dans ce cas-là, on a : α = n*π*D*L/(W*L) = n*π*D/W avec D=Diamètre du conducteur et W=Largeur de cathode, L=Longueur de cathode. Un calcul simplifié de la Résistance Longitudinale (R L ) prenant en compte la contribution des n fils est : R L = rho * L / (n * S). Finalement : R L = rho * L / (n * π * D²/4) = 4 * rho * L / (α * D * W). En conclusion, pour une dimension de cathode donnée ayant une surface de L/W fixe, et un coefficient surfacique α donné, le diamètre des fils est un paramètre permettant de minimiser la résistance longitudinale. La conductivité du matériau est également à prendre en considération. En effet, un dispositif cathodique comprenant un métal peu conducteur devra présenter un coefficient surfacique α supérieur en comparaison à un métal dont la conductivité est plus grande. Par exemple, un dispositif cathodique comprenant du cuivre qui est un métal dont la conductivité est importante, pourra être utilisé avec un coefficient surfacique α inférieur à un acier de conductivité moins importante. Ce phénomène permet dans certains cas de trouver un intérêt à l’utilisation des dispositifs cathodiques avec un coefficient surfacique plus faible, si ces dispositifs cathodiques sont en cuivre, car ils satisfont le critère de conduction électrique, que ne satisferaient pas des dispositifs cathodiques équivalents en acier. Selon un autre mode de réalisation, l’arrangement des conducteurs métalliques du dispositif cathodique est une structure textile incorporant des fils conducteurs métalliques. Ce textile peut être obtenu par des procédés de tissage, de tricotage, de couture ou de collage, ou simplement de superposition. Les textiles préférés selon l’invention comportent une combinaison de fils de chaîne et de fils de trame, au moins certains des fils de trame et de chaîne étant des fils conducteurs. Les fils conducteurs utilisés peuvent être des fils monobrins ou multibrins. Ces derniers offrant des propriétés mécaniques plus faciles à intégrer dans le procédé de production. Les fils peuvent être composés d’un seul type de matériau conducteur ou combinés à des matériaux non conducteurs. Par exemple, on peut guiper un ou plusieurs brins conducteurs acier autour d’une âme Polypropylène. Le procédé de tricotage offre davantage de souplesse dans le type de fils conducteurs métalliques intégrés au tricot. En effet, en tricotage, il est possible de ne pas enchevêtrer les fils les uns aux autres avec une alternance de type fil dessus / fil dessous, mais simplement de les superposer. Sur un métier à tricoter, on vient superposer des fils de trames et des fils de chaîne puis on les accroche ensemble à l’aide de fils de ligature cousus par des aiguilles. Les fils ligaturés ensemble ou ligaturés sur un textile déjà existant créent un maillage permettant une grande adaptabilité. Ce procédé offre donc plus de malléabilité dans le choix des conducteurs à intégrer et à mixer avec les éléments non conducteurs du textile mixte. Plusieurs réalisations sont possibles par ce procédé : - Un tricot constitué uniquement des fils conducteurs accrochés ensemble, formant un filet offrant une bonne souplesse. - Un tricot constitué de fils conducteurs métallique combinés avec d’autres fils non conducteurs. - Un tricot de fils conducteurs uniquement ou de fils conducteurs mixés avec des fils non conducteurs réalisé sur un géotextile tissé. - Un tricot de fils conducteurs uniquement ou de fils conducteurs mixés avec des fils non conducteurs réalisé sur un géotextile non-tissé. Les fils non conducteurs peuvent être synthétiques ou naturels. Dans le procédé de tissage selon un mode de réalisation, les fils conducteurs peuvent être disposés uniquement en chaine, c’est-à-dire dans le sens de l’avancement de métier à tisser ou uniquement en trame, c’est-à-dire dans le sens de la circulation de la navette du métier à tisser. Les fils conducteurs utilisés peuvent être des fils monobrins ou multibrins. Avantageusement, les fils multibrins présentent des propriétés mécaniques plus faciles à intégrer dans la production. Les fils conducteurs peuvent être composés d’un seul type de matériau conducteur ou combinés à des matériaux non conducteurs. Par exemple, on peut guiper un ou plusieurs brins conducteurs acier autour d’une âme Polypropylène. Dans chaque cas, la structure et la dimension du dispositif cathodique peut varier afin de créer un canevas adapté à l’application de génie-civil / génie côtier / génie maritime considérée. Il est par exemple possible de diminuer la raideur afin d’obtenir un matériau plus souple à condition que le coefficient surfacique soit compris dans la gamme revendiquée. Le tableau 5 ci-après représente un dispositif selon un mode de réalisation de l’invention dans lequel l’arrangement des conducteurs métalliques du dispositif cathodique est une structure textile, tissée sur un métier de 5 mètres (m) de large, présentant un coefficient surfacique α de 65,13 %. Un textile dimensionné de la même manière avec uniquement des fils de chaîne aurait un coefficient de 29%, ce qui n’est pas intéressant au regard du procédé. Afin de calculer le coefficient surfacique α, nous allons détailler ci-dessous une série d’exemple de calcul. Dans ces exemples α sera toujours compris entre 20 % et 150 %. Pour un dispositif cathodique comportant une trame conductrice bidirectionnelle, une maille carrée avec des fils conducteurs de section circulaire disposés dans deux directions perpendiculaires, les fils conducteurs se croisent de façon superposée, tous les fils conducteurs ont le même diamètre D et sont espacés régulièrement l’un par rapport à l’autre d’un écart e, l’écart e étant le même dans les 2 directions. On a D Dans ce cas, α = 2*π*D/e. En l’espèce le coefficient surfacique α comprend un maximum déterminé par 2*π soit, 628 % (cas obtenu avec D=e). Pour un dispositif cathodique comportant une trame conductrice bidirectionnelle, de maille rectangulaire et de dimensions définies, les fils conducteurs sont de section circulaire et disposés dans deux directions perpendiculaires, les fils conducteurs se croisent de façon superposée, tous les fils conducteurs ont le même diamètre D et sont espacés régulièrement l’un par rapport à l’autre d’un écart a dans une direction et d’un écart b dans la deuxième direction. On considère un panneau cathodique rectangulaire de longueur L et de largeur W. Dans le cas de l’espèce, α = π*D*((a+b)/ab+1/L+1/W). Si L et W sont très grand devant la maille alors 1/L +1/W est négligeable et le calcul peut être simplifié par : α = π*D*(a+b)/ab. La figure 8 représente un dispositif cathodique comportant un arrangement de conducteurs métalliques formant un maillage selon un mode de réalisation. Le dispositif cathodique présente les caractéristiques suivantes : Le dispositif cathodique figure 8 présente un coefficient surfacique α égal à 50% et comporte une structure textile mixte composée de fils conducteurs et de fils non conducteurs. La maille est arrangée en fils de chaine et fils de trame. Les fils de trame sont disposés dans le sens de la largeur et sont entrecroisés avec les fils de chaine qui sont disposés dans la longueur. Les fils de trame sont composés de fils non conducteur 2 et de fils conducteurs. Les fils de chaine sont composés de fils conducteurs métalliques 1 et de fils non-conducteurs. Les fils non conducteurs sont en polypropylène et les fils conducteurs sont composés d’un alliage de cuivre. En outre, un collecteur de courant 3 par lequel la structure cathodique est reliée au générateur électrique ou à l’anode est disposé en trame dans le maillage. Le collecteur de courant 3 présente une résistance inférieure aux fils conducteurs. Le collecteur de courant 3 étant formé par un ou plusieurs des conducteurs métalliques de l’arrangement de conducteurs métalliques qui sont agencés selon une densité supérieure aux autres conducteurs de l’arrangement de conducteurs métalliques. Le dispositif cathodique dans son ensemble forme alors un filtre qui permet d’accroitre la surface de rétention des sédiments, tout en laissant passer l’eau, favorisant donc la formation de concrétions par électrolyse. La figure 9 représente un autre mode de réalisation du dispositif cathodique. Le dispositif cathodique sans les bandes collectrices présente les caractéristiques suivantes : Avec Le dispositif cathodique comporte en outre des collecteurs de courants présentant en outre les caractéristiques suivantes : Avec Le dispositif cathodique présente alors un coefficient surfacique α total de 85% L’arrangement est de type grillage métallique de maille carrée, c’est-à-dire avec un espacement régulier des fils conducteurs métalliques 11 disposés dans le sens de la largeur et de la longueur formant ainsi un maillage de carrées identiques. En outre, le grillage métallique comporte trois bandes de feuillard métalliques 31 fixées sur le maillage carré. Dans ce cas précis, elles ont été électrosoudées par point. Les bandes métalliques 31 présentent une épaisseur de 1 mm et une largeur de 8 mm et sont disposées dans une direction parallèle aux fils métalliques en longueur et chaque bande métallique recouvre respectivement un fil conducteur différent. Les bandes métalliques 31 forment les collecteurs de courants. Ils sont formés par un conducteur métallique et présentent une résistance linéique plus faible que les autres conducteurs de l’arrangement de conducteurs métalliques. La figure 14 représente un autre mode de réalisation du dispositif cathodique comprenant un arrangement de fils métalliques 14 ainsi qu’un collecteur 33 facilitant la connexion du dispositif cathodique au circuit électrique. Le collecteur du dispositif cathodique est obtenu par une étape d’arrêt du processus de coupe et de déploiement du métal à intervalles réguliers ce qui permet de créer des bandes pleines, dans la masse du métal utilisé pour la fabrication du métal déployé. En d’autres termes, l’arrangement de conducteurs métalliques est réalisé en métal déployé obtenu par des cisaillements à intervalles réguliers d’une plaque métallique. Pour obtenir le collecteur, l’intervalle entre deux cisaillements successifs est modifié localement ce qui permet d’obtenir localement une bande pleine de métal. Cette bande pleine présente une résistance linéique plus faible qu’une simple lanière déployée. En outre, la connexion d’un câble électrique sur ce collecteur sera facilitée tout comme la bonne répartition du courant électrique dans le dispositif cathodique. La figure 10 présente un mode de réalisation préféré et représente une portion d’extrémité d’un dispositif cathodique comportant un arrangement de conducteurs métalliques et non métalliques formant un maillage textile selon un mode de réalisation. Le maillage est arrangé en fils de chaine et fils de trame. Les fils conducteurs métalliques 12 sont composés d’acier galvanisé et constituent les fils de chaîne et de trame. Les fils non-conducteurs 21 sont réalisés en polypropylène et forment les fils de chaine et de trame. En outre, un collecteur de courant 32 est partie intégrante du dispositif cathodique et organisé en fils de trame au centre de la figure 10 du dispositif cathodique. Le collecteur de courant 32 est constitué d’une pluralité de fils conducteurs métalliques. Chaque fil conducteur métallique constituant le collecteur de courant 32 est espacé du fil conducteur métallique adjacent par un fil de chaine entrelacé perpendiculairement. Certains de ces fils de chaîne sont non conducteurs, tandis que d’autres sont conducteurs. Le collecteur de courant 32 s’étend sur toute la largeur du maillage et, en une extrémité latérale du maillage, s’étend au-delà du maillage permettant de relier le dispositif cathodique au reste du dispositif d’alimentation électrique (non représenté). Positionner au moins trois fils de trame en guise de collecteurs, entrelacés avec les fils de chaîne, permet de garantir que chaque fil de chaîne conducteur est bien en contact avec le fil de trame. La figure 11 présente le même mode de réalisation que dans la figure 10, dans lequel les fils du collecteur de courant 32 sont assemblés et connectés à un câble électrique conducteur 60 revêtu d’un isolant par une cosse tubulaire 4 en cuivre étamé. Après sertissage, la connectique est isolée au moyen d’un tube thermo rétractable, recouvrant la cosse, puis chauffé. La figure 7 présente un dispositif selon un autre mode de réalisation, dans lequel le dispositif cathodique comporte un arrangement de conducteurs métalliques comprenant des fils conducteurs métallique 13 ainsi qu’une pluralité de collecteurs de courants. Quatre collecteurs de courants 33 sont arrangés parallèlement, dans le sens de la largeur du dispositif cathodique. Ils sont espacés l’un de l’autre de manière à répartir de façon homogène le courant. En outre, deux collecteurs de courants 34 sont arrangés perpendiculairement aux quatre collecteurs précités. Ils sont également séparés l’un de l’autre de manière à répartir de façon homogène le courant. Les collecteurs de courants sont agencés selon une densité supérieure aux autres conducteurs 13 de l’arrangement de conducteurs métalliques. Leur nombre est dimensionné de façon à assurer une répartition optimale des courants. Les collecteurs de courants combinés avec le dispositif cathodique selon les modes de réalisation assurent une croissance homogène des concrétions calco-magnésiennes à la surface du dispositif cathodique. Selon les modes de réalisation, le collecteur de courant doit être pris en considération pour le calcul de α. Les collecteurs peuvent être disposés dans plusieurs directions, de façon à conduire le courant de manière optimale. La Figure 15 représente un dispositif cathodique comprenant un arrangement de fils conducteurs de trame et de chaine 15, 16 ainsi que des fils non conducteurs 22 de trame et de chaine formant ainsi une structure textile. La structure textile présente une absence totale de fils conducteurs 16 en trame dans une première section du dispositif cathodique ainsi qu’une absence totale de fils conducteurs 15 en chaine dans une seconde section du dispositif cathodique. Une zone de passage de l’électrolyte 70 est ainsi formée. La zone de passage de l’électrolyte comprend uniquement des fils non-conducteurs et forme un filtre. Ces zones de passage constituent des zones dans lesquels le matériau ne croit pas. Il est ainsi formé une structure de rétention très efficace disposants d’orifices filtrants de décharges, évitant que des surpressions trop fortes ne s’exercent de part et d’autres de la structure, causant un différentiel de pression susceptible d’endommager l’ensemble de la concrétion. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication. Dispositif pour former des concrétions en milieu électrolytique (9) par électrolyse, le dispositif comportant une anode (7) et un dispositif cathodique (8) reliés l’un à l’autre, le dispositif cathodique (8) comportant un arrangement de conducteurs métalliques (1, 11, 12, 13,14) formant un maillage développable en plan dans un plan P, le dispositif cathodique (8) présentant un coefficient surfacique α compris entre 20 % et 150 %, avec : α = surface chimique/surface d’influence ; la surface chimique correspondant à la surface totale des conducteurs métalliques destinée à être en contact avec le milieu électrolytique ; la surface d’influence correspondant à la projection orthonormée d’un volume d’influence dans le plan P ; et le volume d’influence correspondant au volume qui s’étend en tout point de l’espace distant de deux centimètres ou moins d’un des conducteurs métalliques lorsque le maillage est considéré développé en plan dans le plan P. Dispositif pour former des concrétions selon la revendication 1, dans lequel le dispositif comporte un générateur électrique (6) qui est interposé entre le dispositif cathodique (8) et l’anode (7) et est configuré pour imposer un potentiel de polarisation déterminé du dispositif cathodique (8), mesuré par rapport à une électrode de référence ou dans lequel l’anode (7) et le dispositif cathodique (8) forment une pile galvanique configurée pour imposer un potentiel déterminé au dispositif cathodique (8), les conducteurs métalliques (1, 11, 12, 13) étant réalisés dans un matériau choisi parmi les aciers, les aciers galvanisés, les aciers inoxydables et leur combinaison, le dispositif cathodique (8) présentant un coefficient surfacique α compris entre 40 et 150 %. Dispositif pour former des concrétions selon la revendication 1, dans lequel le dispositif comporte un générateur électrique (6) qui est interposé entre le dispositif cathodique (8) et l’anode (7) et est configuré pour imposer un potentiel de polarisation déterminé du dispositif cathodique (8), mesuré par rapport à une électrode de référence ou dans lequel l’anode (7) et le dispositif cathodique (8) forment une pile galvanique configurée pour imposer un potentiel déterminé au dispositif cathodique (8), les conducteurs métalliques (1, 11, 12, 13) étant réalisés dans un matériau choisi parmi le cuivre, l’étain, le nickel, les alliages de cuivre et leur combinaison, le dispositif cathodique (8) présentant un coefficient surfacique α compris entre 30 % et 140 %. Dispositif pour former des concrétions selon la revendication 1, dans lequel le dispositif comporte un générateur électrique (6) qui est interposé entre le dispositif cathodique et l’anode et est configuré pour imposer un courant déterminé, les conducteurs métalliques (1, 11, 12, 13, 14) étant réalisés dans un matériau choisi parmi les aciers, les aciers galvanisés, les aciers inoxydables et leur combinaison, le dispositif cathodique (8) présentant un coefficient surfacique α compris entre 30 % et 140 %. Dispositif pour former des concrétions selon la revendication 1 dans lequel le dispositif comporte un générateur électrique (6) qui est interposé entre le dispositif cathodique (8) et l’anode (7) et est configuré pour imposer un courant déterminé, les conducteurs métalliques (1, 11, 12, 13, 14) étant réalisés dans un matériau choisi parmi le cuivre, l’étain, le nickel, l’alliage de cuivre et leur combinaison, le dispositif cathodique présentant un coefficient surfacique α compris entre 20 % et 130 %. Dispositif pour former des concrétions selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif cathodique (8) comprend au moins deux arrangements de conducteurs métalliques (1, 11, 12, 13, 14) qui forment chacun une cathode reliée à l’anode (7). Dispositif pour former des concrétions selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les conducteurs métalliques sont des fils métalliques (1, 12) et dans lequel le dispositif cathodique (8) comporte une structure textile dans laquelle sont incorporés les fils métalliques (1, 12). Dispositif pour former des concrétions selon la revendication 7, dans lequel la structure textile est composé de fils conducteurs (1, 12) et de fils non conducteurs (2, 21) formant un filtre, le filtre permettant d’accroitre la rétention des sédiments. Dispositif pour former des concrétions selon la revendication 7 ou 8, dans lequel les fils non conducteurs (2, 21) de la structure textile sont réalisés dans un matériau biodégradable, biosourcé ou naturel. Dispositif pour former des concrétions selon la revendication 8 ou la revendication 9, dans lequel la structure textile présente des zones de passage de l’électrolyte (70) présentant une densité de fils conducteurs plus faibles que dans les autres zones ou l’absence complète de fils conducteurs dans cette zone, et seulement des fils non-conducteurs formant filtre. Dispositif pour former des concrétions selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel les fils conducteurs (1, 12) sont associés à la structure textile par tissage, tricotage, couture, collage ou superposition. Dispositif pour former des concrétions selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel l’arrangement de conducteurs métalliques (1, 11, 12, 13) est relié directement ou indirectement à l’anode (7) au moyen d’un ou plusieurs collecteurs de courant (3, 31, 32, 33, 34), le ou chaque collecteur de courant (3, 31, 32, 33, 34) étant formé par un ou plusieurs des conducteurs métalliques de l’arrangement de conducteurs métalliques qui présentent une résistance linéique plus faible que les autres conducteurs de l’arrangement de conducteurs métalliques et/ou par plusieurs conducteurs métalliques agencés selon une densité supérieure aux autres conducteurs de l’arrangement de conducteurs métalliques (1, 11, 12, 13). Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le ou les conducteurs métalliques qui forment le collecteur de courant (3, 31, 32, 33, 34) présente une section plus importante que les autres conducteurs de l’arrangement de conducteur métalliques (1, 11, 12, 13). Dispositif pour former des concrétions selon l’une quelconque des revendications 12 et 13, dans lequel le collecteur de courant (3, 31, 32, 33, 34) est enduit d’un revêtement isolant, inhibant ou limitant le fait que leur propre surface ne soit en contact avec l’électrolyte. Dispositif pour former des concrétions selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel l’arrangement de conducteurs métalliques est réalisé en métal déployé obtenu par des cisaillements à intervalles réguliers d’une plaque métallique et dans lequel le collecteur de courant est une bande pleine de métal obtenue par une augmentation localisée de l’intervalle entre les cisaillements. Procédé de dimensionnement d’un dispositif cathodique (8) comprenant les étapes suivantes : - Choisir un dispositif cathodique (8) comportant un arrangement de conducteurs métalliques (1, 11, 12, 13) formant un maillage développable en plan dans un plan P, le dispositif cathodique (8) présentant un coefficient surfacique α compris entre 20 % et 150 %, avec : α = surface chimique/surface d’influence ; la surface chimique correspondant à la surface totale des conducteurs métalliques destinée à être en contact avec le milieu électrolytique ; la surface d’influence correspondant à la projection orthonormée d’un volume d’influence dans le plan P ; et le volume d’influence correspondant au volume qui s’étend en tout point de l’espace distant de deux centimètres ou moins d’un des conducteurs métalliques lorsque le maillage est considéré développé en plan dans le plan P.