FR 2983303 A1 20130531 FR 1203250 A 20121130 - 1 - La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour mesurer la résistance au sol d'une structure métallique ou la résistivité du sol, en utilisant une structure métallique enterrée de grande taille, éventuellement sous protection cathodique. En l'absence de branchement électrique, la résistance au sol se mesure traditionnellement par la méthode des 62%. La résistivité du sol (proportionnelle à la résistance à la terre d'un piquet de terre) se mesure quand à elle par exemple avec la méthode Wenner. Ces techniques de mesure exigent de disposer d'un matériel électronique spécifique, de piquets à planter et d'une source de courant transportable. Elles sont donc coûteuses en matériel et en temps de travail physique. De plus, ces méthodes ne peuvent être appliquées en tout lieu 15 -notamment en zone urbanisée-, car il faut disposer d'une étendue de terrain suffisante, sur laquelle planter les piquets nécessaires. Le problème est particulièrement critique pour les transporteurs de liquides ou de gaz par canalisations enterrées, qui doivent périodiquement s'assurer : 20 - de la résistivité du sol le long des canalisations - que la résistance de la mise à la terre des postes de détente, des postes de livraison client, des équipements de protection contre la corrosion (poste de soutirage, de drainage, etc.)soit inférieure à ce que préconise la norme vigueur. 25 A titre d'exemple non limitatif, dans le domaine du contrôle de la protection cathodique via témoins métalliques des structures métalliques enterrées, à défaut de pouvoir mesurer la résistivité du sol (sol entièrement goudronné, en ville par exemple), on considère, par mesure conservatoire, que celle-ci est faible; et donc que le seuil 30 de polarisation dudit témoin métallique doit être inférieur à -850 mV, selon la norme NF12954. Si en pratique la résistivité du sol (non mesurée) est élevée, le potentiel dit « à courant coupé » ou « Eoff » maximum requis sera inaccessible (trop bas, le témoin ne pouvant se polariser à de telles valeurs). L'exploitant se retrouve donc avec des 35 valeurs officiellement insuffisantes -dos canalisations officiellement en danger de corrosion- bien que les experts savent qu'il n'y a probablement aucun souci. - 2 - Le procédé selon l'invention, et le dispositif selon l'invention-qui met en oeuvre ledit procédé selon l'invention- permettent de remédier à ces problèmes. Selon le procédé selon l'invention, en se servant d'une 5 canalisation de grande taille comme source de tension, il est possible de déterminer la résistance de la structure métallique enterrée à la terre lointaine, si ladite structure métallique est à proximité de ladite canalisation. La source de tension peut naturellement selon l'invention provenir d'un système lointain de protection cathodique, 10 d'une polarisation naturelle de la canalisation (source de tension trop réseaux urbains régime continu Europe). Selon 15 lointain permet, résistance à la mais particulièrement adaptée à des maillés), voire d'influences (courants vagabonds) en ou alternatif (fréquences industrielles: 50Hz en l'invention, la présence d'un poste de soutirage via son déversoir -lointain lui aussi-, d'abaisser la terre lointaine de la canalisation protégée par ledit résistive dans le cas général, soutirage, et donc améliorer la précision des mesures effectuées par le procédé le plus direct selon l'invention. Si ladite structure métallique a fonction de coupon métallique, 20 on déduira de la résistance mesurée ci-dessus, toujours selon le procédé selon l'invention, la résistivité moyenne de la terre, dudit coupon vers la terre dite lointaine, par l'application d'un simple coefficient multiplicateur (dimension d'une distance). Selon l'invention, ce coefficient peut être déterminé par calcul théorique 25 (formule de DWIGHT) ou -cas de structures métalliques aux formes complexes- de façon empirique (par exemple, de façon non limitative et selon l'invention, mesure de la résistivité du sol par la méthode Wenner et de la résistance au sol des dites structures par la méthode des 62%. Le rapport des deux valeurs permet ensuite, selon l'invention, 30 de passer d'une résistance mesurée à une résistivité de sol). Dans la suite du texte, y compris les revendications, et selon l'invention, nous appellerons « canalisation » la structure enterrée de préférence sous protection cathodique et « coupon » la structure dont on veut mesurer la résistance au sol: De façon non limitative, le 35 coupon selon l'invention peut être un témoin métallique de corrosion, une prise de terre électrique, un barreau de graphite, une canalisation tierce a priori bien isolée etc. - 3 - Dans la suite du texte, y compris les revendications, et selon l'invention, la « canalisation » peut-être un fil d'alimentation électrique (par exemple non limitatif le « neutre » du secteur 240V) relié à distance (souvent, au niveau du transformateur) à une bonne prise de terre ; ledit fil d'alimentation se comportera sous de nombreux aspects, selon l'invention, comme une canalisation (mise à la terre lointaine, permettant de mesurer la résistance à la terre lointaine du coupon, même si ladite mise à la terre n'est pas nécessairement métallique). Dans la suite du texte, y compris les revendications, et selon l'invention, nous appellerons « résistance au sol » la résistance du sol entre le coupon et la terre lointaine. Par extension, en cas de mesure selon l'invention de courants et tensions électriques alternatives, le procédé selon l'invention permettra de mesurer le module de l'impédance au sol du coupon. Dans la suite du texte, l'expression « résistance au sol » pourra s'appliquer audit module de l'impédance au sol du coupon. Selon le procédé normal selon l'invention, on commence par mesurer la résistance au sol du coupon, puis la résistivité du sol qui 20 l'entoure. Mais les deux valeurs étant proportionnelles, dans un mode particulier de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut tout aussi bien déterminer d'abord la résistivité, par utilisation systématique d'un coefficient multiplicateur. Cette méthode sera naturellement utilisée dans un dispositif selon l'invention mettant en 25 oeuvre le procédé selon l'invention, quand il sera destiné à la protection cathodique par exemple. Le procédé selon l'invention, et par conséquent tout dispositif selon l'invention, sont plus efficaces dans les conditions selon l'invention suivantes: 30 - la canalisation sous protection cathodique est bien isolée, donc présente certes des défauts, mais petits par rapport au coupon utilisé (en d'autres termes, la canalisation perturbe beaucoup moins le potentiel de terre local que le coupon, quand bien sûr il est relié à la canalisation. L'isolation de la canalisation doit être 35 d'autant meilleure que le sol est résistif). - la canalisation peut être utilisée comme source de tension, même reliée au coupon ci-dessous (sa résistance ou, plus généralement, son impédance à la terre lointaine est négligeable par rapport à la résistance au sol du coupon; à défaut, et en courant continu uniquement, il faut connaître la résistance au sol de la canalisation pour la soustraire à la résistance au sol mesurée. La canalisation reste alors source d'énergie électrique sans être une source de tension). Selon le procédé le plus direct selon l'invention, il n'est pas utile d'avoir une électrode de référence. Pour déterminer la résistance au sol du coupon, il n'est en effet pas nécessaire de mesurer les potentiels de la canalisation et du coupon, mais seulement la différence de potentiel entre la canalisation et le coupon - à courant coupé (canalisation et coupon non électriquement reliés). Une décomposition de la résistance du coupon en deux, par utilisation d'une électrode de référence (résistance à la terre locale puis résistance de la terre locale à la terre lointaine) est tout à fait possible selon l'état de l'art établi par la présente invention, mais utiliser un point intermédiaire (l'électrode) pour mesurer les potentiels de deux structures, puis en déduire la différence de potentiel entre les deux, ne peut être considéré comme nouveau et inventif et entre donc dans le cadre du procédé ici enseigné, plus direct et concis. Cependant, selon un procédé particulier selon l'invention, de façon non limitative, mais pour des raisons de répétabilité des mesures, le coupon peut être annulaire, entourant l'électrode de référence. C'est préférentiellement le cas pour des mesures orientées « protection cathodique », car il serait dommage de mesurer la résistivité du sol sans mesurer les potentiels à courant enclenchés et déclenchés du coupon « Eon » et « Eoff » (respectivement relié ou non à la canalisation). Dans ce procédé particulier selon l'invention, une électrode Cu/CuSO4 peut parfaitement être employée, mais toute électrode adaptée 30 à la mesure en protection cathodique est utilisable. Selon l'invention, la référence de la mesure doit préférentiellement être la même lorsqu'on mesure les potentiels de la canalisation et du coupon (même type d'électrode, si possible calibrée, et mieux encore évidemment la même électrode pour les deux mesures). 35 Selon le procédé le plus simple selon l'invention, on effectue successivement deux mesures selon l'invention. L'ordre dans lequel elles sont exécutées est sans importance, mais elles doivent être rapprochées dans le temps, surtout si le coupon n'est encore pas polarisé (le moindre courant le traversant modifie alors rapidement son potentiel électrochimique, de même que la disparition de ce courant). Selon le procédé selon l'invention, on dispose d'un moyen de relier électriquement la canalisation et le coupon. La liaison est idéalement résistive, de valeur Rliaison éventuellement nulle (Si le coupon est un petit témoin métallique par exemple). Selon l'invention, toute liaison électrique linéaire ou non pourrait être employée, selon qu'on cherche par exemple à travailler à certaines fréquences (isolation du 50Hz par exemple, pour connaître l'impédance du coupon à cette fréquence, ou blocage du courant alternatif par une bobine de forte inductance, par exemple non limitatif selon l'invention, quand la « canalisation selon l'invention » est par exemple le « neutre » d'une installation électrique). Cependant, selon l'invention, on peut souvent extraire les composantes spectrales qui nous intéressent par analyse spectrale. Dans le cas -préférentiel selon l'invention- où la liaison est purement résistive de valeur Ruaison, les deux mesures sont les suivantes : - On relie électriquement la canalisation au coupon au travers de ladite résistanceRliaisonOn mesure alors le courant /fermé passant dans la liaison (sens positif par convention de la canalisation vers le coupon). En l'absence de courants vagabonds, cette mesure peut concrètement se faire selon l'invention en court-circuitant les deux structures avec un simple ampèremètre. - On ouvre alors la liaison et on mesure rapidement (idéalement entre 10ms et is après la coupure, pour laisser le temps à la capacité électrolytique coupon-terre de se décharger, sans toutefois permettre au coupon de se dépolariser) la différence de potentiel courant coupé (circuit « ouvert ») entre la canalisation et le coupon (Eoana ouvertEcoupon ouvert) . En l'absence de courants vagabonds, cette mesure peut simplement se faire selon l'invention avec un voltmètre, dès que l'ampèremètre est retiré. Selon l'invention, on peut aussi procéder dans l'ordre inverse, en particulier si le coupon est en fait une prise de terre qu'on ne 35 souhaite pas polariser : - on mesure la différence de potentiel circuit « ouvert » entre la canalisation et le coupon (Ecana ouvert.-Ecoupon ouvert) - 6 - - on relie électriquement la canalisation au coupon au travers de ladite résistance On mesure alors le courant If...é passant dans la liaison (sens positif par convention de la canalisation vers le coupon). Selon l'invention, cette phase sera de courte durée, mais suffisamment longue (environ 10ms) pour charger la capacité électrolytique coupon-terre. Le plus simple, selon l'invention, est de laisser un voltmètre branché entre la canalisation et le coupon, et le court-circuiter régulièrement avec un ampèremètre (L'usage d'un synchro-rupteur est cependant préférable selon l'invention en cas de présence de courants vagabonds, l'oeil humain risquant de ne pas être assez rapide. Le montage est décrit plus loin). La résistance du coupon par rapport à la terre lointaine est 15 alors: (E E coupon,,,,,) coupon liaison I D fermé majorée de la résistance au sol de la canalisation Rc.',' qu'on peut soustraire si on la connaît. Dans ce cas, la résistance du coupon sera déterminée par la 20 formule évidente: = (E E coupon''') D coupon lçura I fermé Bien entendu, et surtout en présence de courants vagabonds, ces deux mesures peuvent se réaliser avec un chrono-rupteur, du type de ceux qu'on emploie pour mesurer les potentiels « on » et « off » de 25 témoins métalliques. Ces appareils disposent de trois plots: canalisation, témoin métallique et électrode de référence. Dans ce cas, selon le procédé selon l'invention, par exemple et de façon non limitative car des variantes sans avantage technique sont 30 utilisables, on reliera la canalisation à l'entrée « électrode de référence » et -via la résistance R11.1.- à l'entrée « canalisation ». On reliera aussi le coupon à l'entrée Bien entendu, toujours selon l'invention, on peut effectuer des mesures intermédiaires utilisant une électrode de référence. Selon le procédé selon l'invention, la résistivité globale du sol (autour du coupon jusqu'à la terre lointaine) est fonction linéaire de ladite résistance : p=1.R0'.''' (1 en mètres) En présence de bruit industriel, l'impédance de la canalisation à la terre à ces fréquences peut-être inférieure à la résistance à la terre de ladite canalisation (exemple: longue canalisation enrobée de Polyéthylène). Selon l'invention, et dans ce cas, on peut décider de remplacer la résistance par un condensateur de forte valeur C (impédance a priori négligeable par rapport à l'impédance au sol du coupon aux fréquences utilisées, et vérification a posteriori, en considérant le module de l'impédance calculée selon le procédé selon l'invention). L'avantage est que les phénomènes observés sont parfois plus stables à 50Hz (trains alimentés en courant continu par exemple), et qu'on évite la phase de polarisation du coupon -qui ne se polarise tout simplement pas à 50Hz. Les deux mesures selon l'invention sont alors: valeur efficace de l'amplitude(module) de la composante à 50Hz de la différence de potentiel(Ec.-E',,,,'20't) - valeur efficace de l'amplitude (module) de la composante à 50Hz de Ifermé Elles n'ont alors pas à être très rapprochées, et peuvent être réalisées avec un multimètre capable d'extraire la composante 50Hz (et non la simple composante « alternative » qui englobe de nombreuses fréquences; la notion de « module de l'impédance du coupon au sol » n'aurait alors aucun sens physique). Selon l'invention, le multimètre peut tout aussi bien mesurer des valeurs efficaces que des valeurs crêtes, puisque le procédé prévoit de faire le rapport entre la tension et le courant mesuré. Selon le procédé selon l'invention, le module de l'impédance à 50Hz du coupon par rapport à la terre lointaine est alors: (E cana,,' E coupon,,,,)1 1Z 50H I- Zcopon fermé) - 8 - Ne travaillant pour simplifier que sur des modules d'impédances, on ne pourra soustraire valablement l'impédance du condensateur éventuellement utilisé dans la liaison. On s'assurera donc a posteriori, selon l'invention, que le module 5 d'impédance ainsi calculé est grand devant le module de l'impédance du condensateur utilisé. 12.5°Hz--.>> 2 Tt- .50 Hz A défaut, il faudra utiliser un condensateur de plus forte valeur ou un simple court-circuit. 10 Selon l'invention, le module de l'impédance du coupon au sol à une fréquence non nulle donnée ne peut valablement donner une résistivité de sol. Les mesures en alternatif selon l'invention se cantonneront à la mesure de l'impédance d'une prise de terre électrique. 15 Selon l'invention, quand la « canalisation » est en fait le neutre d'une installation électrique (prise de terre éloignée de bonne qualité), il sera plus adapté -non obligatoire selon l'invention- de bloquer toute composante alternative ou tout au moins de la limiter fortement (inductance) pour ne travailler qu'avec la composante 20 continue. Selon l'invention, la différence de polarisation inévitable entre la prise de terre lointaine (à laquelle est relié le neutre) et le coupon (concrètement ici une véritable prise de terre locale) permettra de mettre en oeuvre le procédé le plus simple selon l'invention, et de mesurer la résistance de la prise de terre locale, 25 sans faire passer de courants importants, et sans perturber un éventuel disjoncteur différentiel). Selon une variante du procédé plus précise selon l'invention, on peut s'affranchir de la résistance au sol de la canalisation (Ragna) en utilisant deux canalisations distinctes et si possible éloignées. En 30 particulier, et de façon non limitative selon l'invention, on peut utiliser les deux demi-lignes d'une canalisation enterrée (de -2, résistances au sol a priori inconnues R.. -ana /et Ft_ ) accessibles au droit d'un raccord isolant, ou d'un poste de détente (demi-ligne haute pression en amont du poste, et demi-ligne moyenne pression en aval par 35 exemple). En appliquant successivement le procédé le plus simple selon l'invention entre - la canalisation de résistance au sol Rca'a/et le coupon, - 9 - - la canalisation de résistance au sol Rcana2 et le coupon, - les canalisations de résistance au sol R./ et Rcana2, on obtient respectivement selon le procédé selon l'invention, un système de trois équations linéaires à trois inconnues (R- Rcana2 et e,''' inconnues, mais Rilais.connue, bien sûr) : (E Ec E coupon Reoupon+ Reanal= liaison canal -couponk,', ,t ( Enmeervee E COUp0,1.) D R coupon cana2 - nliaison I canal COU,P0 ft', (Ecana2 &WU., ) R canal .1- Rcana2=nliaison r cana2-canalf' La résolution numérique de ces équations est évidente, et nous donne la valeur exacte de Rcc,,, Le dispositif selon l'invention peut ne comporter que deux interrupteurs ((7) omis par exemple, de façon non limitative), sachant qu'en court-circuitant deux interrupteurs à la fois (variante par rapport au procédé le plus précis selon l'invention, mais toujours variante selon l'invention), et en mesurant les tensions présentes entre les fiches (connectées à (2,3 ou 4)), et connaissant les valeurs des résistances (6), on peut facilement calculer les courants circulant dans chaque fiche (ou les courants traversant chaque interrupteur, ce qui est équivalent), et, partant, les résistances au sol Ra. Reanal et Tout ingénieur peut résoudre cette nouvelle équation linéaire à trois inconnues (calcul des courants dans les trois branches), qu'on ne détaille donc pas ici pour ne pas alourdir inutilement le texte. Selon le procédé selon l'invention, la mesure des courants de branche en n'utilisant que deux interrupteurs peut se faire avec un simple ampèremètre. Les différences de tension, en circuit ouvert (interrupteurs (7,8,9) ouverts) ou en circuit fermé (interrupteur correspondant fermé, (7) fermant le circuit entre les canalisations (2,3), (8) fermant le circuit entre (5) et (3), et (9) fermant celui entre (5) et (2)) sont mesurées par les convertisseurs analogique vers numérique (11,12,13), qui mesurent respectivement les tensions entre (2) et (3), (5) et (3), (5) et (2). En circuit ouvert, les mesures donnent la différence de tension à vide entre les différentes structures, et en circuit fermé, donnent indirectement le courant de court-circuit, par division de la différence de potentiel mesurée avec la valeur globale du shunt utilisé (par exemple, la valeur du shunt utilisé pour court-circuiter (2) et (3) est égale à la somme des deux résistances du haut (parmi les trois résistances (6) ). Un microcontrôleur (14) contrôle le tout (convertisseurs (11,12,13) et interrupteurs (7,8,9) via signaux de commande (10)) et dispose d'un affichage (15) pour donner à l'utilisateur le résultat de la mesure de résistance effectuée. De façon non limitative selon l'invention, surtout si le dispositif selon l'invention est dédié à la mesure de résistance au sol de prises de terre, le microcontrôleur ne ferme que très brièvement et alternativement les interrupteurs (7,8,9), pour éviter de polariser la prise de terre (5) et de faire chauffer inutilement les résistances shunt (6). L'interrupteur étant fermé, il déclenche une mesure sur le 30 convertisseur (11,12 ou 13) correspondant (convertisseur (11) pour interrupteur (7), (12) pour le (8) et (13) pour le (9)). L'interrupteur étant ouvert, il déclenche une mesure sur le convertisseur correspondant. Le microcontrôleur dispose alors de toutes les mesures (connaissant la valeur des résistances shunt (6)) pour appliquer le 35 procédé le plus précis selon l'invention, et en déduire les résistances au sol ', et R.2. Le microcontrôleur affiche alors ces résultats sur son écran (15). La mesure -par application cyclique du procédé le plus précis selon l'invention- peut être continue (par - 12 - exemple 2 cycles par seconde), sans intervention de l'opérateur autre que brancher les câbles de mesures. Cette caractéristique fait partie du procédé mis en oeuvre dans le dispositif selon l'invention. Dans le cas selon l'invention où on mesure la résistance au sol d'un la surveillance de la (9) devra être normalement la différence de potentiel à vide. En effet, dans ce cas précis selon l'invention, on cherche à garder le coupon (5) polarisé, et non à réduire les courants. 10 Selon> l'invention, on peut se passer de l'un des convertisseurs (11,12 ou 13), la mesure de deux différences de potentiel permettant d'en déduire la troisième, par addition ou soustraction (élémentaire). Cependant, pour des raisons de précision et de rapidité des mesures, cette simplification selon l'invention n'est pas la plus performante. 15 Selon le procédé selon l'invention mis en oeuvre dans le dispositif (1) selon l'invention, on repère automatiquement le passage au mode de fonctionnement le plus simple (une seule canalisation (2) ou (3) branchée) en mesurant un courant de court-circuit nul entre (2) et (3), puis entre (2) et (5) ou (3) et (5). Dans ce cas, le dispositif selon 20 l'invention affiche seulement le résultat majoré Rc,'',,', selon le procédé le plus simple selon l'invention, et, ce, selon l'invention, de façon automatique (par mesure de courants nuls entre (2) et (3), puis entre (2) et (5) ou (3) et (5)). Le dispositif selon l'invention peut naturellement et selon l'invention 25 comprendre, outre les deux ou trois fiches décrites ci-dessus (respectivement dispositif simplifié ou normal selon l'invention) une fiche « électrode de référence », et un moyen de mesurer la différence de potentiel entre le coupon et ladite électrode de référence, à courant coupé (coupon et canalisation isolés ; mesure dite « Eoff ») ou 30 coupon et canalisation reliée (mesure dite « Eon »). Le dispositif normal (à trois fiches, décrit plus haut) selon l'invention peut aussi facilement être configure à la volée pour ne pas court-circuiter une fiche (via (7), (8) ou (9)) qui est connectée à une électrode de référence. Tout homme de l'art sait réaliser un tel dispositif. 35 Selon l'invention, la détection de la présence d'une électrode de référence connectée à une fiche normalement dédiée à une canalisation (2 ou 3) (dispositif normal selon l'invention) peut être automatique : En effet, une électrode de mesure présente une forte impédance (de coupon « témoin canalisation (2) fermé, et ouvert métallique »(5) dédié à par exemple, l'interrupteur seulement pour la mesure de - 13 - l'ordre du kOhm), repérable par l'intensité réduite (généralement inférieure au mA) qui circule dans les résistances shunt (6) quand un des deux interrupteurs reliés à la dite électrode de mesure se ferme (par exemple, si l'électrode de référence remplace la canalisation (3), le courant sera réduit quand les interrupteurs (8) ou (7) seront fermés), alors qu'une différence de potentiel même minime est mesurable quand lesdits interrupteurs sont ouverts. Selon l'invention, le dispositif peut comprendre une résistance interne de l'ordre du Méga Ohms entre ses fiches, ce qui aide à faire la 10 différence entre une fiche non connectée et une fiche connectée à une électrode de référence (sans donc courant réduit et courant nul). avoir à faire la différence entre Selon l'invention: 15 - on utilise une canalisation, ou autre structure métallique enterrée de grande taille ou lointaine, éventuellement sous protection cathodique, et éventuellement via un câble d'alimentation électrique, de résistance à la terre Ragna -idéalement mais pas obligatoirement négligeable- comme source d'énergie électrique 20 - on utilise une liaison électrique commutable (position ouverte ou fermée) permettant de relier électriquement et temporairement la canalisation au coupon; ladite liaison présentant éventuellement une résistance de valeur Rilaiaon non nulle en position fermée; - on ferme ladite liaison et on mesure le courant Iffermé la traversant 25 (sens positif par convention de la canalisation vers le coupon); - on ouvre ladite liaison et on mesure la différence de potentiel (circuit « ouvert ») entre la canalisation et le coupon (Baena ouvertcoupon ouvert) ; les deux précédentes mesures (à liaison fermée et ouverte) pouvant être réalisées dans n'importe quel ordre; 30 - on détermine alors la résistance du coupon par rapport à la terre lointaine par application de la formule: (Eccui --Ec° uP° n )tn Rcoupon= Aliaison- Rcana fermé - on peut utiliser un appareil de mesure de tensions « on » et « off » 35 pour la mesure sur témoins métalliques en protection cathodique; ces appareils disposant de connecteurs « canalisation », « témoin - 14 - métallique » et « électrode de référence », on relie la canalisation à l'entrée « électrode de référence » et -éventuellement via une résistance Rmaisorr à l'entrée « canalisation »; on relie aussi le coupon à l'entrée « témoin métallique »; ledit appareil de mesure nous fourni alors une tension « off » qui est -(Eca=,. ouvert--Ecoupon ouvert) et un courant I. qui est au signe près /fermé. - on peut aussi utiliser deux canalisations (2,3), ou autres structures métalliques enterrées de grande taille ou lointaines, éventuellement sous protection cathodique, et éventuellement via des câbles d'alimentation électrique, de résistance à la terre lointaine Ro., pour la première canalisation et 111.2 pour la deuxième comme sources d'énergie électrique ; on utilise alors trois liaisons électriques commutables (7,8,9) (position ouverte ou fermée) permettant de relier électriquement, temporairement et indépendamment lesdites canalisations (2,3) entre elles ou au coupon (5); lesdites liaisons présentant éventuellement des résistances de valeur non nulle en position fermée (6); on ferme successivement et indépendamment lesdites liaisons (7,8 ou 9) -entre les deux canalisations (2 et 3), entre la première canalisation (2) et le coupon (5), et entre la deuxième canalisation (3) et ledit coupon (5)- et on mesure les trois valeurs des courants traversant ; on ouvre lesdites liaisons (7,8,9) et on mesure directement ou non les différences de potentiel (circuit « ouvert ») entre lesdites canalisations seules (2 et 3) et entre lesdites canalisations et le coupon (2 et 5 ou 3 et 5)- sachant que deux mesures physiques de différences de potentiel (par exemple entre (2) et (3) puis entre (2) et (5) permettent d'en déduire la troisième, entre (3) et (5) ) ; les deux précédentes séries de mesures (à liaison fermée et ouverte) pouvant être réalisées dans n'importe quel ordre; on détermine alors la résistance du coupon par rapport à la terre lointaine par résolution d'un système linéaire de trois équations à trois inconnus de type : (E cana 1011Vell E coupon ., ) R coupon+ R canal= A liaison I canal - coupon f,',é (E E coupon,) R coupon+ R cana2= A liaison 1 cana2 - coupon k.' - 15 - E cana2 E canal R cana 1+ R cane= r liaisonnYe canal-canal f,',é - on peut utiliser deux canalisations ((2) et (3), éventuellement 5 isolées par un raccord isolant (4)), ou autres structures métalliques enterrées de grande taille ou lointaines, éventuellement sous protection cathodique, et éventuellement via des câbles d'alimentation électrique, de résistance à la terre lointaine Rca'a/ pour la première canalisation et le,' pour la deuxième comme sources d'énergie 10 électrique ; on peut alors utiliser deux liaisons électriques commutables (7 et 8, ou 7 et 9 ou 8 et 9) (position ouverte ou fermée) permettant de relier électriquement et temporairement lesdites canalisations (2,3) entre elles ou au coupon (5) -fermeture d'une seule liaison, ou des deux à la fois-; lesdites liaisons présentant 15 éventuellement des résistances de valeur non nulle en position fermée (via résistances shunt 6); on ferme successivement chacune des deux liaisons puis les deux à la fois et on mesure directement ou non les valeurs des courants passant dans chaque liaison ; on ouvre lesdites liaisons (deux parmi 7,8,9) et on mesure directement ou non les 20 différences de potentiel (circuit « ouvert ») entre lesdites canalisations seules (2 et 3) et entre lesdites canalisations et le coupon (2 et 5 ou 3 et 5)- sachant que deux mesures physiques de différences de potentiel (par exemple extre (2) et (3) puis entre (2) et (5) permettent d'en déduire la troisième, entre (3) et (5) ) ; les 25 deux précédentes séries de mesures (à liaison fermée et ouverte) pouvant être réalisées dans n'importe quel ordre; on détermine alors la résistance du coupon par rapport à la terre lointaine par résolution d'un système linéaire de trois équations à trois inconnus, que tout homme de l'art sait résoudre. 30 - la résistivité p moyenne du sol du coupon vers la terre lointaine est déterminée par application d'un coefficient multiplicateur 1 tel que p=1.R.,,,,,z; ce coefficient pouvant être déterminé par un calcul théorique ou de façon empirique. 35 - Le dispositif comporte deux ou trois interrupteurs (7,8,9) (optocoupleurs, relais statiques ou mécaniques, et de façon plus - 16 - générale, interrupteur électronique galvaniquement isolé ou non), permettant d'isoler entre elles ou de relier électriquement et temporairement trois structures (2,3,5), deux à deux (via 7 et 8, ou 7 et 9 ou 8 et 9 et éventuellement des résistances shunt (6)), ou toutes les trois ensemble (2,3 et 5 reliées électriquement directement par lesdits interrupteurs via éventuellement des résistances shunt (6)) ; il comporte les moyens de mesurer directement (au moins via les convertisseurs analogique/numérique 11 et 12 ou 11 et 13 ou 12 et 13) au moins deux différences de potentiel entre les trois structures 10 auxquelles il peut se connecter (2,3,5) ; il comporte les moyens de mesurer les courants traversant les interrupteurs présents (deux au moins parmi 7,8,9), par mesure directe desdits courants ou par mesure des différences de potentiel (via par exemple les convertisseurs analogique/numériques 11 et/ou 12 et/ou 13) et application de la loi 15 d'Ohm en considérant les valeurs des résistances (6)). - Le dispositif peut comporter une entrée « électrode de référence » dédiée, permettant d'effectuer des mesures de protection cathodique classiques (mesures sur coupons ou témoins métalliques). 20 - Le dispositif dispose d'un moyen de détecter la présence d'une électrode de référence par détection d'une tension à vide non nulle et d'un courant de court-circuit faible, et donc s'abstenir de court-circuiter ensuite ladite électrode de mesure et de l'utiliser comme 25 telle. Les applications industrielles du procédé selon l'invention sont nombreuses, par exemple, et de façon non limitative: - mesure de la résistivité du sol au droit d'un témoin 30 métallique, permettant de déterminer un seuil de polarisation cathodique maximum (Domaine: protection cathodique contre la corrosion) - mesure de la résistance d'une prise de terre (Domaine: installations électriques et sécurité des personnes). - de façon plus générale, mesurer la résistance à la terre 35 lointaine d'une structure conductrice, située électriquement à proximité d'une ou deux structures conductrices enterrées proches. - Mesure de la résistance au sol lointain de canalisations, en vue d'ajuster leur besoins en courant de protection cathodique (réglage - 17 - optimal d'un soutirage ou d'un drainage de courant, réalisé de façon automatique ou non, via éventuellement tout dispositif spécifique qu'un homme de l'art saurait réaliser, selon l'invention). REVENDICATIONS1)Procédé pour mesurer la résistance au sol ft,'',,' d'un coupon métallique (5)-une prise de terre électrique métallique ou non étant ici considérée comme un coupon- caractérisé en ce que: - on utilise une canalisation, ou autre structure métallique enterrée de grande taille ou lointaine (2), éventuellement sous protection cathodique, et éventuellement via un câble d'alimentation électrique, de résistance au sol (à la terre lointaine) R..1 -idéalement mais pas obligatoirement négligeable- comme source d'énergie électrique - on utilise une liaison électrique commutable (9) (position ouverte ou fermée) permettant de relier électriquement et temporairement la canalisation (2) au coupon (5); ladite liaison (9) présentant éventuellement une résistance de valeur Ril,' non nulle (6) en position fermée; - on ferme ladite liaison (9) et on mesure le courant I. alvers coupon fermé la traversant (sens positif par convention de la canalisation vers le coupon) ; - on ouvre ladite liaison (9) et on mesure la différence de potentiel (circuit « ouvert ») entre la canalisation (2) et le coupon ( ) ( .lecanal ouvertlecoupon ouvert) les deux précédentes mesures (à liaison fermée et ouverte) pouvant être réalisées dans n'importe quel ordre; - on détermine alors la résistance au sol (ou résistance par rapport à la terre lointaine) du coupon R00,,,'3 par application de la formule: E canal coupon, ) R coupon= D R canal canal vers _coupon fr,',, 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un appareil de mesure de tensions « on » et « off » pour la mesure sur témoins métalliques en protection cathodique; ces appareils disposant de connecteurs « canalisation », « témoin métallique » et « électrode de référence », on relie la canalisation (2) à l'entrée « électrode de référence » et -éventuellement via une résistance Ruai.- à l'entrée « canalisation »; on relie aussi le coupon (5) à l'entrée « témoin métallique »; ledit appareil de mesure nous fourni alors une tension « off » qui est - (E.na ouvert-Ecouponouvert) et un courant Ion qui est 35 au signe près --canal vers coupon fermé.- 19 - 3)Procédé selon la revendication 1 , permettant de calculer exactement la valeur de la résistance au sol Raoupon du coupon (5) sans connaître la résistance au sol R." de la canalisation (2) utilisée, 5 caractérisé en ce que : - en plus de ladite canalisation ou autre structure métallique enterrée (2) de résistance au sol Raan", on utilise une deuxième canalisation , ou autre structure métallique enterrée de grande taille ou lointaine (3), éventuellement sous protection cathodique, et éventuellement via 10 des câbles d'alimentation électrique, de résistance au sol (à la terre lointaine) Rcana2 , comme deuxième source d'énergie électrique, - en plus de ladite liaison électrique commutable (9) on utilise deux liaisons électriques commutables supplémentaires(7 et 8) (position ouverte ou fermée) permettant de relier électriquement, temporairement 15 et indépendamment la deuxième canalisation (3) de résistance au sol R..2 à la première canalisation (2) de résistance au sol et.i, et au coupon (5); lesdites liaisons présentant éventuellement des résistances de valeur Rli'aannon nulle en position fermée (6); - en plus de fermer la liaison (9) entre la première canalisation (2) 20 et le coupon (5) et de mesurer le courant Icesnal vers coupon fermé la traversant, on ferme successivement et indépendamment les liaisons supplémentaires (7 et 8) -entre les deux canalisations (2 et 3), et entre la deuxième canalisation (3) et ledit coupon (5)- et on mesure les deux valeurs Inana2 vers canal fermé et Icana2 vers coupon fermé des courants traversants, en ne fermant 25 qu'une liaison à la fois ; - en plus d'ouvrir la liaison (9) et de mesurer la différence de potentiel (circuit « ouvert ») entre la première canalisation (2) et le coupon (5) (Ecanal_ouvert-Ecoupon ouvert) on ouvre lesdites liaisons supplémentaires(7,8) et on mesure directement ou non les différences de 30 potentiel (circuit « ouvert ») (Ecanalouvert-Ecana2 ouvert) entre lesdites canalisations seules (2 et 3) et/ou ouvert) , entre la deuxième canalisation (3) et le coupon (5)- sachant que deux mesures physiques de différences de potentiel (par exemple entre (2) et (3) puis entre (2) et (5) permettent d'en déduire la troisième, entre (3) 35 et (5) ) ; les deux précédentes séries de mesures (à liaison fermée et ouverte) pouvant être réalisées dans n'importe quel ordre; - en plus de déterminer la résistance au sol du coupon Rco.on en fonction de Bcanes1i on détermine aussi la résistance au sol 120,,,,,'' du coupon en5- 20 - fonction de la résistance au sol Rcan.2 de la deuxième canalisation et la résistance au sol R.1 de la première canalisation en fonction de la résistance au sol PL - de la deuxième canalisation par les formules : E coupon' ) R T - coupon Rliaison R canal canal vers.__ couponw, cana2 E wupon_,) Rcoupon= T cana2 _vers _coupon f', canal E canal ) Rcana. R cana2 T canal _ vers _canal qui forment un système de trois équations linéaires à trois inconnues RCOUp012 Rcana 1 et Rcana2) qui permet à tout homme de l'art de calculer la résistance au sol exacte Rcoupon du coupon (5), ainsi que R.../ et fteme. 10 4) Procédé selon la revendication 1 , permettant de calculer exactement la valeur de la résistance au sol Raoupon du coupon (5) sans connaître la résistance au sol R",,mal de la canalisation (2) utilisée, caractérisé en ce que : 15 - en plus de ladite canalisation ou autre structure métallique enterrée (2) de résistance au sol &anal, on utilise une deuxième canalisation, ou autre structure métallique enterrée de grande taille ou lointaine (3), éventuellement sous protection cathodique, et éventuellement via des câbles d'alimentation électrique, de résistance au sol (à la terre 20 lointaine) Rcana2 comme deuxième source d'énergie électrique, - en plus de ladite liaison électrique commutable (9) on utilise une deuxième liaison électrique commutable (7 ou 8) (position ouverte ou fermée) permettant de relier électriquement, temporairement et indépendamment la deuxième canalisation (3) de résistance au sol re.2 25 soit à la première canalisation (2) de résistance au sol Rcanal soit au coupon (5); ladite liaison présentant éventuellement une résistance de valeur Rmaisonnon nulle en position fermée (6); - en plus de fermer la liaison (9) entre la première canalisation (2) et le coupon (5), et de mesurer le courant Ic anal_vers coupon fermé la 30 traversant, on ferme aussi la deuxième liaison (7 ou 8), seule, puis en même temps que la première liaison (9), et on mesure les courants traversants les deux liaisons fermées dans chacun de ces trois cas; - en plus d'ouvrir la liaison (9) et de mesurer la différence de potentiel (circuit « ouvert ») entre la première canalisation (2) et le R Rcana2- 21 - coupon (5) (EcanaL...'-E.p. , on ouvre aussi la deuxième liaison (7 ou 8) et on mesure directement ou non les différences de potentiel (circuit « ouvert ») entre lesdites canalisations seules (2 et 3) et/ou entre la deuxième canalisation (3) et le coupon (5)- sachant que deux 5 mesures physiques de différences de potentiel (par exemple entre (2) et (3) puis entre (2) et (5) permettent d'en déduire la troisième, entre (3) et (5) ) ; les deux précédentes séries de mesures (à liaison fermée et ouverte) pouvant être réalisées dans n'importe quel ordre; - en plus de l'équation donnant eL --oupon en fonction de 14- - -ana 1 10 (E canal E coupon'',,,,) Rcoupon= rRdiaison-R canal canal _ vers _couponfr,' tout homme de l'art peut établir les deux équations linéaires supplémentaires (dépendant du choix de la deuxième liaison [7 ou 8] permettant de relier électriquement la deuxième canalisation (3) soit à la première canalisation (2) soit au coupon (5)), équations qui 15 permettent de calculer la résistance au sol exacte Rcoupon du coupon (5), ainsi que et., et P:c,ma2. 5) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la résistivité p moyenne du sol du coupon vers la terre lointaine est 20 déterminée par application d'un coefficient multiplicateur / tel que p=/.R../...; ce coefficient pouvant être déterminé par un calcul théorique ou de façon empirique. 6) Dispositif (1) destiné à mettre en oeuvre le procédé selon la 25 revendication 3 ou les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que : - il comporte trois interrupteurs (7,8,9) (optocoupleurs, relais statiques ou mécaniques, et de façon plus générale, interrupteur électronique galvaniquement isolé ou non), permettant d'isoler entre elles ou de relier électriquement et temporairement trois structures 30 (2,3,5) deux à deux (via 7, 8 et 9 et éventuellement des résistances shunt (6)), - il comporte les moyens de mesurer directement (au moins via les convertisseurs analogique/numérique 11 et 12 ou 11 et 13 ou 12 et 13) au moins deux différences de potentiel entre les trois structures 35 auxquelles il peut se connecter (2,3,5),- 22 - - il comporte les moyens de mesurer les courants traversant les interrupteurs (7,8,9), par mesure directe desdits courants ou par mesure des différences de potentiel (via par exemple les convertisseurs analogique/numériques 11 et/ou 12 et/ou 13) et application de la loi d'Ohm en considérant les valeurs des résistances (6)). 7) Dispositif (1) destiné à mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 4 ou les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que : - il comporte deux interrupteurs (7 et 9 ou 8 et 9) (optocoupleurs, 10 relais statiques ou mécaniques, et de façon plus générale, interrupteur électronique galvaniquement isolé ou non), permettant d'isoler entre elles ou de relier électriquement et temporairement trois structures (2,3,5), soit deux à deux (via 7 et 9 ou 8 et 9 et éventuellement des résistances shunt (6)), soit toutes les trois ensemble (2,3 et 5 15 reliées électriquement par lesdits interrupteurs [7 et 9 ou 8 et 9] via éventuellement des résistances shunt [6]) - il comporte les moyens de mesurer directement (au moins via les convertisseurs analogique/numérique 11 et 12 ou 11 et 13 ou 12 et 13) au moins deux différences de potentiel entre les trois structures 20 auxquelles il peut se connecter (2,3,5) - il comporte les moyens de mesurer les courants traversant les deux interrupteurs (7 et 9 ou 8 et 9), par mesure directe desdits courants ou par mesure des différences de potentiel (via par exemple les convertisseurs analogique/numériques 11 et/ou 12 et/ou 13) et 25 application de la loi d'Ohm en considérant les valeurs des résistances (6)). 8) Dispositif (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte une entrée « électrode de référence » dédiée, 30 permettant d'effectuer des mesures de protection cathodique classiques (mesures sur coupons ou témoins métalliques), et en particulier, de mesurer la différence de potentiel entre le coupon (5) et ladite électrode de référence, à courant coupé (coupon et canalisation isolés ; mesure dite « Eoff ») ou coupon (5) et canalisation (2) reliés 35 (mesure dite « Eoe, »). 9) Dispositif (1) selon la revendication 6 ou 7 , caractérisé en ce qu'il dispose d'un moyen de détecter la présence d'une électrode de- 23 - référence à la place d'une structure (3), par détection d'une tension à vide non nulle et d'un courant de court-circuit faible, et donc de s'abstenir de court-circuiter ensuite ladite électrode de mesure et de l'utiliser comme telle. 10) Procédé pour mesurer la « résistance au sol » (module de l'impédance au sol), d'un coupon métallique (5)-une prise de terre électrique métallique ou non étant ici considérée comme un coupon-caractérisé en ce que, en présence de bruit industriel (50Hz en Europe): - on utilise une canalisation, ou autre structure métallique enterrée de grande taille ou lointaine (2), éventuellement via un câble d'alimentation électrique, comme source de tension alternative - on utilise une liaison électrique commutable (9)(position ouverte ou 15 fermée) permettant de relier électriquement et temporairement la canalisation (2) au coupon (5); ladite liaison (9) présentant éventuellement un condensateur en série (6) en position fermée, pour bloquer la composante continue; - liaison (9) ouverte, on mesure la valeur efficace de l'amplitude 20 (module) de la composante à 50Hz de la différence de potentiel (circuit « ouvert ») entre la canalisation (2) et le coupon (5) I(lecanal ouvert-Ecoupon ouvert) I - liaison (9) fermée, on mesure la valeur efficace de l'amplitude (module) de la composante à 50Hz du courant Ifeimé la traversant; 25 - on détermine alors la « résistance au sol » (ou module de l'impédance par rapport à la terre lointaine) I Zffliz coupon I du coupon (5) par application de la formule: 30 IZ 50Hz,' = I( E cana'',- E coupon,,,',Ji Il fermé'