La protection cathodique des structures sous-marines est assurée de deux manières : soit par des anodes sacrificielles (appelées aussi « consommables » ou « galvaniques »), soit par courant imposé avec une source externe de courant continu et des anodes auxiliaires.

 

Les anodes sacrificielles sont constituées de métaux ayant un potentiel électrochimique plus négatif que la structure à protéger. La structure à protéger et l’anode qui lui est reliée électriquement (par soudage par exemple) forment une cellule galvanique ; l’anode sacrificielle se dissout et fournit le courant de protection cathodique. Le courant de protection circule de l’anode vers le milieu électrolytique (eau, terre), puis traverse le revêtement de protection vers la structure à protéger, afin d’amener le potentiel de la structure à un potentiel plus négatif (principe de la polarisation cathodique). Une protection complète contre la corrosion est obtenue lorsque le potentiel de la structure est abaissé pour atteindre le domaine de protection qui, pour l’acier, est égal à -0,8 V par rapport à une électrode au chlorure d’argent.

 

Afin de polariser la structure jusqu’au potentiel de protection, il est nécessaire de fournir une densité de courant de protection cathodique appropriée. La densité de courant requise est étroitement liée à l’état du revêtement de protection. En d’autres termes, plus les propriétés de barrière du revêtement sont bonnes, plus la densité de courant de protection est faible. Les valeurs moyennes de la densité de courant de protection pour l’acier nu dans l’eau de mer sont comprises entre 80 et 100 mA/m2. Le nombre d’anodes doit être suffisant pour que l’intégralité de la surface de la structure à protéger soit polarisée au plein potentiel de protection cathodique. Si le courant fourni est trop faible (trop peu d’anodes), la structure ne sera pas polarisée au potentiel de protection. À des potentiels plus positifs que -0,8 V (par rapport à une électrode au chlorure d’argent), il se produit une protection cathodique partielle, auquel cas les processus de corrosion ne sont pas complètement éliminés.

 

La protection par une source externe de courant consiste à imposer un courant entre l’anode et la structure à protéger. Comme dans le cas des anodes sacrificielles, la structure à protéger est dans un état de polarité négative, c’est-à-dire de protection cathodique. Mais dans le cas d’un courant imposé, les anodes ne vont en général pas se dissoudre et de l’oxygène sera libéré. La taille des anodes doit être choisie en fonction de la surface de la structure à protéger. Les anodes les plus fréquemment utilisées sont en titane, revêtues d’oxydes métalliques mixtes.