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Corrosion et protection cathodique des conduites souterraines

Bouzidi, Djamel (2011). Corrosion et protection cathodique des conduites souterraines. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

De nos jours, la détérioration des conduites souterraines par le phénomène de corrosion est devenue une préoccupation croissante des secteurs industriels et environnementaux dans les pays développés. En effet, la croissance annuelle du nombre de bris surgissant dans les réseaux d’aqueduc et les budgets énormes de réhabilitation qui en résultent sont à l’origine de la recherche de techniques innovatrices en termes d’évaluation et de prévention contre l’avarie de la corrosion.

Les conduites utilisées dans le système de distribution d'eau sont principalement fabriquées en fonte. La dégradation par corrosion de ce type de conduites métalliques a reçu une grande attention de la part des ingénieurs des municipalités, des compagnies de distribution d’eau et aussi des producteurs de ces matériaux. Dans ce contexte, on révèle que l’absence d’une opinion cohérente sur la performance en service de ces réseaux ne cesse de remettre en question les causes plausibles de rupture, la résistance à la corrosion et les méthodes fiables de prévention contre la corrosion. De ce fait, on s’est proposé cette thématique de recherche dont l’objet principal est d’établir un modèle de diagnostic basé sur l’évaluation des paramètres du sol entourant la conduite, l’analyse chronologique des séries de bris et l’évaluation du système de protection cathodique lorsque appliqué. Les corrélations établies entre les paramètres composant ce modèle ont permis de réaliser une inspection directe sur les conduites aux sites jugés à risque afin d’évaluer l’activité de la corrosion développée sur les surfaces externes des conduites d’aqueduc. En outre, l’ensemble des données recueillies permettent de calculer la vitesse de corrosion et de la relier aux paramètres pertinents tels que la corrosivité du sol, le pH et la teneur en ions chlorure.

Les résultats obtenus par cette étude confirment que la résistivité du sol est le paramètre le plus pertinent ayant un effet important sur la vitesse de corrosion externe. Ce paramètre de rupture a été à son tour relié à un ensemble de facteurs dont la concentration en ions chlorure et le pH. Le modèle du diagnostic permet ainsi de classifier la corrosivité du sol entourant la conduite selon la valeur des différentes variables indépendantes retenues. D’autre part, il a été trouvé que pour le même sol, le premier critère explicatif du bris des conduites d’aqueduc est l’année de pose de celles-ci. Cependant, les inspections réalisées ont démontré que dans un sol de très faible résistivité, la corrosivité du sol semble avoir un impact crucial sur la corrosion de la conduite, et ce indépendamment de l’année de son installation. Concernant les systèmes de protection cathodique installés, il a été retenu que ces derniers sont majoritairement fonctionnels mais avec des degrés de performance variables. Néanmoins, une protection cathodique installée adéquatement demeure une solution efficace pour la réduction des bris.

Titre traduit

Corrosion and cathodic protection of metallic pipe for water distribution

Résumé traduit

Now days, the deterioration of underground pipes by corrosion phenomenon has become a growing concern for environmental and industrial sectors in the developed countries. In fact, the annual growth of the number of breaks occurring in water systems and the huge rehabilitation’s budgets have led to the research of innovative techniques in terms of assessment and prevention against corrosion damage.

The pipes used in water distribution system are mainly made of cast iron materials. The degradation by corrosion of such material pipes has received a great attention from engineers of municipalities, water companies as well as materials producers. In this context, it reveals that the lack of a coherent opinion about the service performance of these networks of water mean continues to bring into question with regard to the fracture causes, the corrosion resistance and then the reliable methods of prevention against corrosion. Therefore, this research subject was proposed in order to establish a diagnostic model based on the evaluation of soil parameters surrounding the conduct, the chronological analysis of breakage and also the evaluation of cathodic protection system once applied. The established correlations between the different parameters constituting this model have allowed us to carry out a direct inspection on the risky site in order to assess the corrosion activity developed on the external surfaces of the water means. In addition, the collected data serve to calculate the corrosion rate and then to link it to the main parameters such as the soil corrosivity, pH and chloride ion content.

The results of this study confirm that the soil resistivity is the most relevant parameter having a significant effect on the rate of external corrosion. This parameter is controlled by a combination of other factors including the concentration of chloride ions and pH. Also, the diagnostic model allows classifying the soil corrosivity surrounding the pipe according to the value of the different retained variables. On the other hand, it was found that for the same soil, the first explanatory criterion of water main’s breakage is the year of the laying pipe. However, inspections have shown that in a very low soil resistivity, the soil corrosivity appears to have a crucial impact on the corrosion of the pipe regardless the year of its laying. Concerning the cathodic protection systems installed, it was founded that they are mostly functional but with varying degrees of performance. However, cathodic protection installed properly remains an effective solution to reduce the breakage of water mains.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie, concentration en génie de l'environnement". Bibliogr. : f. [151]-155.
Mots-clés libres: Réseaux souterrains. Réseaux souterrains Corrosion. Réseaux souterrains Protection cathodique. Aqueducs. Aqueducs Corrosion. Aquaducs Protection cathodique. Bris, Résistivité, Sol
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Bennis, Saad
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 20 mai 2011 19:36
Dernière modification: 16 févr. 2017 21:27
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/877

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