Contexte
La protection des infrastructures offshore en acier au carbone repose sur la combinaison d’un revêtement organique et d’une protection cathodique (PC) assurée par des anodes sacrificielles, conçues pour durer plusieurs décennies. En fin de vie des anodes, le potentiel de la structure dérive progressivement vers le potentiel libre, entrant dans une phase de sous-polarisation avec une vitesse de corrosion résiduelle non négligeable. Dans le contexte de la reconversion d’infrastructures pétrolières en stockage de CO₂ ou d’eau, la question de l’acceptabilité d’une corrosion résiduelle sous faible polarisation devient stratégique. Or, les données de terrain à grande profondeur sont rares dans la littérature, et les conditions spécifiques des eaux profondes froides — basse température, faible vitesse d’écoulement, teneur réduite en oxygène dissous — sont susceptibles de conduire à des vitesses de corrosion bien inférieures à celles prédites par les normes en vigueur, établies principalement pour des conditions de surface.
Moyens
Deux lignes de mouillage instrumentées, identiques, ont été immergées pendant un an au large du bassin de Campos (Rio de Janeiro, Brésil) à 475 m (Ligne 1, champ Namorado) et 1085 m (Ligne 2, champ Barracuda) de profondeur, déployées et récupérées par véhicules téléopérés (ROV). Chaque ligne embarquait un porte-échantillons équipé d’éprouvettes d’acier au carbone (S235JR et DC01) soumises à différents niveaux de polarisation pseudo-potentiostatique, imposés par des combinaisons d’anodes galvaniques (AlIn, AlGa), de résistances shunt et de diodes basse tension. Des capteurs autonomes assuraient le suivi en continu du potentiel, de la température, de la profondeur, de la vitesse de courant, de l’oxygène dissous, de la salinité et du biofilm électroactif. En parallèle, une expérience comparative d’un an a été conduite en laboratoire à Brest dans de l’eau de mer naturelle renouvelée, à 3,6°C, sous conditions potentiostatiques contrôlées. La corrosion uniforme a été évaluée par perte de masse selon ISO 8407 et la corrosion localisée par microscopie optique numérique confocale.
Principaux résultats
L’étude démontre que la protection cathodique à faible polarisation est efficace pour réduire significativement la vitesse de corrosion dans les conditions profondes et froides étudiées. La vitesse de corrosion uniforme diminue nettement avec l’abaissement du potentiel, selon une relation de type Tafel dont la pente est plus faible en eau profonde froide qu’en conditions de surface, indiquant qu’une polarisation modérée suffit à obtenir une protection significative. Les vitesses de corrosion mesurées à l’OCP en champ sont cohérentes avec des données antérieures obtenues dans l’Atlantique Nord, mais significativement plus élevées que celles obtenues en laboratoire, soulignant les difficultés à reproduire fidèlement les conditions de terrain. Les potentiels de protection expérimentaux déterminés à partir des critères de vitesse de corrosion (10 et 25,4 µm/an) s’avèrent globalement plus électropositifs que la valeur recommandée par la norme ISO 15589-2, suggérant que le critère normatif est conservatif pour ces environnements. Ces résultats ouvrent la voie à une réévaluation des stratégies de protection dans les eaux profondes froides, notamment pour les structures en fin de vie d’anodes.