Protection des Canalisations contre la Corrosion Électrolytique

Problématique des Courants Vagabonds

Il est difficile de prévenir une proportion significative de courants électriques qui s'échappent des rails et se propagent vers la terre à proximité des stations, avant de rejoindre les rails plus loin. Ces courants sont inévitables car le pôle négatif de la sous-station est connecté à la fois aux rails et à la terre.

Impact sur les Canalisations Métalliques

Ces courants de fuite, ou courants vagabonds, empruntent les chemins de moindre résistance électrique. Ils se dirigent notamment vers les structures métalliques enterrées telles que les conduites d'eau ou de gaz, et les gaines de câbles de télécommunications.

Aux endroits où ces courants quittent les canalisations pour retourner à la terre, des effets destructeurs se manifestent en raison de la corrosion électrolytique. Ces risques sont principalement associés aux installations de courant continu, mais leurs effets sont aggravés si des courants alternatifs s'y ajoutent.

Ainsi, pour une canalisation parallèle à la voie ferrée, les zones les plus vulnérables se situent à proximité des stations. Ces effets peuvent se produire même à de grandes distances de l'axe de la voie ferrée, parfois à des centaines de mètres pour un sol de conductivité moyenne.

Méthodes de Réduction et de Protection

Pour réduire les courants de fuite, il est possible d'isoler au maximum les rails du sol en utilisant un ballast propre, assurant ainsi une faible résistance électrique du circuit de retour.

Une autre approche consiste à protéger directement les canalisations. Cela peut se faire de deux manières :

• Protection directe : Utilisation de tuyaux non métalliques.
• Protection indirecte : Mise en œuvre de systèmes spécifiques :

Drainage Électrique

Cette méthode consiste à établir une connexion électrique entre la canalisation et le rail. Cela permet aux courants de fuite, qui sont entrés dans la canalisation, de la quitter sans passer par le contact canalisation-sol, évitant ainsi la corrosion.

Cependant, cette méthode présente un inconvénient majeur : il est absolument nécessaire que la tension du rail soit toujours négative par rapport au sol à l'endroit choisi. Si la polarité venait à s'inverser (par exemple, lors d'une mise hors service du poste), un courant serait introduit dans la canalisation et s'échapperait ailleurs, causant des dommages.

Pour éviter ce risque, la connexion de sortie est équipée d'un dispositif qui ne permet au courant de circuler que dans une seule direction. C'est ce qu'on appelle le drainage électrique polarisé.

Drainage Forcé (ou par Alimentation Externe)

Un conducteur est inséré entre le rail et une source d'alimentation externe à la canalisation, afin d'élever le potentiel électrique de la canalisation par rapport au milieu environnant. Cela évite les risques d'inversion de polarité du drainage électrique.

Toutefois, cette méthode peut, dans certains cas, perturber le fonctionnement de certains circuits de voie.

Protection Cathodique

Par conséquent, le système le plus souvent préféré est la protection cathodique. Ce système est similaire au drainage forcé, mais la source d'alimentation externe n'est pas connectée au rail, mais à une anode sacrificielle. Cette anode est spécifiquement conçue pour se corroder et doit donc être de nature appropriée et faire l'objet d'un suivi régulier.

Autrement dit, la canalisation est connectée à la borne négative d'une source de courant continu, et l'anode métallique (masse métallique) à la borne positive. La canalisation est ainsi maintenue à un potentiel négatif par rapport au sol environnant, protégeant son métal de la corrosion.

L'anode métallique, reliée au pôle positif, joue le rôle d'anode et subit les effets de la corrosion. La canalisation, quant à elle, prend le rôle inoffensif de la cathode, d'où le nom du système.