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CEOCOR
Groupe de travail
RESEAUX ET OUVRAGES PUBLICS
D’ASSAINISSEMENT
_____
ALTERATION ET CORROSION
PREVENTION ET PROTECTION
__________
*
Février 2007
1
PREFACE La présente recommandation a été rédigée dans le cadre d'un travail collectif réalisé par un
groupe de spécialistes européens du CEOCOR. Elle constitue une base de réflexion sur la
prévention des altérations que peuvent subir les ouvrages publics d'assainissement, tant en ce
qui concerne les réseaux de collecte que les stations d'épuration.
La conception, la construction et la gestion des ouvrages publics d'assainissement constituent
pour nos sociétés modernes un enjeu vital pour l'équilibre environnemental du monde. Puisse
ce document favoriser les choix techniques et financiers que doivent faire les responsables de
ces ouvrages afin de minimiser les coûts d'exploitation et de maintenance qui sont toujours trop
élevés.
Les membres du groupe de travail ayant pris part à la rédaction de cet ouvrage étaient :
Madame Magali EVESQUE (France)
Messieurs Daniel BINDSCHEDLER (Suisse)
Réginald BORREMANS (Belgique)
Georges BROSS (France).
Olivier BROERS (Belgique)
Gilles CARRAND (France)
Daniel COPIN (France)
Didier LESAGE (France)
Laurent SCHRÖDER (Belgique)
Luc VANCALBERGH (Belgique)
Ingo WULFF (Suisse)
Ont participé à l’élaboration et à la relecture du document
Isabelle FONTENEAU (France)
Frédéric BLANCHET (France)
Lionel MONFRONT (France)
L'animation du groupe de travail a été assurée par Daniel COPIN et Luc VANCALBERGH.
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CEOCOR
Secteur D
GUIDE PRATIQUE
RESEAUX ET OUVRAGES PUBLICS
D’ASSAINISSEMENT
_____
ALTERATION ET CORROSION
PREVENTION ET PROTECTION
Plaque d’égout du deuxième siècle avant J.C.
(Villa Romana del Casale – Piazza Armerina – Sicile)
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1. PREAMBULE
Les ouvrages et réseaux publics d’assainissement sont fréquemment le siège de phénomènes
d’altérations des structures en béton armé ou en matériaux métalliques exposées à des milieux
favorables au développement de la corrosion.
Ces phénomènes, souvent mal appréhendés, entraînent des nuisances, des surcoûts
d’exploitation des ouvrages et des frais de réparation qui peuvent être très importants.
L’objet du présent guide est de tenter de réduire ces dépenses en décrivant les mécanismes
qui entraînent les dégradations ainsi que d’établir des recommandations préventives et
curatives pour les ouvrages existants. Il n’a pas pour ambition de constituer un apport
scientifique à l’étude de la corrosion des installations publiques d’assainissement. Il se veut au
contraire aussi concis que possible de façon à constituer un guide pratique à la disposition des
concepteurs et des exploitants.
Les cas étudiés sont ceux paraissant les plus représentatifs des résultats d’une enquête
européenne effectuée en 1999/2000 par le canal des représentations nationales du CEOCOR
et dont on trouvera une synthèse des résultats ci-après.
Sont successivement traitées dans ce guide les corrosions par H2S, par couples galvaniques et
dues à la corrosivité propre des milieux.
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SOMMAIRE 1. PREAMBULE .............................................................................................................3 2. RESULTATS D’UNE ENQUETE EUROPEENNE SUR LA CORROSION....................................4 3. DESCRIPTION D’UN OUVRAGE D’ASSAINISSEMENT........................................................5
3.1 RESEAU DE COLLECTE ET DE TRANSPORT .......................................................5
3.1.1 NATURE DES EAUX TRANSPORTEES ..................................................5
3.1.1.1 EAUX DOMESTIQUES OU EAUX VANNES................................5 3.1.1.2 EAUX DE PLUIE..................................................................6 3.1.1.3 LES EAUX INDUSTRIELLES ..................................................6
3.1.2 SYSTEME DE RESEAUX D’ASSAINISSEMENT........................................7 3.1.2.2 LES CHAMBRES DE JONCTION .............................................8 3.1.2.3 LES CHAMBRES DE CHUTE..................................................8 3.1.2.4 LES DEVERSOIRS D’ORAGE.................................................8 3.1.2.5 LES BARRAGES .................................................................9 3.1.2.6 CHAMBRES OU BARRAGES AVEC REDUCTION DE DIAMETRE ...9 3.1.2.7 BRANCHEMENTS .............................................................10 3.1.2.8. BASSINS DE RETENUE D’ORAGE .......................................11 3.1.2.9. RESERVOIR DE CHASSE ..................................................11
3.2. STATION D’EPURATION ET REJET .................................................................12 3.3 MATERIAUX................................................................................................14
4. CORROSION DANS LES OUVRAGES D’ASSAINISSEMENT...............................................15
4.1 MILIEU AGRESSIF ET ALTERATIONS ENGENDREES ..........................................15 4.2. CORROSION DES METAUX...........................................................................16
4.2.1 RAPPEL DES MECANICIENS DE CORROSION......................................16 4.2.1.1 DEFINITION DE LA CORROSION..........................................16 4.2.1.2 REACTIONS PRINCIPALES .................................................17 4.2.1.3 TYPES D’ATTAQUE...........................................................18
4.2.2 PRINCIPAUX MOYENS DE PROTECTION ............................................19 4.2.2.1 GENERALITES .................................................................19 4.2.2.2 REVETEMENTS METALLIQUES ET ORGANIQUES...................20
4.2.2.2.1 GALVANISATION.................................................20 4.2.2.2.2 REVETEMENTS ORGANIQUES ..............................21
4.2.2.3 PROTECTION CATHODIQUE...............................................22 4.2.2.3.1.PRINCIPE..........................................................22 4.2.2.3.2 PROTECTION CATHODIQUE AVEC ANODES
SACRIFICIELLES................................................................23
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4.2.2.3.3 PROTECTION CATHODIQUE A COURANT IMPOSE ....24 4.2.2.3.4 TYPES D’INSTALLATION ......................................25
4.2.2.4 ASSISTANCE DU SPECIALISTE ANTICORROSION...................26
4.3 ALTERATION DES BETONS............................................................................27
4.3.1 TYPE D’ATTAQUE SUR BETON NON-ARME ET ARME ...........................27 4.3.1.1 ATTAQUE PAR L’HYDROGENE SULFURE .............................27 4.3.1.2 ATTAQUE SUITE A REACTION ALCALIS GRANULATS ..............27 4.3.1.3 ATTAQUE SUITE A DES REACTIONS SULFATIQUES ...............28
4.3.2 TYPE D’ATTAQUE ALTERANT LE BETON ARME ...................................29
4.3.2.1 ATTAQUE PAR CARBONATATION ........................................29 4.3.2.2 ATTAQUE PAR DES CHLORURES ........................................29
5. CORROSION PAR H2S..............................................................................................31
5.1 CONDITIONS DE PRODUCTION ET RISQUES ENGENDRES..................................31 5.1.1 INTRODUCTION .............................................................................31 5.1.2 MECANISME DE FORMATION H2S ....................................................31 5.1.3 FACTEURS D’INFLUENCE DANS LE PROCESSUS DE CORROSION PAR
H2S......................................................................................................33 5.1.3.1TEMPERATURE.................................................................33 5.1.3.2 DEMANDE BIOLOGIQUE EN OXYGENE.................................33 5.1.3.3 L’OXYGENATION DE L’EFFLUENT........................................33 5.1.3.4 AERATION DE L’OUVRAGE.................................................34 5.1.3.5 VITESSE D’EFFLUENT .......................................................34 5.1.3.6 PRESENCE DE REMOUS, DE CHUTES..................................34 5.1.3.7 PH.................................................................................34
5.1.4 ZONES A RISQUES.........................................................................34 5.1.5 EVALUATION DE L’IMPORTANCE DU RISQUE......................................36 5.1.6 RISQUES ENGENDRES PAR LA PRESENCE D’H2S ..............................36
5.2 ACTION DE L’H2S SUR LES MATERIAUX METALLIQUES .....................................37 5.2.1 ACIERS FAIBLEMENT ALLIES ...........................................................37 5.2.2 ACIERS INOXYDABLES....................................................................37 5.2.3 ALUMINIUM ...................................................................................38
5.3 ACTION DE L’H2S SUR LES BETONS ..............................................................39 5.3.1 MECANISME D’ALTERATION ............................................................39
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5.3.2 CAS PARTICULIER .........................................................................40 5.3.2.1 CIMENTS ALUMINEUX .......................................................40 5.3.2.2 CIMENTS RESISTANTS AUX SULFATES................................40
5.4 RECOMMANDATIONS PREVENTIVES ..............................................................41 5.4.1 AUGMENTATION DE LA VITESSE ......................................................41 5.4.2 AERATION DES OUVRAGES.............................................................42 5.4.3 CHOIX DES MATERIAUX..................................................................42 5.4.4 AUTRES DISPOSITIONS PREVENTIVES..............................................42
5.5 RECOMMANDATIONS CURATIVES ..................................................................42
5.5.1 AUGMENTATION DE LA VITESSE DE L’EFFLUENT................................42 5.5.2 AERATION DE LA PARTIE HAUTE ......................................................43 5.5.3 CHOIX DES MATERIAUX UTILISES POUR LA RENOVATON.....................43
6. CORROSION PAR COUPLES GALVANIQUES .................................................................44
6.1 MECANISME ...............................................................................................44 6.2 VITESSE DE CORROSION..............................................................................45 6.3 MATERIAUX EN DANGER, SITUATIONS TYPIQUES ............................................46
6.3.1 TYPES DE COUPLES GALVANIQUES..................................................46 6.3.2 CAS FREQUEMMENT RENCONTRES .................................................48
6.4 RECOMMANDATIONS PREVENTIVES ..............................................................50 6.5 RECOMMANDATIONS CURATIVES ..................................................................52
7. CORROSIVITE DES MILIEUX.......................................................................................54
7.1 ALTERATIONS PAR LES BOUES .....................................................................54
7.2 ALTERATIONS PAR LES EAUX........................................................................55 7.2.1 MATERIAUX MINERAUX ..................................................................55
7.2.1.1 PIERRES NATURALLES, BRIQUES.......................................55 7.2.1.2 BETON COULE SUR PLACE ET PREFABRIQUE.......................56 7.2.1.3 BETON POLYMERES .........................................................58 7.2.1.4 GRES CERAME ................................................................58 7.2.1.5 FIBROCIMENT..................................................................58 7.2.1.6 MATERIAUX ORGANIQUES.................................................58
7.2.2 MATERIAUX METALLIQUES..............................................................58 7.2.2.1 ACIERS PEU OU NON ALLIES EN FONTES.............................58 7.2.2.2 ACIERS INOXYDABLES......................................................59 7.2.2.3 ZINC ..............................................................................61 7.2.2.4 ALUMINIUM .....................................................................61 7.2.2.5 L’EMAIL ..........................................................................62 7.2.2.6 CUIVRE ..........................................................................62
7.3 ALTERATION PAR LES ATMOSPHERES............................................................63
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7.3.1 DEFINITION D’UNE ATMOSPHERE.....................................................63 7.3.2 PARAMETRES INFLUENTS DE L’ATMOSPHERE...................................63
7.3.2.1 NATURE DE LA ZONE........................................................63 7.3.2.2 TEMPERATURE................................................................63 7.3.2.3 HUMIDITE .......................................................................64 7.3.2.4 GAZ ET POLLUANTS .........................................................64
7.3.3 RISQUES D’ALTERATION ET/ OU DE DANGER DE L’ATMOSPHERE .........65 7.3.3.1 ODEURS.........................................................................65 7.3.3.2 ATMOSPHERE ENVIRONNANTE ..........................................65 7.3.3.3 EXPLOSIVITE DU MILIEU....................................................66 7.3.3.4 CORROSIVITE DE L’ATMOSPHERE......................................66
7.3.4 ALTERATION DES BETONS PAR LES ATMOSPHERES...........................66 7.3.5 ALTERATION DES METAUX PAR LES ATMOSPHERES...........................67
7.3.5.1 ACIER CARBONE..............................................................67 7.3.5.2 GALVANISATION ..............................................................67 7.3.6.3 ACIER INOX.....................................................................68 7.3.6.4 ALUMINIUM .....................................................................68 7.3.6.5 CUIVRE ..........................................................................69
7.4 ALTERATION PAR LES SOLS..........................................................................70
7.4.1 ALTERATION DES METAUX PAR LE SOL.............................................70 7.4.1.1 CORROSIVITE DU SOL ......................................................70 7.4.1.2 CORROSIVITE INDUSTRIELLE DU SOL .................................73 7.4.1.3 MERSURES PREVENTIVES OU CURATIVES ..........................74
7.4.2 ALTERATION DES BETONS PAR LE SOL.............................................74 7.5 ALTERATION DU BETON ARME PAR DES CHLORURES.......................................75
8. DE L’INSPECTION A L’EXPERTISE D’UN OUVRAGE .......................................................76
8.1 GENERALITES.............................................................................................76 8.2 SECURITE ..................................................................................................76 8.3 EVALUATION D’UN RESEAU D’ASSAINISSEMENT ..............................................77
8.3.1 CATHOGRAPHIE DU RESEAU D’ASSAINISSEMENT ..............................77 8.3.2 CRITERES DE D’EVALUATION D’UN OUVRAGE....................................78 8.3.3 ETAT DES LIEUX DES RESEAUX .......................................................79
8.3.3.1 VISITE PEDESTRE ............................................................79 8.3.3.2 VISITE PAR CAMERA.........................................................80
8.3.4 PATHOLOGIE DE STABILITE.............................................................81 8.3.4.1 DEFORMATION ET RUPTURE DES MATERIAUX TUBULAIRES...81 8.3.4.2 ATTAQUE CHIMIQUE DU BETON NON ARME .........................83 8.3.4.3 ATTAQUE CHIMIQUE DU BETON ARME ................................85 8.3.4.4 PERTE D’ELEMENTS DE LA MACONNERIE EN VOUTE.............88
8.3.5 PATHOLOGIE D’ETANCHEÏTE...........................................................89 8.3.5.1 DETERIORATION DU RADIER .............................................89 8.3.5.2 DEBOITEMENT ET RUPTURE D’ELEMENTS PREFABRIQUES DE
TOUTE NATURE ...........................................................................90 8.3.5.3 DEFAUTS D’ETANCHEITE AU DROIT DES RACCORDEMENTS .91
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8.3.6 PATHOLOGIES LIEES A L’ECOULEMENT ............................................92 8.4 EVALUTATION D’UNE STATION D’EPURATION ..................................................93
8.4.1 LA CORROSION ET SES IMPACTS .....................................................93 8.4.2 ANALYSE DE CAS CONCRETS..........................................................94
8.4.2.1 CORROSION EN MILIEU IMMERGE ......................................95 8.4.2.2 CORROSION A IMMERSION PERIODIQUE .............................98 8.4.2.3 CORROSION EN MILIEU EMERGE......................................102
8.5 UNE DEMARCHE GLOBALE DE L’AUSCULTATION A LA REHABILITATION.............106
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ANNEXES ANNEXE 1 – EXEMPLE D’UNE DEMARCHE GLOBALE DE L’AUSCULTATION A LA
REHABILITATION .............................................................................................108 ANNEXE 2 – CONTROLE DES REVETEMENTS DE CANALISATIONS ENTERREES OU
IMMERGEES EN ACIER .....................................................................................125 ANNEXE 3 – CONDITIONS PROPICES A LA PRODUCTION D’HYDROGENE SULFURE131 ANNEXE 4 – EVALUATION DU RISQUE DE PRODUCTION D’H2S ..........................132 ANNEXE 5 – EVALUTATION DU RISQUE DE PRODUCTION D’ H2S NOTE Z, SELON
POMEROY......................................................................................................133 ANNEXE 6 – MODELE DE POMEROY...............................................................135 ANNEXE 7 – TABLEAU DE CORRESPONDANCE DES ACIERS INOX .......................137 ANNEXE 8 – PRISE EN COMPTE DE L’ALTERATION AU NIVEAU DU PROJET DU BETON
ARME.............................................................................................................138 ANNEXE 9 – PRECAUTIONS POU RLA MISE EN OEUVRE DE L’ACIER INOX ............145
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2. RESULTATS D’UNE ENQUETE EUROPEENNE SUR LA
CORROSION
Sur environ 120 cas de corrosion recensés en Belgique, France, Luxembourg et Suisse, les
causes apparentes des incidents survenus peuvent être classées comme suit :
• 24 % dus à des phénomènes H2S
• 18 % - 26% provoqués par des couples galvaniques
• 31 % à la corrosivité des milieux
• 8 % qualité des travaux
• 11% - 19 % autres.
La répartition suivante a pu par ailleurs être faite :
TABLEAU 2-1 – Résultat de l’enquête par matériaux
Corrosions observées sur Matériaux canalisations ouvrages dans les stations Béton 55 % 31 % Acier 30 % 24 % Fonte 15 % 11 % Inox - 14 % Acier galvanisé - 10 % Aluminium - environ 5 à 10 % Note : les résultats ne tiennent pas compte de la fréquence d’utilisation des matériaux dans chacun des pays
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3. DESCRIPTION D’UN OUVRAGE D’ASSAINISSEMENT
Le réseau d’assainissement constitue l’un des patrimoines urbains méconnus par les habitants
d’une cité mais faisant partie de la chaîne de l’Eau. Il collecte les eaux usées chez le riverain
depuis son branchement particulier, ainsi que les eaux de ruissellement des surfaces
imperméabilisées (eaux pluviales). Ces eaux circulent dans différentes canalisations de petits
diamètres (de 150 mm à 1200 mm) appelées "réseau de collecte". Elles sont ensuite
transportées dans de grands ouvrages visitables (de 1200 mm à 6000 mm), pour être traitées
dans les stations d’épuration (STEP), puis rejetées dans le milieu naturel.
3.1 Réseaux de collecte et de transport
3.1.1 Nature des eaux transportées
Les eaux transportées se composent essentiellement d’eaux usées d'origines domestiques,
industrielles et pluviales. Leurs compositions sont fonction de l'organisation du tissu urbain, du
bassin versant traversé et de l’activité industrielle, agricole, ou autre développée au cours des
années.
3.1.1.1 Eaux domestiques ou eaux vannes
Les eaux domestiques proviennent des activités de tous les jours. Leur débit est de l’ordre de
150 litres par jour et par habitant en moyenne pour l'Europe de l'Ouest, pour atteindre jusqu'à
950 litres par jour par habitant dans certaines régions des Etats Unis. Elles constituent un débit
continu avec des pointes journalières ou périodiques suivant le comportement des habitants.
Ces eaux contiennent
• des gaz dissous (O2, CO2, etc.)
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• des éléments minéraux et des matières organiques (graisses, savons, etc.)
• des micro-organismes
• des produits chimiques, sels (chlorures), etc.
Toutes ces eaux doivent être dirigées vers une station d’épuration (STEP) pour un traitement
spécifique selon les natures, qualités et quantités d’effluents à traiter.
3.1.1.2 Eaux de pluie
Elles proviennent par temps de pluie des gouttières des maisons et des ruissellements des
surfaces imperméables d'une agglomération (trottoirs, voiries, parkings...). Pour certains
ouvrages majeurs, le passage d’un régime hydraulique insignifiant (temps sec) à un régime très
important (période d’orage) peut se faire en un temps très court (quelques minutes).
Ce changement brutal de débit peut présenter des risques pour les hommes et le matériel en
égout.
Les eaux de ruissellement contiennent:
• des gaz dissous ;
• des substances dissoutes ou en suspension (sulfates, nitrates, phosphates, sels de
déverglaçage, huiles, hydrocarbures, etc)
• des substances organiques animales
• des substances organiques végétales (feuilles, brindilles, herbes, etc.)
• des matières minérales entraînées mécaniquement sous forme de sable ou de
débris solides
• des micro-organismes
Une nouvelle politique sur le prétraitement des eaux pluviales commence à voir le jour, en
particulier dans les grandes agglomérations urbaines où la pollution des surfaces de chaussées
par les huiles et les hydrocarbures devient un problème pour les milieux naturels.
3.1.1.3 Les eaux industrielles
Bien qu’un traitement particulier soit requis avant tout rejet (*), les eaux industrielles sont le plus
souvent polluées par des produits chimiques. Une reconnaissance minutieuse du tissu urbain
est recommandée afin de détecter une possible présence de substances dangereuses
(laboratoires photos, abattoirs, imprimeries, teintureries, salons de coiffure, …) ou de
températures de rejet supérieures à la normale (laveries industrielles, certains types d’artisanat,
…).
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Toutes ces eaux doivent êtres dirigées vers une station d’épuration (STEP) pour un traitement
spécifique.
(*) Note : Des normes nationales ou européennes fixent les teneurs maximales des rejets artisanaux et des eaux
industrielles en produits polluants, comme par exemple : température, pH, teneurs en hydrocarbures, hydrocarbures
chlorés, sulfates, sulfures, chlorures, métaux lourds, …
3.1.2 Système de réseaux d’assainissement
Le tableau ci-dessous précise les types d’ouvrages, leurs fonctions et leurs dimensions.
TABLEAU 3.1 – Types d’ouvrage en réseau
Système Fonction Formes et dimensions Ouvrages spéciaux
unitaire La collecte dans le même réseau des eaux usées et des eaux pluviales
séparatif Réseaux spécifiques pour les eaux usées, séparées des eaux pluviales
pseudo-séparatif
La collecte dans un même réseau des eaux usées et une fraction des eaux pluviales
les formes : - circulaires - ovoïdes - dalots - ouvrages à banquette - etc.
les dimensions : 150 à 6000 mm et plus
- regards de visite - chambres de
changement de direction et/ou de jonction
- puits de chute - déversoirs d'orage - barrages de rétention
en réseau - chambres à sable - bassins de retenue,
d’orage, de décantation
- réservoir de chasse - station de relevage
ou de refoulement boites de branchement
3.1.2.1 Les regards de visite ordinaires - Les chambres de changement de direction
Photo 3.1 - Regard de visite ordinaire
Photo 3.2 – Elément préfabriqué d’un regard de visite
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8
3.1.2.2 Les chambres de jonction
Photo 3.3 - Chambre de jonction
3.1.2.3 Les chambres de chute
Figure 3.4 – Chambre de chute accompagnée
Photo 3.5 – Chambre de chute accompagnée – vue du
dessus
3.1.2.4 Les déversoirs d'orage
Figure 3.6 – Déversoir d’orage
Photo 3.7 - Déversoir d’orage
Photo 3.8 - Déversoir d’orage
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3.1.2.5 Les barrages
Photo 3.9 - Barrage mur dans un collecteur
Photo 3.10 - Barrage gonflé – position haute
vue côté amont
Photo 3.11 - Barrage dégonflé – collecteur avec chute en
gradins - vue côté aval
3.1.2.6 Chambres ou barrages avec réduction de diamètre
Figure 3.12 – Barrage avec réduction de diamètre - schéma
Photo 3.13 - Contrôleur de débit
3.1.2.7 Branchements
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Photo 3.14 - Branchement après réhabilitation
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3.1.2.8 Bassins de retenue d’orage
Photo 3.15- Bassin de retenue d’orage en béton Photo 3.16 - Bassin de retenue d’orage à ciel ouvert
Photo 3.17 - Bassin d’infiltration d’eau de pluie
Figure 3.18 – Bassin de retenue d’orage tubulaire
3.1.2.9 Réservoir de chasse
Photo 3.19 - Réservoir de chasse
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3.2 Station d’épuration et rejets
Une station d'épuration d'effluents urbains est généralement constituée de deux filières
distinctes de traitement. La filière "eau" s'occupe de l'épuration proprement dite de l'effluent, la
filière "boues" est plus particulièrement chargée de la collecte et de la déshydratation des boues
générées par les traitements précédents.
La filière "eau" se compose généralement d'un prétraitement éliminant les matières en
suspension les plus grosses charriées avec l'effluent. Celui-ci traverse ensuite un décanteur
primaire dans lequel sédimente la majeure partie de la pollution particulaire. Vient ensuite un
traitement biologique principalement aérobie dans lequel une biomasse acclimatée élimine la
pollution dissoute. Un ouvrage de clarification final permet de recycler la biomasse épuratrice et
de délivrer au milieu naturel un effluent conforme aux normes européennes qui imposent des
limites pour les eaux de rejets des stations d’épuration et les boues en excès. Issues des
différents traitements, ces dernières sont épaissies et déshydratées par divers procédés avant
d'être évacuées de l’installation.
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L'installation comporte des équipements annexes (ventilation, désodorisation, armoires
électriques, automates, etc.) indirectement liés au traitement de la pollution mais également
sensibles à la corrosion.
Le synoptique ci-après reprend les différents éléments d'une installation type.
Figure 3.20 - Synoptique classique d'une station d'épuration
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3.3 Matériaux
Les matériaux les plus fréquemment rencontrés pour les collecteurs et canalisations sont les
suivants :
TABLEAU 3.2 – Types de matériaux utilisés en réseau Matériaux Gravitaire Forcé Sous vide STEP maçonnerie (meulières, moellons, terre cuite…)
x
béton coulé sur site x x béton préfabriqué non-armé x béton préfabriqué armé x x béton préfabriqué âme-tôle x x x béton préfabriqué précontraint x x béton polymères x béton projeté (fibré ou non) x grès x tubes thermoplastiques PVC (Chlorure de Polyvinyl)
x
x
x
x
PE (Polyéthylène), PP, etc. x x x x tubes thermodurcissables
PRV (Polyester Renforcé de fibres de Verre), etc.
x x x x
fonte ductile (appelée aussi nodulaire ou à graphite sphéroïdale) avec ou sans revêtement intérieur en mortier de ciment (*)
x x x
fonte ductile (appelée aussi nodulaire ou à graphite sphéroïdale) avec revêtement intérieur en polyuréthane (*)
x x x
acier avec ou sans revêtement intérieur en mortier de ciment ou résine époxydique, et extérieurement par polyéthylène ou polypropylène (bicouche, tri couche), époxy
x x x x
aciers inoxydables x x aciers galvanisés x x (*) extérieurement protégée en fonction du degré corrosif du milieu environnant
Ce tableau présente un état des lieux des différents matériaux rencontrés dans le domaine de
l’assainissement. Le choix des ces matériaux doit tenir compte de la durée de vie prévue et des
conditions d’utilisation.
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4. CORROSION DANS LES OUVRAGES D’ASSAINISSEMENT
4.1 Milieux agressifs et altérations engendrées
La collecte et le traitement des eaux résiduaires urbaines soumettent les installations à des
corrosions d'intensités diverses et d'origines multiples. En effet, tous les procédés employés
lors des différents traitements exposent le matériel et le béton des ouvrages à des gaz et des
liquides corrosifs très variés utilisés ou apparus pendant les opérations (réactifs chimiques,
oxygène,...) ainsi qu’à des environnements biologiques tout aussi agressifs (boues activées,
digesteurs anaérobies, traitement des boues), dont les potentiels d'oxydoréduction et le pH
présentent une amplitude de fluctuations très vaste.
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TABLEAU 4.1 – Types d’altération en assainissement Types d’altération par
Ouvrage Structure
effets mécaniques
couples galvaniques
effets chimiques
collecteurs et canalisations
rares
stations de pompage fréquents
ettringite, H2S, Cl2 Cl-, SO4
2- variations de pH fragilisation par H2 (béton précontraint)
décantation très fréquents Cl- ouvrage biologique moyens enzymes, O2
traitement des boues
abrasion cycles gel / dégel
moyens acides organiques H2S, NH3
installation de gaz poussières cavitation rares
fragilisation par H2 H2S NH3 siloxanes
annexes armoires électriques charpentes métalliques huisseries échelles rambardes etc.
rares humidité, CO2 Cl- H2S
4.2 Corrosion des métaux
4.2.1 Rappel des mécanismes de corrosion
4.2.1.1 Définition de la corrosion (selon la norme ISO 8044)
La corrosion est une interaction physico-chimique entre un métal et son milieu environnant
entraînant des modifications dans les propriétés du métal et pouvant conduire à une
dégradation significative de la fonction du métal, du milieu environnant ou du système
technique dont ils font partie.
Note : cette interaction est souvent de nature électrochimique.
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4.2.1.2 Réactions principales
Dans l’assainissement, la corrosion des matériaux métalliques est de nature électrochimique.
L'oxydation (réaction anodique) et la réduction (réaction cathodique) se déroulent en même
temps. A l’anode, les métaux s’oxydent en ions du métal, comme par exemple
Fe � Fe2+ + 2 e- (oxydation du fer)
Zn � Zn2+ + 2 e- (oxydation du zinc)
A la cathode se produit la réduction de l’agent corrosif, par exemple la réduction de protons en
formant de l'hydrogène dans un milieu acide:
2 H3O+ + 2 e- � H2 + 2 H2O (corrosion selon le type H2)
ou la réduction de l’oxygène:
O2 + 2 H2O + 4 e- � 4 OH- (corrosion selon le type O2)
Dans des milieux électrolytiques neutres ou alcalins aérés (teneur en oxygène entre 1 et
10 mg/L), les produits ferreux et le zinc se corrodent selon le type O2.
Dans des milieux pauvres en oxygène (anaérobie, teneur en oxygène < 0.1 mg/L), il n’y a pas
assez d’oxygène pour maintenir la réaction à la corrosion selon le type O2. Des protons sont
toujours présents comme agents d’oxydation. Mais ce n’est qu’à des pH bas que l’on dispose
de quantités suffisantes de protons pour permettre une attaque corrosive selon le type H2. Par
expérience, pour des pH supérieurs à 6, les vitesses d'attaque des matériaux ferreux restent
faibles en l'absence de couples galvaniques1. Il reste à mentionner que différents produits
chimiques utilisés pendant le processus d’épuration tels que des sels de chlorures ferriques
sont des oxydants et peuvent provoquer ou accélérer la corrosion des matériaux métalliques
dans l’eau ou dans les boues, s’ils sont présents à des concentrations notables.
Dans les zones humides soumises à des gaz (digesteurs, gazomètres…), il faut toujours
craindre la présence de milieux acides (par exemple condensats acides). Sur les surfaces
humides en contact avec de l’air contenant de l'acide sulfhydrique (H2S), il peut se former de
l’acide sulfurique sous l’action de bactéries oxydant le soufre. Ces solutions acides sont
agressives pour la plupart des matériaux. L’attaque sur les métaux s’effectue selon le type H2.
Note : Dans le présent document, il est souvent fait état de corrosion par H2S, action d'H2S ou attaque par H2S. En
fait il s’agit de phénomènes de corrosion engendrés par l’acide sulfurique dus à la présence d’ H2S.2
1 les phénomènes de corrosion galvanique sont détaillés dans le chapitre 6 2 le phénomène de l’attaque par H2S est détaillé dans le chapitre 5
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4.2.1.3 Types d’attaque
Si les zones anodiques et cathodiques sont proches, il se produit une attaque uniforme (figure
4.1 et photo 4.2). Un tel comportement à la corrosion est présenté par des métaux actifs
comme l’acier ou l’acier galvanisé dans l’eau, en absence de couches de rouille (de produits de
corrosion) ou des dépôts épais.
Les métaux passifs comme l’acier inoxydable et l’aluminium doivent leur résistance à un mince
film d’oxyde à la surface qui est formé spontanément dans l’air et dans l’eau aérée. Le film
passif, dont la stabilité dépend de différents facteurs comme par exemple la composition du
matériau (de l’alliage) et la température, peut être attaqué et détruit localement par peu
d’agents spécifiques. Ces agents sont surtout des ions des sels d’halogènes, comme des
chlorures, bromures, iodures etc. La résistance des films passifs décroît aussi lorsque le pH
diminue.
Dans la corrosion des métaux passifs en milieux aqueux, les zones anodiques et cathodiques
sont bien séparées, ce qui entraîne la formation des attaques locales comme la corrosion par
piqûres, la corrosion caverneuse ou sous contrainte (photos 4.3, 4.4 et 4.5).
Figure 4.1 - Comportement à la corrosion des métaux
Zones actives
Matériel de base
Zone passive
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Photo 4.2 - Corrosion uniforme de barres en acier galvanisé
Photo 4.3 - Photo Corrosion par piqûres sur conduite inox
Photo 4.4 - Corrosion par piqûres sur tôle aluminium (racleur)
Photo 4.5
Corrosion caverneuse entre la partie cylindrique et le couvercle
d’un réacteur d’hygiénisation en acier inox 1.4306
4.2.2 Principaux moyens de protection
4.2.2.1 Généralités
Le choix des mesures de protection contre la corrosion fait partie d’un processus d’optimisation
qui doit minimiser les coûts d’investissement, d’entretien et de contrôles des installations d’eaux
usées pendant la durée de service prévue.
Il est d’une importance décisive de concevoir la protection contre la corrosion à tous les stades
du projet y compris celui de l’installation électrique (p. ex. la mise à la terre).
Les méthodes principales de protection contre la corrosion des installations d’eaux usées sont :
- Utilisation des matériaux résistants à la corrosion (aciers inoxydables, matières
plastiques, …) ;
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- Application de revêtements, métalliques (zingage), inorganiques (émail) ou
organiques (peintures, époxy, revêtements épais, …) ;
- Séparation galvanique des structures ayant des potentiels de corrosion différents ;
- Protection cathodique ;
- Réduction de l'agressivité des milieux gazeux (éviter la formation de H2S, NH3,
réduction de l’humidité) ;
- Réduction de l’agressivité du milieu liquide (optimisation des réactifs de traitement).
Par ailleurs, dès la conception de l’installation, la forme des ouvrages d’assainissement et leurs
composants doit être prise en compte ainsi que la facilité de leur entretien. Elles ont une
influence décisive sur le comportement des ouvrages et des équipements contre la corrosion
(éviter les dépôts, ventilation des ouvrages, choix des matériaux…).
4.2.2.2 Revêtements métalliques et organiques
4.2.2.2.1 Galvanisation
La résistance à la corrosion des structures galvanisées dépend de la formation des couches
protectrices de carbonate de zinc. Celles-ci se forment typiquement sous des conditions de
corrosion selon le type O2 (milieux neutres, accès d’air - cfr. 4.2.2) et freinent considérablement
la corrosion. Les vitesses de corrosion sont nettement réduites par rapport à l’acier non allié
(environ d’un facteur 10). Des taux d’amincissement typiques des matériels exposés sont
indiqués dans le tableau suivant.
TABLEAU 4.2 – Taux d’amincissement typiques des structures galvanisées Environnement, milieu Taux d’amincissement [μμμμm/an] Atmosphères rurales 1 - 2 Atmosphères urbaines 2 -10 Atmosphères industrielles et/ou marines 5 - 20 Eaux usées 5 -10 Eaux de mer ou saumâtres 10 - 20
Dans des milieux acides, le zinc ne résiste pas et est rapidement attaqué.
L’altération due à l’eau de condensation sur le zinc est traitée dans le chapitre 7.3.6.2.
La durée de protection des zingages est directement proportionnelle à l’épaisseur de la couche
de zinc. Celle-ci est limitée par le procédé employé pour la galvanisation (cfr. tableau n° 4.3).
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TABLEAU 4.3 – Procédés de galvanisation
Procédé Description Applications Épaisseur de la
couche [μμμμm]
galvanisation par électrodéposition
déposition électrolytique dans un bain aqueux à température «ambiante »
éléments de fixation, vis, écrous, barres de fil, brides, etc.
5 - 10
galvanisation à chaud en continu (Procédé Sendzimir)
passage continu dans un bain de zinc liquide à des températures d’environ 420°C
tôles, pièces embouties (brides, ...), etc.
15 - 20
galvanisation à chaud pièce par pièce
immersion des pièces à protéger dans un bain de zinc liquide à des températures d’environ 420°C
poutres, éléments de fixation de grands diamètres, escaliers, supports, grille, etc.
50 - 85 (*)
(*) Épaisseurs moyennes (dépendant de l’épaisseur et la nature de la pièce en acier) selon Norme DIN 50976 ; EN 10 240 (Galvanisation à chaud des produits finis), pour les tubes en acier; EN-ISO 1461, pour la galvanisation pièce par pièce : balustrade, échelle, caillebotis, etc.
Pour la galvanisation à chaud, la teneur en silicium des aciers doit être comprise entre 0.12 et
0.30%.
Souvent la quantité de zinc est caractérisée par la masse rapportée à la surface. L’épaisseur de
la couche de zinc correspond environ à 1/7 de la masse indiquée (par exemple pour une tôle de
280 g/m2, soit 140 g/m2 par face, la couche de zinc correspond à une épaisseur de 20 μm de
chaque côté). Les épaisseurs de Zn varient selon les procédés de galvanisation (sur tôles ou
pièce par pièce). Elles sont précisées dans les normes :
- EN 10 240 (Galvanisation à chaud des produits finis), pour les tubes en acier ;
- EN 12 240 partie 2, galvanisation à chaud des tôles. (les épaisseurs maximales se
situent de l’ordre de 20 μm);
- EN-ISO 1 461, pour la galvanisation pièce par pièce : balustrade, échelle, caillebotis,
poutrelles, etc. Les épaisseurs sont supérieures à 50 μm .
Les tôles d’acier galvanisées sont assez peu utilisées dans les stations d’assainissement. Leur
mise en oeuvre doit être particulièrement soignée.
4.2.2.2.2 Revêtements organiques
Parmi les produits minces utilisés dans les installations d’eaux usées les systèmes à deux
composants de type époxy (2-K-EP) ou polyuréthane (2-K-PUR) offrent une bonne protection.
Pour des applications immergées et enterrées, l’épaisseur totale du revêtement devrait être
supérieure à 300 μm. Une attention particulière doit être apportée à la préparation de surface
(Degré de sablage minimum : SA2,5 suivant la norme ISO 8501). La norme EN12944 spécifie
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système par système en fonction du degré d’exposition l’épaisseur minimale de la protection
organique à appliquer.
Les canalisations en acier au carbone, enterrées ou immergées, sont protégées par des
systèmes épais à deux ou trois couches de polyéthylène ou de polypropylène appliquées par
extrusion. Des applications par bande peuvent aussi être utilisées.
Le « Guide de choix des revêtements » du CEOCOR donne des indications pour la sélection
des revêtements, la préparation de surface, et le contrôle après application (passage au balai
électrique - cfr. Annexe 2, chapitre 2.3.2).
Sur des structures sous protection cathodique, les revêtements appliqués doivent avoir une
résistance élevée en milieux alcalins et une bonne adhérence.
4.2.2.3 Protection cathodique (protection active)
(Cfr. norme EN 12.954)
4.2.2.3.1 Principe
Le principe de la protection cathodique consiste à empêcher la réaction anodique du processus
de corrosion en mettant à disposition pour la réduction de l’agent agressif (oxygène) des
« électrons étrangers », c’est à dire des électrons qui ne sont pas libérés par la dissolution du
métal à protéger.
Les électrons nécessaires pour la réduction de l’agent d’attaque peuvent être délivrés par une
anode sacrificielle ou par un redresseur. Par suite du transport d’électrons étrangers vers la
structure à protéger, le potentiel de cette structure diminue. Si le potentiel d’une structure en
acier non ou faiblement allié est plus négative que son potentiel de protection (-850 mV par
rapport à une électrode cuivre / sulfate de cuivre), la vitesse de corrosion est négligeable
(inférieure à 5 μm / an).
L’application de la protection cathodique n’est possible que pour des structures ayant une
bonne conductibilité électrique longitudinale continue et qui sont placées dans un électrolyte
(eau, sol, boues).
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4.2.2.3.2 Protection cathodique avec anodes sacrificielles
Dans le cas de la protection cathodique avec anodes sacrificielles, on établit un couple
galvanique « artificiel » en raccordant la structure à protéger à un métal ayant un potentiel de
corrosion plus négatif : zinc3 ou magnésium, (voir Fig. 4.5).
Figure 4.6 - Protection cathodique avec une anode sacrificielle
La différence des potentiels de corrosion des deux métaux permet l’écoulement du courant
(électrons) qui réduit l’agent d’attaque à la surface de la structure à protéger. L’anode elle-
même se dissout au lieu du métal de la structure à protéger. Dans les installations d’eaux
usées, le magnésium doit être utilisé comme anode pour éviter de polluer l’environnement par
le zinc, celui-ci faisant partie du groupe des métaux lourds. Un contrôle régulier et le
remplacement périodique de l’anode sont nécessaires.
3 Dans certains pays, la présence de phénomènes environnementaux interdit l’utilisation immergée des
anodes en zinc.
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Photo 4.7 - Anodes sacrificielles sur support central Photo 4.8 - Anodes sacrificielles sur cloison siphoïde
4.2.2.3.3 Protection cathodique à courant imposé
Pour ce type d’installation le courant protecteur est fourni par un redresseur (cfr. Fig. 4.8). Les
anodes sont de préférence constituées de matériaux qui ne sont pratiquement pas attaqués
dans les conditions données, comme par exemple le ferrosilicium ou le titane avec un
revêtement d’oxydes métalliques. La réaction principale qui se produit à la surface des anodes
inertes est alors la formation d’oxygène :
2 H2O - 4 e- � O2 + 4 H+
En présence de chlorures, on observe dans l’électrolyte la formation de chlore gazeux ou
d’acide chlorhydrique, ce qui rend corrosive la zone anodique.
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Figure 4.9 - Protection cathodique avec redresseur et anodes inertes
4.2.2.3.4 Types d’installation
Dans le cas de la protection cathodique conventionnelle, l’installation est établie de façon que le
courant de protection n’arrive que sur des éléments à protéger (cfr. Fig. 4.7 et 4.8). Tous les
autres éléments de l’installation doivent être séparés électriquement. Pour maintenir le besoin
de courant protecteur faible, les éléments des constructions à protéger sont en règle générale
revêtus.
Dans le cas de la protection cathodique globale, une zone limitée d’une installation (p.ex. un
bassin complet dans une STEP) est protégé cathodiquement sans séparation galvanique (cfr.
Fig. 4.9). Ce type de protection cathodique a pour conséquence un besoin important en
courant. La répartition homogène du courant et de la tension doit faire l’objet d’une attention
particulière à la conception ainsi que l’emplacement et l’installation des anodes. De plus, le
contrôle d’une installation de protection globale est beaucoup plus compliqué et nécessite une
intervention de spécialistes.
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Figure 4.10 - Protection cathodique globale
4.2.2.4 Assistance du spécialiste anticorrosion
Vu la complexité des installations d’assainissement, il est fortement recommandé de consulter à
temps un spécialiste qualifié de l’anticorrosion afin qu'il puisse intervenir dans les différentes
phases du projet et de sa réalisation.
Un récapitulatif de ses tâches est indiqué dans le tableau 4.4 .
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TABLEAU 4.4 – Activités du spécialiste anticorrosion Phase du projet Activités du spécialiste anticorrosion
avant-projet assistance au choix des matériaux (variantes)
projet
- fixer la conception de la protection contre la corrosion - adapter cette conception au projet électrique - figer le choix des matériaux - préparer et vérifier les bases pour les appels d’offre de la partie
anticorrosion - élaborer une proposition pour l’assurance qualité des mesures
anticorrosion - préparer un programme de surveillance et d’entretien
soumission
- vérifier les offres concernant la protection contre la corrosion - éventuellement proposer des modifications - vérifier l’adéquation des offres entre elles vis-à-vis de la protection
anticorrosion en collaboration avec les fabricants et les fournisseurs
construction
- assurance qualité en matière de matériaux et de protection contre la corrosion :
- vérification des séparations galvaniques - contrôle de la qualité de mise en oeuvre des installations (en
particulier pour l’acier inox) - contrôle de l’application et de la qualité des revêtements et
des protections actives - fixer le programme de surveillance et d’entretien
mise en marche contrôle de réception et mise en marche de la protection cathodique
exploitation - contrôle de fonctionnement périodique de la protection cathodique - vérification des séparations galvaniques - contrôle périodique de l’état quant à la corrosion
4.3 Altération des bétons
4.3.1 Type d’attaque sur bétons non-armés et armés
4.3.1.1 Attaque par les acides
Les acides réagissent avec les composants calciques (entre autres Ca(OH)2), présents dans la
matière cimentaire, en formant des sels forts solubles dans l’eau. Il en résulte un effritement du
béton. Le type d’attaque spécifique à l’H2S est traité plus en détail dans le chapitre 5.3.
4.3.1.2 Attaque suite à une réaction alcalis granulats
Des réactions se produisent entre certaines formes de silice présentes dans le sable et/ou dans
les granulats et les alcalis, présents dans le ciment ou transmis par des agents extérieurs (eaux
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industrielles, adjuvants…). Il en résulte la formation d’un gel de silicates alcalins fortement
expansif provoquant une fissuration dont le faciès se présente sous la forme d’un faïençage.
Dans certaines circonstances, il s’échappe des fissures une substance blanchâtre.
Ce type d’attaque n’est pas immédiate. Le temps d’incubation de cette réaction est de l’ordre de
5 à 10 ans, mais varie bien entendu en fonction de paramètres tels que le type de granulats, la
concentration en alcalis, …La cinétique de ces réactions chimiques est loin d’être maîtrisée.
4.3.1.3 Attaque suite à des réactions sulfatiques (formation d’ettringite, de gypse, de sulfates
alcalins hydratés, de magnésie hydratée, de silice hydratée)
I. Réactions en présence
Sulfate de calcium (gypse) + aluminate de calcium + eau � ettringite (sel de Candlot)
Sulfate de sodium + chaux hydratée + eau � soude + gypse
Sulfate de sodium + eau � sulfate de sodium hydraté cristallisé
Sulfate de magnésium + chaux hydratée + eau � magnésie hydratée (brucite) + gypse
Silicate de calcium hydratée + sulfate de magnésium + eau � brucite + gypse + silice hydratée
II. Origine des réactifs
L’aluminate de calcium hydraté provient du ciment, le sulfate de calcium est parfois présent
dans des adjuvants régulateurs de prise et, les sulfures métalliques (pyrite, marcassite, …)
présents dans certains granulats forment des sulfates en s’oxydant.
Notons que certaines réactions se déroulent dans des conditions particulières de température
et d’humidité qui, heureusement, ne sont pas toujours présentes dans les conditions de mise en
oeuvre classique d’un béton.
Par exemple, l’ettringite produite dans le cas d’une incorporation de sulfate de calcium comme
régulateur de prise est qualifiée d’ettringite primaire, sans danger pour le béton car non encore
durci. Mais, si l’étuvage du béton est mal exécuté par exemple, et que cette ettringite primaire
n’a pu se développer et que le sulfate de calcium vient à être mis en présence d’aluminate de
calcium par l’intermédiaire d’eau, il se forme de l’ettringite dite secondaire qui entraîne des
dégradations irréversibles.
Photo 4.11 - Rupture dans le granulat
mise en évidence par analyse
pétrographique suite à une réaction
alcalis silice.
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III. Constatations
L’ensemble des réactions décrites sommairement ci-dessus conduit à la formation de
molécules dont le volume est plus grand que le volume des réactifs mis en présence. Il en
résulte, comme dans le cas des réactions alcalis granulats, un éclatement du béton dont
l’aspect représente une mosaïque aléatoire.
4.3.2 Type d’attaque altérant le béton armé
4.3.2.1 Attaque par carbonatation
Si les réactions précédentes sont dangereuses pour le béton armé ou non armé, l’attaque par
carbonatation, qui a pour conséquence de faire perdre au béton son pouvoir passivant, n’a de
conséquences que pour le béton armé.
En effet, sans pouvoir passivant résultant de l’alcalinité du béton non carbonaté, les armatures
du béton armé gonflent sous l’effet de la rouille et ceci déjà à partir d’un pH proche de 10,5.
Sous l’effet du CO2, la chaux hydratée (Ca(OH)2) se transforme en carbonate de calcium
(CaCO3) moins alcalin et pratiquement insoluble qui fait chuter le pH de 12.5 à une valeur
inférieure à 9. Cette chute de pH est facilement détectable par l’emploi de phénolphtaléine.
Cette réaction peut s’accompagner d’un écoulement de carbonate de calcium qu’il ne faut pas
confondre avec des exsudations de gel provenant d’une réaction alcalis granulats. Une attaque
à l’acide (vinaigre par exemple) permet de distinguer l’un de l’autre : le carbonate de calcium se
dissout sous l’action de l’acide, or le gel produit y est insensible.
Le béton d’enrobage éclate sous l’effet d’expansion des armatures, et le transfert des efforts
dans l’armature par adhérence acier - béton n’a plus lieu.
4.3.2.2. Attaque par des chlorures (Cl-)
Tout comme la carbonatation, cette attaque affecte les armatures du béton armé. Des ions Cl-
véhiculés par l’eau peuvent être présents dans le béton (adjuvants accélérateurs, granulats
Photo 4.12 - La zone périphérique blanchâtre
est affectée par la carbonatation car pour des
pH inférieurs à 9, l’indicateur est incolore.
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30
marins, …) ou provenir du milieu extérieur, par exemple suite à la récolte d’eau de
ruissellement contenant du sel de déverglaçage.
Dans l’environnement alcalin d’un béton (pH>12,5), l’acier est protégé contre la corrosion par
une couche passive. En présence de chlorures à une concentration critique au niveau du
ferraillage (environ 0,4 % par rapport au ciment), la couche passive est détruite localement
entrainant des phénomènes de corrosion par piqures. La concentration critique en chlorures
dans le béton dépend de différents facteurs (composition, dosage). De plus, elle diminue
lorsque le pH du béton baisse (p. ex : en cas de carbonatation, effluents acides, …).
Une fissuration excessive favorise l’accessibilité des armatures aux agents agressifs (chlorures,
oxygène, etc.).
Photo 4.13 - Corrosion du ferraillage du béton provoquée
par des chlorures
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5. CORROSION PAR H2S
5.1 Conditions de production et risques engendrés
5.1.1 Introduction
La présence d’H2S n’est pas normale dans un réseau et toutes les dispositions doivent être
prises pour en réduire autant que possible la teneur : c’est un impératif de sécurité publique. La
prévention de la formation d'H2S est donc essentiellement à prendre en compte lors de la
conception des ouvrages d’assainissement. Dans tous les cas, lorsque la présence d'H2S ne
peut pas être éliminée, des solutions curatives spécifiques doivent être mises en œuvre.
5.1.2 Mécanisme de formation d'H2S
(Texte emprunté à l’exposé de Mme A. Beeldens – Université KUL à Leuven
5ème Colloque International CEOCOR – Bruxelles 2000)
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La corrosion dite par H2S est le résultat de quatre processus successifs par lesquels les ions
sulfates, présents dans les eaux usées, sont transformés en acide sulfurique par des bactéries
adhérant à la surface de la conduite. L'illustration ci-dessous donne par exemple un schéma du
processus de corrosion des matériaux cimentaires.
Le premier processus intervenant dans le mécanisme de l’attaque par l’acide sulfurique
biogénique, dite "corrosion par H2S", est la réduction en sulfures, par des bactéries anaérobies,
des ions sulfates présents dans les eaux usées. Les bactéries se trouvent dans la couche
visqueuse de la surface de la conduite immergée par les eaux usées. Les bactéries captent
l'oxygène des ions sulfates, SO42-, et l'utilisent pour oxyder les matières organiques. Le soufre,
qui apparaît sous la forme d'ions sulfures, se transforme instantanément, au contact de l'eau,
en un mélange de H2S et HS-, ou en SO42- en présence d'oxygène. La formation d’H2S dans les
eaux usées exige en conséquence un environnement anaérobie. Ceci se manifeste dans des
conduites d'égouts très peu ou pas aérées, avec des températures d'eau élevées et de longues
durées de séjour. La concentration en sulfates et en éléments nutritifs organiques dans les
eaux usées joue également un rôle important dans ce processus.
Une seconde phase de ce processus est le dégazage des eaux d'égouts, par lequel l’H2S
contenu dans les eaux usées s'échappe dans la masse gazeuse du réseau d'assainissement.
La solubilité d'H2S dans les eaux usées est cruciale : elle dépend de la température des eaux
usées et du taux de remplissage de la conduite, ainsi que du pH et de la présence de
turbulences. Le pH détermine en effet si les sulfures dans les eaux usées surviennent sous
forme ionisée S2- ou HS- ou non-ionisée H2S. Seule cette dernière espèce peut s'échapper vers
l'atmosphère sous forme gazeuse. Lorsque la valeur du pH des eaux usées est égale à 7, les
Figure 5.1 - Représentation schématique de l’attaque des matériaux
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33
deux formes interviennent de concentration égale. Dans le cas d'une valeur pH inférieure à 7, la
forme non-ionisée domine et une quantité de H2S plus importante peut être évacuée vers la
masse gazeuse des égouts.
Dans une troisième phase, H2S est transformé en acide sulfurique (H2SO4) dans la masse
gazeuse des égouts par des bactéries aérobies, appelées Thiobacillus Thiooxidans, lesquelles
se trouvent dans la partie haute de l’ouvrage où se situe la zone de condensation.
La dernière étape est la corrosion des matériaux de la conduite, comme expliqué dans les
paragraphes 4.2. et 4.3.
En résumé, les principales conditions contrôlant à la production d’hydrogène sulfuré sont :
♦ la concentration du milieu en oxygène dissous,
♦ la concentration en sulfates et en sulfures,
♦ la concentration en matières organiques,
♦ la température,
♦ la vitesse de l’effluent et le temps de contact de ce milieu avec les ouvrages,
♦ le pH et le potentiel Rédox.
Pour complément d’information voir annexe 3
5.1.3 Facteurs d’influence dans le processus de formation d'H2S
La norme EN 752-4 donne une liste de facteurs d’influence en partie reprise ci-après.
5.1.3.1 Température
Une température élevée favorise la prolifération bactérienne anaérobie qui intervient dans la
réduction des sulfates et la libération de H2S gazeux dans l’atmosphère.
5.1.3.2 Demande biologique en oxygène
La demande biologique en oxygène (DBO) est représentative de l’activité biologique dans
l’effluent pour une température donnée. Une DBO élevée implique donc une concentration en
matières organiques élevée, c’est-à-dire en mesure de se combiner aux sulfates.
5.1.3.3 L’oxygénation de l’effluent
La bonne oxygénation de l’effluent permet de réduire la formation d’hydrogène sulfuré en
réduisant l’activité des bactéries anaérobies.
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5.1.3.4 Aération de l’ouvrage
Une aération à intervalle régulier permet de libérer hors de l’ouvrage les gaz présentant un
danger pour la pérennité des matériaux.
5.1.3.5 Vitesse d’effluent
Une vitesse trop faible de l’effluent intervient à deux niveaux
Elle entraîne un temps de séjour élevé qui dans un ouvrage mal ventilé favorise l’activité
anaérobie (la masse organique aérobie consommant l’oxygène)
Elle permet une sédimentation. Cette masse sédimentée étant le siège de réactions
anaérobies.
5.1.3.6 Présence de remous, de chutes
Les ouvrages d’adduction comprenant des ouvrages de chutes sont le siège de phénomènes
de dégazage d'H2S provoquant une dégradation du béton dans l’environnement de la chute.
5.1.3.7 pH
Un pH faible favorise le dégazage d’H2S. Par contre, un pH trop élevé pourra entrainer des
transformations de l’effluent ou des difficultés de traitement. Un équilibre doit donc être
recherché.
5.1.3.8 Sulfates
5.1.4 Zones à risques de corrosion par H2S
Les zones de dégradations se situent essentiellement :
� Aux endroits où se produit un phénomène de dégazage
- où une conduite de refoulement débouche dans un ouvrage gravitaire, en
amont et en aval du point de rejet (conduite, réservoir, chambre de réception,
regards…)
- dans des conduites à écoulement sous pression ou gravitaire en charge,
comportant des poches d’air (points hauts)
� Aux endroits où on observe une élévation sensible de température.
� Dans les zones à temps de séjour élevé (supérieur à 2 heures), par exemple les
digesteurs de boues, les grands collecteurs.
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Photo 5.2 - Attaque par H2S en sortie de la conduite de
refoulement
Photo 5.3 - Attaque H2S dans des regards
Photo 5.4 - Attaque par H2S de la voûte non-immergée
Photo 5.5 - Attaque par H2S du collecteur (temps de
séjour trop élevé des effluents)
Photo 5.6 - Attaque par H2S
de la rehausse et du cadre en fonte
Photo 5.7 - Attaque par H2S dans un dessableur
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5.1.5 Evaluation de l’importance du risque
(Texte emprunté à l’exposé de Mme A. Beeldens – Université KUL à Leuven
5ème Colloque International CEOCOR – Bruxelles 2000)
La littérature spécialisée reproduit différents modèles pour la prévision et le calcul de la
probabilité de formation d’H2S. On peut les ranger dans deux grandes catégories.
- Une première comprend les modèles qualitatifs, généralement construits sous la forme de
tableaux. Les modèles les plus importants sont la table d'évaluation de Fayoux [cfr. annexe
4] et l'évaluation Z de Pomeroy [cfr. annexe 5].
- Une seconde catégorie de modèles décrit la corrosion de manière quantitative. En d'autres
termes, la production de gaz sulfure, de sulfates et la vitesse de corrosion sont décrites en
fonction des divers paramètres et circonstances. Le modèle de Pomeroy [cfr. annexe 6],
s’articule autour de deux formules importantes.
Dans toute approche globale de conception, il faut tenir compte des conditions en amont de ce
tronçon.
5.1.6 Risques engendrés par la présence d’H2S
1. Risques pour la santé publique par l’intoxication pouvant aller jusqu’à l’asphyxie de la
personne (asphyxie entre 500 à 1000 ppm).
2. Risque de mauvaises odeurs créant une nuisance pour le voisinage (odeur d’œufs pourris) ;
3. Risque de dégradation par corrosion des ouvrages métalliques ou en béton armé ;
4. Perturbation du traitement en station d’épuration.
Des appareils de mesures spécialisés permettent de détecter la présence d’H2S et, si
nécessaire, de mettre en œuvre des solutions de sécurité ou de traitement. Ces dernières sont
généralement hydrauliques, chimiques ou biologiques.
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37
5.2 Action de l’H2S sur les matériaux métalliques (aciers faiblement
alliés, aciers spéciaux, aluminium)
5.2.1 Aciers faiblement alliés
La présence d'H2S en milieu humide augmente très fortement la vitesse de corrosion des aciers
faiblement alliés. Sans protection particulière, l’utilisation de ces aciers doit être proscrite.
5.2.2 Aciers inoxydables
Le soufre sous forme d’H2S augmente généralement la vitesse de dissolution anodique des
aciers inoxydables et il a tendance à diminuer leur aptitude à la passivation. Il peut aussi
propager la corrosion sous contrainte.
En solution aqueuse, l’H2S est un acide faible et l’acier inoxydable ne sera que très faiblement
attaqué.
Dans des atmosphères sèches et des températures inférieures à 200 °C, les aciers ferritiques
contenant plus de 17 % de chrome, ainsi que les aciers inoxydables austénitiques de type
18%Cr-8%Ni offrent une bonne résistante pour des teneurs d’H2S allant jusqu’à 4 %. Dans des
atmosphères humides, en présence de H2S, les nuances austénitiques de type 18%Cr-8%Ni
présentent une vitesse de corrosion uniforme comprise entre 0.1 et 0.5 mm/an, ainsi qu’un
risque associé de corrosion par piqûre. L’addition du molybdène améliore le comportement à
l’action de l’H2S.
Photo 5.9 - Corrosion des caillebotis en acier
galvanisé par H2S
Photo 5.8 - Action H2S sur des tubes en fonte ductile
après dégradation de la protection du ciment
Février 2007
38
D’expérience, dans des atmosphères de digesteurs et stockeurs de boues, les nuances de type
18%Cr-10%Ni-2%Mo présentent une résistance à la corrosion suffisante.
Sous réserve d'un choix judicieux de la nuance d'acier utilisée, on peut donc dire que les aciers
inoxydables résistent bien à la corrosion en milieux H2S.
NOTE : Un guide « TSM (Technique Sciences et Méthodes) Juillet –Août 2003 – 98ième année
Guide de l’utilisation des aciers inoxydables dans les réseaux d’eau » a été publié en France
par l’AGHTM (devenue l’ASTEE).
5.2.3 Aluminium
En atmosphère sèche, l’H2S n'a aucune action sur l'aluminium et ne modifie pas sa coloration.
Par contre en atmosphère humide ou dans des condensats, la présence d'H2S, de CO2 et de
chlorures entraine une corrosion rapide.
Dans des stations d’épuration couvertes, il a été observé des attaques par piqûre assez fortes
sur des ponts de racleurs et structures d’escaliers (cfr. photos 5.10, 5.11, 5.12 et 5.13) en
alliage AlMgSi1Mn, AlMgSi1, et cela même pour des concentrations de chlorures très faibles (<
3 μg/cm3) et des pH compris entre 4.5 et 6.8.
Photo 5.10
Photo 5.11
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39
Photo 5.12
Photo 5.13
5.3 Action de l’H2S sur les bétons
5.3.1 Mécanisme d’altération
La dégradation du béton dans les ouvrages
d’assainissement par l’action de H2S est une attaque
acide à pH très faible (généralement inférieur à 1). L’acide
sulfurique (H2SO4), produit à partir de H2S (cfr. chapitre
4.1), réagit avec les composants calciques présents dans
la matière cimentaire, en formant du gypse (sulfate de
calcium).
Photo 5.14 - Mise à nu des armatures
due à l’attaque par H2S après moins de
10 ans d’exploitation.
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40
Les réactions qui conduisent à la dégradation des bétons :
- Attaque de la calcite superficielle néoformée suite à la carbonatation :
CaCO3 + H2SO4 + H2O � CaSO4, 2H2O + CO2
calcite gypse
- Attaque du composant de la phase liante le plus vulnérable : la Portlandite:
Ca(OH)2 + H2SO4 � CaSO4.2H2O
Portlandite gypse
- Attaque des silicates de calcium hydratés de la phase liante :
3CaO. 2SiO2. nH2O + 3H2SO4 � 3CaSO4. 2H2O + 2 SiO2 + mH2
CSH gypse gel de silice
5.3.2 Cas particulier
5.3.2.1 Ciments alumineux
Le ciment alumineux présente quant à lui une bonne durabilité dans des environnements
agressifs tels que rencontrés dans les réseaux d’assainissement; cela s’explique par la stabilité
de l’alumine hydratée Al(OH)3 jusqu’à des pH de 3,5 environ et par une forte interaction bactérie
– substrat cimentaire.
Parmi la famille des ciments alumineux, le Ciment Fondu® défini par la norme NF P15-315 est
un liant hydraulique essentiellement constitué d’aluminate monocalcique CA, qui résulte de la
fusion d’un mélange de bauxite et de calcaire dans des proportions telles que le ciment obtenu
renferme au moins 30% de sa masse en alumine (Al2O3).
Cependant, étant donné que les conditions et l’intensité de corrosion sont très variables selon
les réseaux, une analyse de l’agressivité de l’environnement doit précéder le choix du matériau.
5.3.2.1 Ciments résistants aux sulfates - HSR-LA
L’action de H2S sur les matériaux à base de ciment ne doit pas être confondue avec une autre
forme de dégradation qui est la formation d’ettringite (cfr. § 7.2.1.2.3). L’utilisation seule du
ciment HSR-LA n’est pas une solution pour remédier à l’attaque de type H2S.
Février 2007
41
5.4 Recommandations préventives
5.4.1. Augmentation de la vitesse
Il y a lieu de réduire de façon significative les dépôts en se plaçant dans les conditions
d’autocurage. La norme européenne EN 752-4 prévoit pour des canalisations de diamètre
nominal
- < DN 300 (petits branchements ou collecteurs) avec soit une vitesse d’effluent
> 0,7 m/s, soit une pente > 1/DN ;
- > DN 300 des vitesses plus élevées peuvent être acceptées.
De plus, la norme se réfère à des indications locales qui peuvent être disponibles dans les
documents de référence nationaux.
Les possibilités d’améliorer la vitesse sont entre autres les suivantes :
- Diminuer le coefficient de frottement de l’ouvrage
Par exemple :
• soigner l’enduit et ou le jointoiement pour des ouvrages en maçonnerie
• soigner les conditions de pose pour limiter les ovalisations, les écarts de tracé et de profil, les désalignements ou déboîtements des joints, les dépôts
• choisir des conduites à rugosité faible et durable (abrasion, etc.).
- Eviter la formation des turbulences en soignant le raccordement entre éléments :
• joint entre les tubes préfabriqués
- éviter des dénivellations du fil d’eau entre les éléments ;
- éviter de fortes ouvertures des joints (déconnexion ou déboitement) ;
éventuellement égaliser ces ouvertures par remplissage des joints.
• passage au travers des regards de visite
- respecter la forme du fil d’eau jusqu’à mi canalisation ;
- éviter des chutes dans les chambres ou regards de visite.
- Favoriser les solutions à fortes pentes : Pour un même débit nominal une conduite
de faible diamètre et de pente forte sera préférée à une conduite de grand diamètre
et de pente faible. En général, les pentes supérieures à 5/1000 permettent d’éviter la
production d’H2S.
- Améliorer la forme de la section mouillée dans la partie basse de l’ouvrage en
diminuant la surface de frottement.
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42
- Mise en place d'autres solutions dans des pays à relief assez plat.
Note : Des vitesses trop élevées engendrent d'autres problèmes de type abrasion, bruit, émission d'odeurs…
5.4.2 Aération des ouvrages
Pour réduire le risque de formation et d’accumulation de H2S, il y a lieu de prévoir un nombre
suffisant de dispositifs d’aération surtout si l’ouvrage concerné est de grande longueur et
pourvu d’ouvrages de chute. Cette aération peut être réalisée soit par une ventilation naturelle
comme des cheminées en communication avec l’atmosphère, soit par une ventilation forcée
extrayant les gaz. L’air aboutissant à l’exutoire des cheminées ou conduits d’air doit faire l’objet
d’un traitement particulier contre les odeurs lorsque cela est nécessaire pour éviter des
nuisances olfactives.
5.4.3. Choix des matériaux
Le phénomène de dégradation dû à H2S s’accompagne d’un pH souvent très faible (<1). Pour
faire face à ce phénomène, les matériaux doivent résister à une concentration en H2SO4 égal à
0,5 mol/L pendant au moins 10 000 heures en condition de service.
5.4.4. Autres dispositions préventives
D’autres dispositions peuvent comprendre l’injection d’air, d’oxygène ou des additions
chimiques (peroxyde d’hydrogène (H2O2), ions nitrates, sels de fer (FeSO4, FeCl3 …)).
Il est nécessaire de vérifier dans chaque cas, l’impact de ces produits sur les matériaux eux-
mêmes, les procédés d’épuration et l’environnement.
5.5 Recommandations curatives
5.5.1 Augmentation de la vitesse de l’effluent
L’augmentation de la vitesse de l’effluent dans un ouvrage existant s’obtiendra en rétablissant
un état de surface correct surtout en partie basse puisque la sédimentation qui est à éviter
intervient pour des faibles débits et donc des faibles hauteurs d’eau.
Cette réhabilitation de l’état de surface s’obtiendra :
Février 2007
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- soit par ragréage des surfaces au mortier ;
- soit par mise en place d’une structure préfabriquée épousant la forme du radier ou
modifiant la forme de celui-ci ;
- soit par coffrage d’une cunette plus étroite que le radier précédent
Cette dernière solution tout en étant plus efficace pour lutter contre la sédimentation n’en réduit
pas moins, dans certains cas, le débit capable de l’ouvrage.
5.5.2 Aération de la partie haute
Dans la mesure du possible, on veillera à multiplier les évents pour éliminer le risque
d’accumulation de H2S en partie haute des ouvrages.
5.5.3 Choix des matériaux utilisés pour la rénovation
Les recommandations curatives sont les mêmes que celles visées par le § 5.4.3.
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44
6. CORROSION PAR COUPLES GALVANIQUES
6.1 Mécanisme
La condition nécessaire pour la corrosion par couples (piles) galvaniques est la présence
d’une différence de potentiel entre plusieurs parties d’une structure métallique. Le Tableau
6.1 indique des gammes de potentiels de corrosion Ek typiques du métal, lesquels sont
fonction de la nature du milieu environnant.
TABLEAU 6.1 – Liste de potentiels de corrosion
Métal Ek [mVCSE]
Acier, fonte dans eau usée aérée de -650 -450
Acier, fonte dans eau usée non aérée
(conditions d‘anaérobie) -900 -700
Acier inox dans eau usée aérée -200 +100 *
Acier d’armature air, sol -200 +100
de béton dans l’eau -500 -200
Zinc/acier galvanisé dans eau usée aérée -1.000 -800
Aluminium allié dans eau usée aérée -600
à
-50 * en présence des microorganismes le potentiel peut augmenter jusqu’à 500 mV Ek [mVCSE] : différence de potentiel entre le métal considéré et l’électrode de référence (cuivre/sulfate de cuivre) placée dans le même milieu (eau ou sol).
Quand deux métaux avec des potentiels de corrosion différents sont en contact avec un
électrolyte (eau, sol), ils forment une pile galvanique. Lorsque le circuit électrique entre les
deux métaux est fermé, le métal avec le potentiel de corrosion le plus négatif devient
l’anode et se corrode ; celui avec le potentiel le plus positif est alors la cathode.
Février 2007
45
Figure 6.1 - Mécanisme de corrosion dans couples galvaniques
Lorsque les zones anodiques et cathodiques sont clairement séparées, on parle aussi de macropiles.
6.2 Vitesse de corrosion
Un courant continu circule toujours dans des macropiles. L’importance de ce courant
dépend de la différence des potentiels de corrosion, de la résistance électrique entre
l’anode et la cathode et du comportement de polarisation (résistances électrochimiques).
La corrosion de l’anode se compose de sa propre corrosion (en absence de couples
galvaniques) et de la perte de matière causée par le courant de macropile indiqué dans le
tableau 2. Une conséquence type de ce genre d’attaque est une corrosion très localisée
avec perforation des parois.
TABLEAU 6.2 – Perte de matière de l’anode Perte de matière par mA Métal
g/an cm3/an Aluminium 2.90 1.08 Acier/fonte 9.13 1.16 Zinc 10.69 0.98
Dans les installations d’eaux usées, des pertes de matières de plusieurs centaines de
grammes par an dues aux courants des macropiles sont possibles.
A signaler également que les vitesses de corrosion sont importantes dans des couples
galvaniques présentant de grandes cathodes et de petites anodes. Des vitesses de
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46
corrosion comprises entre 0.5 et 2 mm/an sont souvent observées dans les installations
d’eaux usées.
Dans les macropiles, la corrosion se concentre généralement au voisinage de l’interface
anode-cathode.
6.3 Matériaux en danger, situations typiques
6.3.1 Types de couples galvaniques
Deux types de couples galvaniques sont prédominants :
a) Les piles d’aération différentielle
La corrosion par aération différentielle s’observe lorsque la concentration en oxygène
varie le long d’une structure (bassins avec de grandes différences de concentration
en oxygène) ou si une partie de cette structure est couverte par des dépôts
(incrustations, dépôts de boue, produits de corrosion non adhérents, etc.) qui
empêchent l’accès de l’oxygène à la surface métallique. Une zone anodique avec
dissolution du métal se forme dans la zone la moins oxygénée (par exemple sous les
dépôts).
Ce type de corrosion s’observe en général sur des installations en acier, acier
galvanisé et fonte.
Figure 6.2
Argile Pauvre en oxygène Ek = -700 mVCSE
Sable Riche en oxygène Ek = -400 mVCSE
Anode: Corrosion Cathode: Réduction d‘oxygène
Courant
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Photo 6.3
Corrosion d’un tube enterré en fonte provoquée par un
remblai inhomogène
(i) moitié du tube dans un remblai de graviers
Photo 6.4
Corrosion d’un tube enterré en fonte provoquée par un
remblai inhomogène
(ii) moitié du tube dans de l’argile
b) Piles galvaniques
Les piles galvaniques résultent de la liaison électrique de deux métaux aux potentiels de
corrosion différents (cfr. photo 6.5). D’après
le tableau 6.1, on constate que les cathodes
étrangères principales sont les aciers inox et
l’armature du béton. Cette dernière a
presque toujours une surface importante, ce
qui favorise des grandes vitesses de
corrosion. Des systèmes de mise à la terre
en cuivre ou en acier inox peuvent être aussi
des cathodes étrangères importantes.
Les matériaux en danger sont ceux
présentant des potentiels de corrosion plus
électronégatifs comme l’acier, la fonte, l’acier
galvanisé, le zinc et l’aluminium. Si les
éléments en acier ou fonte sont revêtus, la
corrosion se concentrera sur les zones avec des défauts dans le revêtement (dégradations,
porosités, détérioration accidentelle …). Dans ce cas, le rapport des surfaces (petite anode,
grande cathode) provoque presque toujours de grandes vitesses de corrosion.
Photo 6.5 -
exemple d’assemblage déclanchant un couple
galvanique : corrosion après 6 semaines d’utilisation
d’une pompe en fonte immergée dans un bassin en
béton armé suite à une macro pile entre la pompe et
l’armature du béton
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6.3.2 Cas fréquemment rencontrés
Des situations typiques de couples galvaniques dans des installations d’eaux usées
sont par exemple :
- des constructions mixtes en acier au
carbone et acier inox (cfr photo
6.16 ; 6.17) ;
- des constructions mixtes en
aluminium et acier inox (cfr. photo
6.6);
- des pompes immergées, des
échelles ou des systèmes d’aération
dans des bassins en béton armé qui
sont en contact avec l’armature du
béton (cfr. Photo 6.5, 6.8) ;
- des conduites métalliques enterrées
en contact avec le ferraillage et les
dispositifs de mise à la terre en cuivre.
Les liaisons des matériaux à potentiels de corrosion différents sont souvent fortuites ou
accidentelles. Elles peuvent résulter par exemple :
- de fixations métalliques (cfr. Photo 6.9) en contact avec l’armature du béton, (par
exemple un tuyau traversant une paroi (cfr. Photo 6.10, 6.12 ), barres de guidage
des pompes (cfr. Photo 6.7) ;
- des liaisons équipotentielles, mises à la terre, installations de mesures et régulation
etc.
La mise en contact de l’armature du béton
avec des structures en acier inox ne pose
normalement pas de problèmes du point de
vue des couples galvaniques, même si les
potentiels de corrosion peuvent différer
notablement. En effet, grâce au
comportement électrochimique (forte
résistance de polarisation des métaux
Photo 6.7 - Barres de guidage corrodées en aluminium
Photo 6.6 - Tirants inox et structure aluminium
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49
passifs), les courants dans ces piles sont faibles et ne provoquent pas de corrosion de la
structure présentant le potentiel le plus électronégatif.
Photo 6.8 - Aérateur zingué en contact avec l’armature
du béton
Photo 6.9- Fixation zinguée en contact avec l’armature
du béton
Photo 6.10 - Passage de mur – Tube zingué en contact
avec l’armature
Photo 6.11- Fixations isolantes défaillantes
Photo 6.12 - Passage de mur – canalisation en contact
avec les armatures
Photo 6.13 - Détail de l’altération sur le passage de mur
déficient
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Photos 6.14 et 6.15 - Clapet anti-retour en fonte (défaut local de l’émaillage) en contact direct avec inox.
Corrosion par couple galvanique entre l’inox et la fonte.
Photos 6.16 et 6.17 - Corrosion interne due à la corrosion galvanique entre la crépine en acier inox et le tube en
acier galvanisé.
6.4 Recommandations préventives
Les mesures préventives de protection des structures métalliques vis-à-vis des couples
galvaniques consistent en principe à éviter la formation des macropiles ou à limiter les
courants à des valeurs tolérables. Ces mesures peuvent être :
a) Dans le cas de cellules d’aération différentielle :
- Utilisation des matériaux insensibles à cette forme de corrosion (acier inox…) ou
non conducteurs ;
- Application de revêtements organiques d’épaisseur minimale de 300 μm ;
- Utilisation de la protection cathodique afin d’éviter ou de diminuer des différences
de potentiel entre zones avec bonne et mauvaise aérations ;
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51
- Construction sans conductibilité longitudinale (assemblage non conducteur
d’éléments de conduites) limitant les surfaces cathodiques actives ;
- Elimination des dépôts afin de réduire les aérations différentielles le long de la
structure ;
- Homogénéisation de la concentration en oxygène dans l’effluent.
b) Dans le cas de couples galvaniques avec des cathodes étrangères et structures mixtes
- Privilégier l’utilisation de matériaux non conducteurs ;
- Eviter les assemblages de matériaux métalliques de nature différente (de potentiel
différent).
Lorsque l’assemblage de matériaux métalliques de natures différentes est
nécessaire :
- Mettre en place une séparation
galvanique (isolation pour
courants continus faibles) ;
- Prévoir des dispositifs
permettant d’éviter le contact
permanent avec l’électrolyte
pour les équipements à
fonctionnement intermittent
(par exemple relever
des pompes immergées hors
service) ;
- Augmenter la résistance
électrique dans le circuit de
courant (p.ex. montage des
pièces isolantes entre tubes
en matériaux différents) ;
Pompe immergéeFonte (Montage isolé)
Armature du béton
ConduiteAcier inox
Joint isolant
Liaison equipotentielle
Alimentation électrique spécialep.ex. avec dispositifs limiteurs
Pompe immergéeFonte (Montage isolé)
Armature du béton
ConduiteAcier inox
Joint isolant
Liaison equipotentielle
Alimentation électrique spécialep.ex. avec dispositifs limiteurs
- Eviter des rapports de surfaces cathode-anode défavorables (p. ex. réduction de la
surface cathodique par une peinture ou un revêtement isolant) ;
- Protection cathodique par courant imposé ou par anode galvanique.
Remarques : Les mesures de protection contre la corrosion doivent toujours être en
conformité avec les exigences concernant la sécurité des personnes (mise à la terre,
liaisons équipotentielles, protection contre la foudre). La réalisation des séparations
Février 2007
52
galvaniques entre structures aux potentiels de corrosion différents exige souvent des
mesures spéciales sur le plan électrique. Citons en exemple la connexion des systèmes
anti-foudre avec des dispositifs de protection du type éclateur, l’alimentation des
composants électriques sans liaison directe au conducteur neutre du réseau électrique
général en utilisant des transformateurs de séparation, etc.
Les possibilités concrètes d’appliquer de telles dispositions dépendent des réglementations
nationales. Il est important d’harmoniser les concepts électriques et de protections contre la
corrosion dès la phase d’étude du projet.
6.5 Recommandations curatives
Les mesures curatives de protection contre les dégradations des structures métalliques par
des couples galvaniques consistent en principe à interrompre le circuit de courant des
macropiles (séparation galvanique des structures ayant des potentiels différents) ou à
réduire le courant de macropile à des valeurs qui ne compromettent pas la fonction et la
pérennité de l’ouvrage. Ces mesures peuvent être :
a) Pour les cellules d’aération différentielle :
- Remplacement des structures corrodées par des matériaux non sensibles à cette
forme de corrosion (acier inox, matières plastiques, …) ;
- Application de revêtements d’épaisseur minimale de 300 μm avec préparation de
surface par sablage au moins égale à SA 2.5 (cfr. norme ISO 8501 - échelle de
sablage) et un support exempt de stimulant de corrosion (chlorures, sulfates, …) ;
- Protection cathodique ;
- Elimination des zones préférentielles de dépôts propices à la formation d’un milieu
anaérobie ;
- Favoriser l’agitation du milieu pour arriver à une concentration homogène en
oxygène.
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b) Pour les couples galvaniques avec des cathodes étrangères :
- Eliminer les assemblages de matériaux métalliques de natures différentes (c’est à
dire de potentiels différents) ;
- Mettre en place une séparation galvanique (isolation pour courants continus
faibles).
La mise en place de ces séparations doit respecter des règles de précaution. Toute
négligence de montage de fixations peut mener à des dégradations (cfr. photo
6.11);
- Supprimer le contact permanent avec l’électrolyte pour les équipements à
fonctionnement intermittent. (p. ex. relever des pompes immergées hors service);
- Augmenter la résistance électrique dans le circuit de courant (p.ex. montage des
pièces isolants entre tubes en matériaux différents) ;
- Diminuer les rapports de surfaces cathode/anode. (p. ex. réduction de la surface
cathodique par une peinture ou un revêtement isolant) ;
- Protection cathodique par courant imposé ou par anode galvanique.
Avertissement au lecteur : la mise en application des recommandations ci-dessus, seules
ou en combinaison, nécessite toujours l’avis d’un spécialiste.
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54
7. CORROSIVITE DES MILIEUX EN ASSAINISSEMENT
7.1 Altérations par les boues.
Les phénomènes observés dans les boues sont des réactions de fermentation. En présence
d’oxygène, il se forme des acides organiques, du CO2, des nitrates et des sulfates.
Lors de conditions anaérobies, les produits résultant sont du méthane, de l’ammoniac et de
l’H2S.
Pour que l’activité des micro-organismes soit assurée, le pH des boues doit être proche de 7.
Lorsque la décomposition des boues utilise de l’oxygène, le milieu environnant s’appauvrit.
Cette raison jointe à la neutralité du milieu entraîne une faible agressivité des boues vis à vis de
la plupart des matériaux métalliques.
Pour les aciers galvanisés, la teneur élevée en CO2 favorise la formation d’une couche
protectrice de carbonate de zinc.
Les alliages cuivreux peuvent être mis en danger par la présence d’ammoniac ou d’H2S et sont
déconseillés en présence de ces milieux.
Une corrosivité élevée des boues peut résulter de la présence d’agents oxydants tels que FeCl3
utilisé comme floculant. De même, les aciers et fontes seront attaqués par des boues acides
(pH<6). Toutefois ce degré d’acidité est rarement observé.
La présence de chlorures dans les boues constitue toujours un risque de corrosion des bétons,
de l’acier au carbone et de certains aciers inoxydables.
Lors de la fermentation, il se forme des acides organiques et inorganiques. Dans la phase
boue-gaz et dans la zone de gaz, il en résulte un degré de corrosivité important. Dans la zone
Février 2007
55
de gaz du digesteur, il faut compter avec la présence d'H2S qui se transforme en acide
sulfurique sur les surfaces de béton et d’acier.
Pour éviter des dégâts de corrosion, les solutions suivantes sont possibles :
1. Application de revêtements adaptés sur les constructions en béton ou en acier au carbone;
2. Utilisation d’aciers inoxydables austénitiques 18%Cr 8%Ni au Molybdène ou de Duplex ;
3. Prévention de la condensation de gaz dans les conduites (contrôle du point de rosée et
évacuation de la condensation).
Dans le cas d’agitation des boues engendrant des éclaboussures, le milieu devient plus
agressif. Dans ces zones, on relève souvent des attaques du béton et des aciers, y compris les
aciers inoxydables au chrome-nickel. Ce phénomène se manifeste particulièrement dans les
installations d’hygiénisation (températures élevées pour élimination des bactéries) et les
systèmes de filtres.
Dans les installations traitant des eaux usées avec des fortes teneurs en matières grasses
et / ou glucose, les boues sont particulièrement agressives en raison du risque de
transformation de ces produits en acides organiques.
7.2 Altérations par les eaux
7.2.1 Matériaux minéraux
7.2.1.1 Pierres naturelles (meulière, moellons, …), briques
Utilisation dans des collecteurs principaux à écoulement libre.
Bonne résistance de ces matériaux aux différentes qualités d'eau.
L'emploi de ciments résistants aux milieux agressifs (HSR LA selon la norme EN 197) est
recommandé (Prise Mer, Eaux Sulfatées - PMES).
Février 2007
56
7.2.1.2 Béton coulé sur place et préfabriqué
Bonne résistance à la corrosion sauf en présence d’acides, d'H2S, d'eau chargée en ammonium
(NH4+), en magnésium (Mg²+) ou en CO2 (carbonatation des bétons).
TABLEAU 7.1 – Degrés d’attaque du béton en contact avec des eaux chargées
Propriété de l'eau Degré d'attaque
A faible attaque A forte attaque A très forte attaque
pH 5.5 - 6.5 4.5 - 5.5 < 4.5
Dioxyde de carbone
dissolvant la chaux
(mg/L CO2)
15 - 30
30 - 60
> 60
Teneur en ammonium
(mg/L NH4+)
15 - 30
30 - 60
> 60
Teneur en magnésium
(mg/L Mg++)
100 - 300
300 - 1500
> 1500
Teneur en sulfate (mg/
L SO4--)
200 - 600
600 - 3000
> 3000
(Source DIN 4030)
Pour les composants préfabriqués (tuyaux, regards, boîtes de branchement), certains
compléments nationaux des normes EN 1916 et EN 1917 mentionnent les seuils suivants :
pH > 4,5 ; NH4+ < 30 mg/L ;
SO4-- < 600 mg/L ; Mg++ < 1000 mg/L ;
Cl- < 750 mg/L.
Il est rappelé ci-dessous les principales réactions engendrées par la nature des eaux
transportées (voir aussi chapitre 4.3 Altération des bétons et 5.3 Action de l’H2S sur les bétons).
Février 2007
57
(a) Réactions alcali-granulats ou sulfatique
Que ce soit par la formation d’un gel expansif
ou par la formation de molécules dont le
volume est plus grand que le volume des
réactifs mis en présence, le béton éclate et
se fissure entraînant la ruine de l’ouvrage.
Le phénomène de formation d’ettringite
dépend fondamentalement du ciment
employé. Un choix attentif devra toujours être
fait.
Tout ouvrage en contact avec le milieu
assainissement doit être réalisé avec des
ciments à basse teneur en C3A (aluminates
tricalciques) et à basse teneur en alcalis.
Photo 7.2 - Eclatement du béton
par formation d’ettringite
(b) Attaque du béton par les chlorures et la carbonatation
Les chlorures contenus dans l’eau (sels de déverglaçage…) peuvent provoquer une
dépassivation des armatures entrainant de la corrosion par piqûres (photo 7.3).
Sous l’effet du dioxyde de carbone dissous dans l’eau, le pH du béton enrobant les armatures
chute, ayant pour effet de dépassiver les armatures qui seront corrodées. Celles ci gonfleront et
éclateront le béton périphérique (photo 7.4).
photo 7.3 : Attaque par les chlorures
photo 7.4 : Attaque par carbonatation dans
un collecteur.
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58
L’état de corrosion des armatures peut être évalué par des méthodes non destructives telles
que la cartographie potentiométrique (voir chapitre 8.3.4.3)
7.2.1.3 Béton polymères
Utilisation : fabrication de caniveaux et de canalisations non visitables pour des travaux sans
tranchée.
Bonne résistance à la corrosion.
7.2.1.4 Grès cérame
Emploi : canalisations, pièces façonnées, dalles, etc.
Très bonne résistance à la corrosion sauf en présence d'acide fluorhydrique.
7.2.1.5 Fibrociment
Même utilisation que les conduites de béton non armé préfabriquées.
Sensiblement même résistance à la corrosion.
7.2.1.6 Matériaux organiques (PVC, PE, PP, PRV)
Emploi : canalisations et collecteurs
Bon comportement vis à vis de la corrosion sauf en présence d'eaux contenant de grosses
quantités de solvants organiques.
Les PVC, PP sont sensibles au rayonnement ultraviolet.
7.2.2 Matériaux métalliques
Ils sont essentiellement utilisés dans les stations d'épuration (STEP) ou pour les canalisations
de transport sous pression (refoulement).
7.2.2.1 Aciers peu ou non alliés et fontes
En milieu aéré, ces matériaux sont sensibles à la corrosion et nécessitent toujours l'application
de dispositions particulières de protection :
- Pour l'intérieur des canalisations : revêtement en mortier de ciment (cfr. chapitre 7.2.1),
application d'une résine époxydique ou polyuréthanne ;
Février 2007
59
- Pour l'extérieur des canalisations : revêtements PE, PP, PU, métallisation, résines
époxydiques, protection cathodique (cfr. guide de choix des revêtements de canalisation
– publication CEOCOR - 2006) ;
- Pour les structures en acier ou en fonte : revêtements métalliques, peintures
époxydiques ou polyuréthannes (cfr. norme EN-ISO 12944 pour l'acier), protection
cathodique ;
- Pour les fers de béton armé :
- recouvrement des armatures selon les normes et/ou les règles nationales (cfr.
annexe 8);
- recouvrement des armatures spécifié dans la norme ENV 1992 (Eurocode 2);
- composition du béton selon la norme ENV 206.
- protection cathodique
- emploi d’armatures inox
Note : pour les parties enterrées ou immergées, une discontinuité électrique totale entre les fers de béton armé et les
autres ouvrages en acier est impérative (cfr. chapitre 4), comme par exemple pour les éléments d'ancrage, les
manchettes de traversée de paroi, …
7.2.2.2 Aciers inoxydables
Les qualités des inox les plus utilisés sont des nuances à 18% de chrome, 10 à 12% de nickel
et 0 à 2,5% de molybdène (voir tableau de correspondance en annexe 7). L’utilisation d’inox
sans molybdène est envisageable certaines applications dans la domaine des eaux usés et leur
traitement. Cependant, il ne faut pas perdre de vue que le molybdène améliore la résistance par
piqûres en présence de chlorures et la corrosion caverneuse, la température étant un
phénomène aggravant de la corrosion.
Les inox résistent bien à la corrosion en milieu aérobie et anaérobie sous réserve d’un choix
adéquat de la nuance en fonction :
- des caractéristiques chimiques de l’eau et de leur teneur en matières solides
- des conditions de mise en œuvre (soudage, usinage, contamination…)
- du mode d’élaboration de la nuance d’inox
- des conditions locales d’exploitation (température, concentration d’oxygène, action des
réactifs utilisés dans les STEP…).
A savoir avant de choisir un inox :
Février 2007
60
- Les inclusions affaiblissent la résistance à la corrosion par piqûres, il est donc conseillé
de travailler avec des inox élaborés selon le procédé AOD (Argon – Oxygen –
Decarburation). Dans tous les cas exiger un certificat d’origine ou de traçabilité.
- La corrélation entre le taux de chlorures et la corrosion par piqûres. L’une des causes
principales de détérioration de l’inox est la corrosion par piqûres. Le milieu de travail est
un facteur influent et il doit être connu avant de choisir un inox (concentration de
chlorures, types de chlorures, température…). Le tableau 7.5 indique les teneurs
maximales de concentrations de chlorures supportables sans risque de corrosion par
piqûres suivant les nuances d’inox (pour une température de 20°C) :
Tableau 7.5 – résistance des aciers inox aux chlorures
Nuances d’inox Teneurs maximales en chlorures à 20°C [mg/l]
1.4301 200 à 500 mg/l *
1.4306/1.4307 200 à 500 mg/l *
1.4401 1000 à 1500 mg/l *
1.4404 1000 à 1500 mg/l *
1.4462 5000 mg/l
1.4435/1.4432 5000 mg/l
1.4436 5000 mg/l
1.4439 10000 mg/l
1.4539 10000 mg/l
1.4529 35000 mg/l
1.4547 35000mg/l
*) suivant la propreté inclusionnaire
Les nuances d’inox présentant une résistance à la corrosion par piqûres pour les
teneurs supérieures ou égales à 1000 mg/l pourront être utilisées à des températures
plus élevées. Les nuances qui tiennent dans des concentrations de chlorures plus
élevées tiennent également mieux avec l’élévation de température.
Note : L’augmentation de température s’accompagnera d’une diminution de la concentration
supportable en chlorures par la nuance.
En milieu très chloré, l’adjonction d’une polarisation cathodique peut être réalisée avec
succès. Cette dernière réalisée en conformité avec la norme EN 12.954 « Protection
Février 2007
61
Cathodique des ouvrages enterrés ou immergés – principes généraux », doit toujours
être confiée à un spécialiste.
- La corrélation entre l’acidification et milieu et la corrosion caverneuse. Dans les zones
confinées – cavernes, cavités – l’absence d’échanges avec le reste du milieu peut
conduire à un phénomène d’acidification. Lorsque le pH en diminuant atteint une valeur
pHd appelé pH de dépassivation (pour une nuance), la corrosion s’amorce. Dans tous
les cas, il faudra lors de la conception et la réalisation des appareils éviter la formation
de zones confinées. S’il subsiste un doute, choisir une nuance d’inox avec un pHd plus
bas, en général contenant du molybdène. Dans le tableau 7.6, ont été répertoriés, en
fonction des nuances, les pHd en dessous desquels une corrosion caverneuse peut
survenir.
Tableau 7.6
Nuances d’inox pH de dépassivation
1.4301 2,1
1.4306/1.4307 2,1
1.4401 1,7
1.4404 1,6
1.4462 0,95
1.4539 1,2
Le choix d’une nuance d’inox, le soudage, le montage doit être mené sous les conseils d’un
spécialiste.
7.2.2.3 Zinc (galvanisation à chaud)
Il est utilisé comme revêtement anticorrosion des aciers au carbone complété, lorsqu'on désire
une durée de vie plus longue, par un revêtement organique (peinture époxydique ou
polyuréthanne) après un pré-traitement de la surface zinguée. La galvanisation est traitée en
détail au chapitre 4.2.2.2.1.
7.2.2.4 Aluminium
Malgré le bon comportement de l’aluminium à la corrosion dans les eaux neutres (un pH voisin
de la neutralité), le plus grand risque résulte de contacts avec des structures à potentiel plus
électropositifs (cfr. chapitre 6 - couples galvaniques).
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62
Photo 7.6 - Caisson de recirculation des boues
Photo 7.7 - Corrosion des soudures du caisson
Dans un ouvrage complexe, la juxtaposition inévitable des matériaux de natures différentes
entraine dans la majorité des cas la formation de couples galvaniques dans lesquels
l’aluminium joue le rôle d’anode corrodée. De plus, les chlorures et les sels de métaux lourds
(mercure, argent, plomb, nickel, cuivre) provoquent des corrosions par piqûres. Enfin, en raison
de son caractère amphotère, l'aluminium n'est pas adapté pour résister aux milieux acides (pH
inférieur à 4) et basiques (pH supérieur à 9). Par ailleurs, la protection cathodique de
l’aluminium est difficile à réaliser pour la neutralisation des couples galvaniques. Elle fonctionne
souvent assez mal.
Pour l’ensemble de ces raisons, l’utilisation d’alliages d’aluminium est peu conseillée dans un
milieu immergé. Les alliages pouvant être employés sont : AlMg3 et AlMg2,7 (Norme EN5754)
ainsi que lAlMg4,5 (Norme EN5083).
7.2.2.5 L'émail
Les pièces émaillées ont un très bon comportement à la corrosion. L’émail résiste à presque
tous les acides organiques et inorganiques sauf à l'acide fluorhydrique et ses sels et aux milieux
très fortement alcalins. Par contre, il est sensible aux chocs et, des défauts locaux du
revêtement émaillé provoquent des dommages importants dus à la corrosion.
La protection cathodique des pièces en acier émaillées est du ressort d’un spécialiste.
7.2.2.6 Cuivre
Les alliages de cuivre sont très rapidement attaqués par les eaux usées contenant des sulfures
ou de l'ammoniac. Leur utilisation est déconseillée comme matériau de canalisations.
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7.3 Altération par les atmosphères
7.3.1 Définition d’une atmosphère
L’atmosphère d’un milieu est en général composée par un ensemble gazeux que l’on définit
comme « l’air ». Certaines particularités de ces milieux (marin, assainissement, industriel, etc)
peuvent agir sur les structures et modifier leurs tenues dans le temps. L’atmosphère d’un milieu
agressif détruit progressivement la plupart des structures par une action chimique (acide
sulfurique, chlore, chlorures, par exemple). Cette action progressive du milieu s’appelle la
corrosion atmosphérique. Le type d’environnement atmosphérique nécessite que soient prises
des dispositions telles que l’élimination de l’agressivité à la source ou la mise en place de
protections par des procédés ou des utilisations de matériaux peu ou pas sensibles à la
corrosion.
L’atmosphère des installations souterraines peut être polluée en raison de la nature même des
installations ou d’un manque de précautions. Ces zones sont polluées par les matières qu’elles
contiennent ou par d’autres éléments provenant d’ailleurs (circulations d’air). Cette
concentration de gaz crée des risques qui peuvent à tout moment être présents ou disparaître.
Ici, l’atmosphère joue un rôle important dans le mécanisme des désordres. La présence de
mauvaises odeurs (œufs pourris par exemple) peut permettre de détecter un risque et prévenir
ainsi d’une dégradation future de la surface du parement en béton.
7.3.2 Paramètres influents de l’atmosphère
7.3.2.1 Nature de la zone (marine, assainissement, industrielle, confinée, etc.)
La composition des atmosphères est différente selon que l’on se trouve en bord de mer, dans
un réseau d’assainissement ou dans une zone industrielle. Les risques de dégradation
s’accroissent si les zones sont concomitantes et, sont majorées en site confiné.
7.3.2.2 Température
L’environnement atmosphérique normal dans un réseau d’assainissement présente une
température d’environ 15°C. Il peut atteindre des plages de températures plus basses voire plus
élevées (10/20°C) mais stable en température. L’effet de température seul est sans aucun effet
sur le milieu. Par contre, les variations de température sur certains matériaux créent des
conditions d’altérations plus fortes. Les aspects qualitatif et quantitatif des altérations (fatigue
Février 2007
64
des matériaux) sont dus essentiellement aux écarts répétés de température (chocs thermiques
55 / 60°C) et à la combinaison avec d’autres paramètres tels que le pH, H2S, la minéralisation,
la teneur en oxygène, les réactifs chimiques, le biofilm, etc.
Un exemple simple, les rejets d’eau chaude non contrôlés (laverie industrielle) dans un réseau
d’assainissement peuvent participer à l’endommagement sur plusieurs mètres des radiers
construits en béton ou maçonnerie.
Par ailleurs, l’élévation de température du milieu peut être un problème dans le temps si des
conditions de stagnations des effluents, avec des dépôts de boues, se créent (pH, potentiel
redox, et autres facteurs). Ici, une augmentation de la température favorise le développement
des bactéries productrices de sulfures, mais accélère aussi la consommation d’oxygène par les
bactéries contenues dans l’effluent.
Des recommandations existent dans les règlements d’assainissement qui définissent les
températures de rejet des eaux. Ces températures sont parfois la cause d’environnements
atmosphériques très chargés (vapeur, gaz) et dangereux pour le personnel et l’ouvrage.
7.3.2.3 Humidité
Le phénomène d’humidité est un état consécutif soit au régime climatique, soit au
fonctionnement de l’ouvrage et peut réagir sur l’environnement immédiat.
Pour les parties métalliques d’un ouvrage, plus un milieu est aéré et ventilé, moins l’humidité
règne et donc plus longue sera la durée de vie de ces parties.
En ce qui concerne les ouvrages en béton armé, exposés ou non à une atmosphère humide ou
corrosive, le respect des épaisseurs minimales d’enrobage des ferraillages est recommandé.
7.3.2.4 Gaz et polluants
Les gaz qui composent l’air d’un milieu peuvent par leur combinaison évoluer et conditionner un
environnement atmosphérique. Leurs effets peuvent être d’une grande intensité.
L’Hydrogène Sulfuré (H2S) est un exemple très connu pour les ouvrages d’assainissement et
autres milieux confinés. D’autres gaz ou polluants dangereux peuvent être rencontrés de
manière aléatoire et exceptionnelle sans avoir la même agressivité et / ou corrosivité que H2S :
- gaz de fermentation de matières organiques: méthane, gaz carbonique, ammoniac ;
- gaz volatils provenant des écoulements induits ;
- vapeurs de combustibles liquides et solvants : essence, benzène, kérosène et autres
hydrocarbures ;
- etc.
Février 2007
65
Il n’est pas rare de rencontrer des mélanges de ces gaz dans le même ouvrage souterrain, ce
qui implique des risques d’explosion, d’incendie, d’asphyxie et d’agression par les effets de
corrosion (action chimique) ou de déflagration (action mécanique). La problématique pour les
réseaux d’assainissement est essentiellement située dans les canalisations de refoulement où
se crée et se concentre l’H2S, en aval des stations de refoulement.
Dans le cas d’ouvrages visitables, l’effet est corrosif uniquement pour les parties d’ouvrage
émergées du tuyau. Cette corrosion inégale du béton est due aux courants d’air dominants
dans le réseau d’assainissement par lesquels l’apport d’hydrogène sulfuré gazeux vers les
parois ne s’effectue pas uniformément.
Cette dégradation de la surface du parement béton peut s’accélérer également du fait d’autres
mouvements d’air transversaux, montant – descendant (convections d’air), créés par des
différences de température à l’intérieur de l’ouvrage (paroi, eau, air).
7.3.3 Risques d’altération et / ou de danger de l’atmosphère
Les risques de corrosion et / ou d’altération d’un ouvrage suite à un environnement
atmosphérique pollué sont importants et peuvent avoir des conséquences parfois irréversibles
sur la tenue d’un ouvrage.
Deux notions entrent dans la vie d’un ouvrage, celles d’une part de la sécurité, relative aux
calculs et dimensionnements permettant de répondre aux contraintes connues et d’autre part
de la pérennité, induite par la marge de sécurité prise lors de la conception de l’ouvrage.
Les conditions de fonctionnement des ouvrages enterrés peuvent produire des gaz et ou des
mélanges avec l’air ambiant et générer les conséquences importantes suivantes :
7.3.3.1 Odeurs
Une odeur nauséabonde : H2S dégage une odeur caractéristique « d’œuf pourri » décelable
seulement, lorsqu'il est présent à faible dose. C’est la source d’odeurs la plus importante
émises par un ouvrage, ce qui peut s’expliquer par son seuil de détection olfactive très bas et
sa densité plus grande que celle de l’air ambiant. Au delà de 50 ppm, le gaz n’est plus perçu
par l’homme.
7.3.3.2 Atmosphère environnante
Une toxicité importante : les effets d'H2S vont d'une simple irritation, à la Valeur Limite
d’Exposition (VLE) dans l’atmosphère de 10 ppm, jusqu’à la mort à partir de 200 ppm
d’exposition. Sa toxicité est équivalente à celle du cyanure d’hydrogène.
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66
7.3.3.3 Explosivité du milieu
Un mélange explosif : un risque de formation de mélanges explosifs avec l’air est possible à
condition de réunir les conditions d’une explosion (gaz, air, étincelle). Ce risque est tout à fait
réel et peut apparaître à tout moment (par exemple : mégot de cigarette jeté dans un égout)
7.3.3.4 Corrosivité de l’atmosphère
Une forte corrosion : toute modification des éléments de construction ou de fonctionnement
peut entraîner des risques pour l’ouvrage. L’atmosphère chargée en H2S amène l’action
chimique et génère l’altération de la structure béton des parties émergées notamment la voûte
de l’ouvrage. Or, cette action agit également sur les armatures métalliques, avec la rouille,
conduisant parfois à « un phénomène de feuilleté » et d’éclatements du béton si le ferraillage
est proche de l’intrados (pertes des caractéristiques mécaniques et d’étanchéité des
structures).
Ces phénomènes d’altération des structures sont très préoccupants pour les réseaux
d’assainissement, l’H2S étant reconnu comme le facteur principal de dégradation des ouvrages.
Les conditions favorables à cette réaction sont généralement réalisées dans les conduites
gravitaires et dans les zones de fortes turbulences où les risques de dégazage d’H2S sont
accrus.
D’autres structures en matériaux synthétiques qui n’ont pas été conditionnées pour lutter contre
les attaques par l'acide sulfurique peuvent également être dégradées en profondeur et ne plus
garantir les caractéristiques proposées à l’origine.
7.3.4 Altération des bétons par les atmosphères
L’altération des bétons par les atmosphères est dominée par les mécanismes suivants
- altération des composants minéraux par des atmosphères acides (cfr. 4.3.1.1, 5.3) ;
- attaque des armatures par carbonatation (cfr. 4.3.2.1).
Dans la plupart des cas, la dégradation est une combinaison de différents facteurs. En cas de
présence d’H2S, l’acide sulfurique présent attaque la pâte cimentaire du béton.
En cas de carbonatation sous l’effet du CO2, la chaux hydratée (Ca(OH)2) se transforme en
carbonate de calcium (CaCO3) moins alcalin et pratiquement insoluble qui fait chuter le pH de
12.5 à une valeur inférieure à 9. Dans ce cas, le béton, protecteur de l’acier, perd sa capacité
passivante et la corrosion de l’armature est possible.
Février 2007
67
7.3.6 Altération des métaux par les atmosphères
La corrosivité de l’atmosphère à l’intérieur des installations d’eaux usées peut être élevée par
rapport à l’atmosphère extérieure environnante en raison des facteurs suivants :
- Humidité élevée (p. ex. dans les canalisations et près des bassins) ;
- Atmosphère contenant des gaz formés pendant le transport et le traitement de l’eau
et des boues, surtout de l‘H2S et de l’ammoniac.
Les installations dans les parties couvertes et mal aérées sont particulièrement mises en
danger.
7.3.6.1 Acier carbone
Dans l’atmosphère, les éléments en acier au carbone ou en fonte souffrent toujours d’une
attaque plus ou moins uniforme. La vitesse de corrosion dépend de l’humidité et de l’agressivité
de l’atmosphère. Comme taux d’amincissement typique, on se réferra au tableau 7.8 ci après.
En présence de gaz acides, la vitesse de corrosion augmente fortement.
Les vitesses de corrosion des aciers, des fontes grises et des fontes ductiles (nodulaires) sont
sensiblement les mêmes. Les installations en acier carbone ou fonte devraient donc toujours
être équipées d'une protection contre la corrosion (galvanisation, revêtement organique selon la
norme EN-ISO 12944, …).
7.3.6.2 Galvanisation
Dans des conditions de corrosion par l’oxygène (corrosion selon le type O2 - cfr. chapitre
4.2.1.2), il se forme des couches de carbonate de zinc adhérent. Celles-ci freinent
considérablement la progression de la corrosion, de sorte que les taux d’amincissement des
parois sont réduits d’environ un facteur 20 par rapport à l’acier de carbone.
TABLEAU 7.8 - Taux d’amincissement pour Fe et Zn
dans différentes atmosphères selon la norme EN-ISO 12944-2
Classe de corrosivité
suivant
Taux d’amincissement [μμμμm/an]
EN-ISO 12944-2 Fe Zn
C1 ≤ 1.3 ≤ 0.1
C2 > 1.3 – 25 > 0.1 – 0.7
C3 >25 - 50 > 0.7 – 2.1
C4 > 50 - 80 > 2.1 – 4.2
C5 > 80 - 200 > 4.2 – 8.4
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Dans les cas où il y a fréquemment formation d’eau de condensation sur des périodes
prolongées (l’eau de condensation étant une eau exempte de CO2), la production de couches
protectrices de carbonates est empêchée et les vitesses de corrosion sont relativement plus
élevées. Dans ces conditions, l’utilisation de l’acier galvanisé est déconseillée.
En atmosphères acides (corrosion selon le type H2 - cfr. chapitre 4.2.1.2), le zinc ne résiste pas
et est rapidement attaqué.
7.3.6.3 Acier inox
Les aciers inoxydables se caractérisent par l’existence d’une couche passive qui se forme
spontanément à la surface du métal en présence d’un oxydant (oxygène dans l’air ou dissous
dans l’eau, …) et qui le protège contre les agressions extérieures. Celle-ci peut être détruite
localement en présence d’HCl ou par l’action des chlorures. La résistance de cette couche
passive et donc la résistance à la corrosion dépend de la composition chimique du métal.
L’expérience montre que des nuances austénitiques Cr-Ni-Mo avec des teneurs en molybdène
de plus de 2 % (par exemple les nuances 1.4404, 1.4435) satisfont normalement aux exigences
pour les installations de gaz (digesteurs, turbines, moteurs,…) et pour les installations non
confinées (bassins,…).
A l’intérieur des récipients de réaction (filtres, installations d’hygiénisation,…), et notamment
dans les cas où l’on rencontre des teneurs en acides organiques élevées, l’utilisation de
nuances plus fortement alliées et plus résistantes à la corrosion peut se révéler nécessaire (par
exemple les nuances 1.4539, 1.4529).
7.3.6.4 Aluminium
Les alliages d’aluminium sont protégés, comme les aciers inoxydables, par un film passif. Celui
ci peut être détruit par l’action des acides et / ou des chlorures, ce qui mène parfois à la
corrosion des parties qui ne sont pas en plein air (manque de lavage des substances
agressives par la pluie et atmosphères acides). Bien que non impératif, l’utilisation des alliages
d’aluminium devrait donc être réservée plus spécialement aux constructions émergées.
On trouvera dans le tableau ci-après l’indication des principaux alliages recommandés.
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Appellation
courante
Selon la norme
européenne Utilisation recommandée
AlMg1 EN 5005 Peu utilisé car faibles caractéristiques mécaniques. Bardages
AlMg5 EN 5456 Peu utilisé en Europe en raison de sa teneur élevée en Mg
AlMgMn EN 3003 Alliage banal, équivalent au EN 5005.
AlMgSi EN 6082 ou
EN 6005A
Alliage des produits filés pour utilisations structurales : Ponts,
racleurs, échelles etc.
EN 6060 Bonnes caractéristiques mécaniques : gardes corps, menuiseries
métalliques, etc.
Sont donc conseillés : Pour les tôles : 5754 ou 5083( cfr. chapitre. : Alliages immergés)
Pour les profilés : 6082 ou 6005A et 6060 si application structurale.
Sont à proscrire fermement : les alliages contenant du cuivre, lesquels sont sensibles à la
corrosion intergranulaire et à la corrosion sous contrainte. Ils peuvent donner lieu à des
ruptures soudaines pendant l’exploitation. Parmi ces nuances, sont notamment à proscrire les
alliages de la famille 2000 contenant du cuivre et 7000, avec ou sans cuivre.
7.3.6.5 Cuivre
Le cuivre et ses alliages sont très vite attaqués en présence d’H2S et d’ammoniac. Le laiton
subit une corrosion sous contrainte en présence d’atmosphères contenant de l’ammoniac.
L’utilisation des alliages de cuivre n’est donc normalement pas recommandée dans le domaine
de l’assainissement. Pour les contacts électriques, des mesures de protection appropriées
doivent être prises (emplacement des armoires de distribution électriques en dehors des zones
critiques ou ventilation de ces armoires avec de l’air non pollué, …).
Photo 7.9 - Etat interne des équipements
Février 2007
70
7.4 Altération par les sols
7.4.1 Altération des métaux par le sol
Le sol, partie superficielle de la couche terrestre, est constitué par la désagrégation des roches
ignées ou sédimentaires altérées ou encore recouvertes par les alluvions récentes. Il recèle une
vie intense de par son activité biologique
ou physico-chimique et constitue un
agent de transformation remarquable.
Les corps organiques avec lesquels il
est en contact s'y décomposent en
éléments de la chimie minérale, et les
métaux affinés par l'industrie sont
transformés plus ou moins rapidement
en sels stables sous l'effet de la
corrosion. Mais à l'action corrosive du
sol s'ajoutent d'autres types d'altérations
des métaux enfouis dans ce sol. C'est
ainsi que l'on distinguera :
- la corrosivité propre du sol ;
- la corrosivité industrielle des métaux en contact avec le sol (pollution électrique) ;
- corrosion par couples galvaniques (cathodes étrangères, p.ex. mise à la terre et
hétérogénéité du terrain).
Les mécanismes de corrosion dans le sol sont les mêmes que dans les eaux (voir chapitre 7.2).
7.4.1.1 Corrosivité du sol
Aucun sol n'étant parfaitement anhydre, ce dernier peut être considéré comme un électrolyte
dont la qualité varie en fonction de sa teneur en eau. Sa résistivité est directement liée à la
dissolution des sels solubles qu'il contient. Or parmi tous les paramètres qui permettent
Photo 7.10 Attaque par couple galvanique de la fonte ductile
en contact avec un matériau cuivreux, après exposition dans
un sol tourbeux
Février 2007
71
d'évaluer la corrosivité du sol (ou des eaux), la résistivité est l’un des plus importants. Elle
renseigne en effet sur la concentration en sels dissous, c'est à dire sur l'intensité probable des
réactions chimiques ou électrochimiques qui se produisent. Plus la résistivité du milieu est
basse, plus sa force corrosive est grande.
Les phénomènes électrochimiques qui se manifestent sur une structure métallique au contact
d'un sol sont multiples :
- ceux dus à l'activité des micro-piles locales (corrosion naturelle des métaux) qui se
forment et qui sont générées par un processus d'aération différentielle dans lequel
les caractères physiques du sol interviennent largement : granulométrie, compacité,
humidité des particules colloïdales, présence de micro organismes, etc;
- ceux provoqués par l'activité des macro-piles : piles géologiques formées par la
juxtaposition de terrains de natures différentes (alternance de terrains), traversées
de parties immergées puis de parties sèches, etc voir aussi chapitre 6.3.1;
- ceux engendrés par l'activité biologique, en particulier par les bactéries anaérobies
réductrices de sulfates.
La force corrosive de chacun d'eux est directement proportionnelle à la résistivité du sol avec
lequel la structure métallique est en contact.
Photo 7.11 Corrosion d’un tube enterré en fonte grise.
Dans les parties noires, il ne reste que du graphite
Photo 7.12 Coupe dans le tube
Evaluation de la force corrosive d'un sol
Malgré un demi-siècle de recherche, aucune méthode scientifique connue à ce jour ne permet
de quantifier de façon formelle la corrosivité des sols
vis à vis d'un matériau métallique qui y est enterré.
Aussi l'évaluation de la force corrosive d'un sol a t-
elle été estimée à partir de l'expérience de
Photo 7.13 - Tube fonte ductile corrodé par
le sol, après dégàts de manutention
Février 2007
72
spécialistes réunis notamment dans le cadre de groupes de travail normatifs.
La norme européenne EN 12501.2 (année 2002) concernant les risques de corrosion pour les
matériaux ferreux non alliés ou faiblement alliés indique des conditions de sol qui peuvent
généralement conduire à une force corrosive élevée. Elles sont rapportées dans le tableau ci-
après :
TABLEAU 7.14 – Exemples de sols de force corrosive élevée
Caractéristiques
Exemples de sols de force corrosive élevée
sols naturels
- Présence de tourbe, de lignite, de charbon - Zones de marais, étangs marécageux, etc. - Nappe phréatique saumâtre - Sols anaérobies : argiles, marnes. type de sols
sols artificiels
- Sols contenant des cendres, mâchefers, scories, sous-produits industriels, résidus de déchets domestiques
- Zones remblayées avec des sous-produits industriels - Matériaux recyclés non contrôlés.
pollution sols contaminés Contamination par des sels de déverglaçage, par des fertilisants, des égouts perméables, une pollution industrielle.
topographie et hydrographie
Points bas, traversées de rivière, etc.
toponymie Nature du sol donnée par le nom d'un village : exemple "la ferrière", "la chaux".
autres
interface triple Nappe phréatique fluctuante.
Le graphe suivant précise quant à lui l'importance attribuée à la valeur quantitative de la
résistivité du sol dans l'évaluation de sa force corrosive (Norme EN 12501.2).
Force corrosiveMoyenne Faible
Force corrosiveForte
pH
30 50 100Résistivité en ohm.m
9,5
6
4,5
Figure 7.15 – Force corrosive du sol
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73
A titre d'exemple, quelques valeurs de résistivité de sols sont indiquées ci-après :
Vases marines : 3 à 8 Ω.m
Marécages : 5 à 10 Ω.m
Argiles et marnes plastiques : 10 à 30 Ω.m
Limons, terre arable : 30 à 80 Ω.m
Terrains calcaires : 100 à 500 Ω.m
Sable de rivière : 300 à 2 000 Ω.m
Sable de mer : 10 à 20 Ω.m
Sable du Sahara : 10 à 5 000 Ω.m
Une force corrosive forte conduira toujours à la mise en œuvre de dispositions particulières
pour la lutte contre la corrosion : protection cathodique, revêtements appropriés, matériaux
adaptés, etc. Une force corrosive moyenne justifiera une réflexion et une action préventive
éventuelle.
7.4.1.2 Corrosivité industrielle du sol
On appelle ici "corrosivité industrielle" l'ensemble des phénomènes électriques présents dans le
sol et qui peuvent entraîner une altération par corrosion des matériaux métalliques enterrés à
savoir :
- les influences dues à des courants continus circulant dans le sol ;
- les influences dues au courant alternatif.
Les influences du courant continu sont celles générées par des lignes de chemin de fer
électrifiées ou par des industries utilisant du courant continu sous de fortes puissances ainsi
que par des installations de protection cathodique ou des structures protégées cathodiquement.
Les courants issus de ces sources et qui empruntent le sol comme circuit ou partie de circuit de
retour peuvent entraîner des gradients de potentiel dans le sol, avec des courants de circulation
importants dans les structures métalliques qui y sont enterrées.
Aux endroits où ces courants sortent des dites structures pour regagner la borne négative de la
source émettrice, ils décomposent par électrolyse les ouvrages métalliques influencés (un
courant de 1 ampère dissout ainsi 10 kg de fer en 1 an). Les structures métalliques longilignes
sont plus particulièrement sollicitées par ce type d'influence que l'on rencontre néanmoins
quelques fois sur des ouvrages concentrés.
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74
Figure 7.16 – Perforation d’une conduite en fonte par
courant continu
La configuration typique de cette forme d’attaque est un cratère local.
Les courants continus peuvent aussi être créés par des macropiles (p.ex. contact par la mise à
la terre, etc.).
Les influences du courant alternatif peuvent être de deux ordres :
- celles dues à des phénomènes d'induction électromagnétique créés par la proximité
d'ouvrages métalliques enterrés avec des lignes aériennes de transport d'énergie à
haute tension. Ce type d'influence peut être un élément accélérateur de la vitesse de
corrosion ;
- celles générées par des phénomènes de conduction provoqués généralement à
proximité des pieds de pylônes de lignes électriques à haute tension.
7.4.1.3 Mesures préventives ou curatives
L'ensemble des influences des courants continus ou alternatifs doit toujours faire l'objet
d'études spécifiques effectuées par un spécialiste de corrosion.
De même, l'étude des risques de corrosion provoqués par la corrosivité du sol, réalisée par du
personnel qualifié, permettra de définir les mesures préventives ou curatives à mettre en œuvre
afin d'apporter des garanties de non-corrosion des matériaux. Ces mesures pourront aller du
choix des matériaux eux-mêmes et des consignes d'installation à l'application de revêtements
ou de la protection cathodique.
7.4.2 Altération des bétons par le sol
Les canalisations enterrées en béton armé ou non peuvent être altérées au contact de certains
sols particulièrement corrosifs. Les facteurs de risque sont de plusieurs ordres et tiennent à la
fois à la qualité du béton et à la composition du milieu avec lequel il est en contact.
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75
Pour le milieu lui-même, 6 paramètres importants doivent être pris en compte avec comme
seuils d'alerte :
- la teneur en sels d'ammonium NH4+ > 30 mg/l et / ou en sels de magnésium (Mg²+ >
500 mg/l) ;
- la teneur du milieu en chlorures. Les valeurs limites acceptables sont :
- pour les tuyaux précontraints : 250 ppm;
- pour les tuyaux en béton armé : 500 ppm;
- pour les tuyaux avec âme tôle : 1 000 ppm;
- la teneur en sulfates : préoccupante au delà de 1 000 ppm;
- la résistivité du sol : en dessous de 10 ohm.m pour les tuyaux précontraints et
5 ohm.m pour les tuyaux en béton armé avec ou sans âme en tôle ;
- le pH du milieu : ce dernier est peu corrosif pour des pH > 5,5 ;
- pour des canalisations : les influences éventuelles de courants vagabonds continus
circulant dans le sol seront quantifiées et neutralisées en cas d'influences
défavorables.
Pour les composants préfabriqués (tuyaux, regards, boîtes de branchement), certains
compléments nationaux des normes EN 1916 et EN 1917 mentionnent les seuils suivants dans
l’eau interstitielle:
CO2 agressif < 40 mg/l SO4-- agressif < 3000 mg/l (sulfates solubles du sol) ;
pH > 4,5 Cl- < 750 mg/l
Normes de référence :
EN 12.501 : Evaluation du risque de corrosion dans les sols - Parties 1 et 2 ;
EN 10.304-2 : Mesure des chlorures dans les sols ;
ISO 11.048 : Qualité de sol – Dosage des sulfates solubles dans l’eau (1995) ;
EN 50.162 : Protection contre la corrosion due aux courants vagabonds.
7.5 Altération du béton armé par des chlorures
L’altération du béton armé par des chlorures est développée sous le chapitre 4.3.2.2.
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8. DE L’INSPECTION A L’EXPERTISE D’UN OUVRAGE
8.1 Généralités
Dans un souci de connaissance et de préservation du patrimoine en assainissement, des
inspections périodiques des ouvrages sont indispensables et peuvent conduire à la nécessité
d’expertises des désordres constatés afin de préconiser une remise en état.
8.2 Sécurité
Un réseau d’assainissement ou une station d’épuration en service utilise des règles de sécurité
établies par le gestionnaire en vue de rassembler toutes les conditions nécessaires au bon
déroulement d’une intervention. Le respect de ces instructions contenues dans le règlement est la
première mesure de sécurité.
Une visite sans accompagnement dans un réseau d’assainissement ou une station d’épuration
est à proscrire. Une bonne connaissance des conditions météo et une personne de contact en
surface est obligatoire.
La liste non exhaustive suivante présente l’équipement individuel de protection recommandé :
� bottes, casque, lunettes de protection, lampe, gants, harnais de sécurité ;
� le masque de fuite, détecteurs des atmosphères dangereuses ;
� veste et pantalon imperméable réfléchissant.
Lors des visites du réseau et en fonction de l’environnement urbain, certains services publics ou
concessionnaires doivent être informés (transport public, gestionnaires de voirie, …).
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8.3 Evaluation d’un réseau d’assainissement
8.3.1 Cartographie du réseau d’assainissement
La cartographie du réseau est la première des missions à réaliser avant de commencer une
expertise.
Données cartographiques minimales :
- Bâti ;
- Voiries ;
- Coordonnées XYZ de chaque plaque d'accès du réseau d'égout ;
- Coordonnées XYZ de chaque regard de visite du réseau d'égout ;
- Caractéristiques de chaque plaque et regard (diamètre, nature, état de l'assise,
accessibilité, etc.) ;
- Sections et type de matériaux des réseaux visités ;
- Délimitation sommaire des sous-bassins versants alimentant le réseau à expertiser.
Données cartographiques complémentaires :
- Localisation des plaintes suites à un dysfonctionnement du réseau (refoulement,
inondation, odeur…) ;
- Localisation de signes extérieurs de dégradation du réseau (enfoncements de voiries et
d’avaloirs, …).
Par l’intermédiaire d’un système d’information géographique, la cartographie orientée « objet »
permet de mieux comprendre certains phénomènes rencontrés. De plus, certaines pathologies
peuvent être anticipées par la réalisation de cartes thématiques, comme par exemple les zones à
risques géotechniques et de sédimentation.
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78
8.3.2 Critères d’évaluation d’un ouvrage
Les critères essentiels que doivent évaluer les experts dans le cadre de l’examen des
canalisations d'égout public et ouvrages connexes sont repris dans le tableau 8.1:
TABLEAU 8.1 – Critères à évaluer lors des expertises Critères Objectif
Etanchéité : infiltration entrée de sol déplacement de tuyaux matière de joint expulsée etc.
Protection du sous-sol et de la nappe aquifère en vue de protéger les eaux souterraines et d'éviter de véhiculer des eaux claires parasites vers les stations d'épuration. Evaluation de l’étanchéité sur la vitesse d’altération de l’ouvrage.
Stabilité structurelle : fissuration déformation altération etc.
Durée de vie de la canalisation et du remblai de sa tranchée, qui dépendra à la fois du choix du tuyau, et du mode de pose, du matériau de fondation et de remblai, et enfin de la qualité de l'étanchéité.
Aspect Hydraulique : dépôt ; obstacles ; racines; pénétrantes ; etc.
Eviter les inondations en transportant à l'aval le débit maximal correspondant à un risque calculé en termes de probabilité d'un événement pluvial catastrophique (précipitations avec une période de retour à déterminer par l’autorité compétente).
Plusieurs recommandations, guides pratiques ou normes tentent de systématiser les rapports
d’inspections. Le système de codage d’inspection visuelle des réseaux d’assainissement décrit
dans la norme Européenne EN 13508-1/2 reprend tous les cas d’évènements ou d’anomalies
constatés dans un ouvrage, selon les trois critères majeurs de la liste ci dessus.
Les informations codées peuvent être utilisées pour l’un des objectifs suivants :
- évaluer les problèmes de fonctionnement dans le cadre d’un programme de travaux
de réhabilitation à long terme ;
- fournir des données destinées à être utilisées dans la planification des activités
d’entretien et de maintenance ;
- étudier des problèmes de fonctionnement spécifiques ;
- classer et organiser les résultats dans une base de données pour archivage.
En ce qui concerne la nécessité de systématiser les résultats d’une expertise, les avis divergent.
Pour certains, cela se limite à une facilité de rédaction de rapport ; pour d’autres, par le biais de la
recherche opérationnelle, les constatations peuvent se transformer en indice de qualité
permettant d’établir des priorités d’entretien ou même, de mettre à jour la comptabilité
Février 2007
79
patrimoniale. La gestion de cette masse d’informations demande des outils informatisés et qui
mènera à une standardisation effective.
A titre d’exemple, voici une hiérarchisation possible :
TABLEAU 8.2 – Degrés d’intervention
Degré Signification
Type 1 Pas de défaut ou défauts insignifiants
Type 2 Défauts minimes ne nécessitant pas d’intervention
Type 3 Défauts ne nécessitant pas d’intervention immédiate
Type 4 Défauts sérieux avec nécessité d’intervention
Type 5 Défauts graves nécessitant une intervention immédiate
8.3.3 Etat des lieux des réseaux
8.3.3.1 Visite pédestre
La connaissance de l'état exact dans lequel se trouve l'égout entre deux de ses chambres de
visite est primordiale pour l'exploitation du réseau d'assainissement.
La nature des matériaux utilisés, son état de vétusté, les différents obstacles à l'écoulement des
eaux sont autant de paramètres à prendre en compte pour les modélisations hydrauliques. Les
infiltrations ou les exfiltrations sont également des éléments importants à prendre en compte,
d'une part pour le débit qui transite effectivement, d'autre part pour la possible pollution des sols
et de la nappe phréatique, ainsi que pour le minage autour de l'égout, ce qui fragilise sa structure.
L'état général dans lequel se trouve la structure même de l'égout est important à connaître. Il est
le garant de sa pérennité, de son bon fonctionnement et de l'absence d'accident en surface.
Seule une observation visuelle peut apporter une réponse à toutes ces interrogations. Un objectif
de visites, dans une période qui oscille entre 2 et 5 ans pour les collecteurs principaux, peut être
programmé avec inspection des ouvrages.
Tous les renseignements recueillis seront ensuite idéalement transmis dans la base de données
cartographique. Ils serviront également à programmer les réparations et les améliorations.
Lors de ces visites, l'égoutier sera particulièrement attentif aux éléments qui entravent
l'écoulement des eaux. La présence de dépôts indique généralement une contre pente ou encore
une dégradation de l'ouvrage. Dans les égouts construits en maçonnerie, la présence de briques
dans le radier peut indiquer un début d'effondrement de la structure par attaque chimique du
mortier. La partie haute de l'égout étant naturellement la plus exposée à H2S, ce sont ces briques
Février 2007
80
qui se descelleront le plus facilement, amenant une perte de résistance aux pressions exercées
par la circulation de surface.
Dans les égouts en briques ou en béton, la présence de fissures longitudinales ouvertes à 12 h et
fermées à 9 et 15 h indiquent généralement un écrasement vertical de la structure.
Les fissures circulaires indiquent quant à elles des phénomènes de cisaillement imputables à des
tassements différentiels de la canalisation.
Le déboîtement des égouts en éléments préfabriqués est également dû à des tassements
différentiels au droit du raccord ou à une mauvaise pose lors de l’exécution.
Dans les égouts en béton armé, la présence visuelle des armatures est le plus souvent due à une
attaque chimique qui désagrège le béton.
8.3.3.2 Visite par caméra
Lorsque la canalisation n’est pas visitable, une visite pédestre en continu est impossible, une
visite par caméra est alors recommandée. Dans les égouts en maçonnerie ou vétustes, le robot
qui porte la caméra étant très sensible aux obstructions mécaniques, un curage sera programmé
préalablement. On portera une attention particulière au placement de la poulie de guidage du
câble et au déroulement de celui-ci.
La présence de gaz (explosivité, H2S, CO, teneur en oxygène) sera préalablement testée avant la
descente du matériel.
Photo 8.3 - Véhicule caméra
Photo 8.4 - Caméra téléguidée
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81
8.3.4 Pathologies de stabilité
8.3.4.1 Déformation et rupture des matériaux tubulaires
Figure 8.5 – Déformation et rupture des matériaux tubulaires rigides
Stade 1
La canalisation se fissure soit par défaut de
remblayage, soit sous l'effet d'une surcharge, soit par
ravinement de la fondation par une fuite de l’égout
ou d’une canalisation d’eau sous pression dans les
environs proches de la conduite. Des fissures
apparaissent en quadrant (12-3-6-9h).
Stade 2
Du fait des infiltrations d'eau, il se produit une perte
de remblais fragilisant encore plus la canalisation.
Des fissures ouvertes apparaissent à la voûte (12 h)
et des fissures fermées à 9h et 3 h
Stade 3
La canalisation se déforme sous l'effet de la charge
et du manque de support lié à la perte de matière de
remblais par les infiltrations.
Il existe une possibilité d'écrasement de la
canalisation. Il existe également une possibilité de
voir apparaître en surface une cavité dans la
chaussée.
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82
Photo 8.6 – Dégradation totale du collecteur par déformation et
rupture (ouvrage en ruine) – vue générale
Photo 8.7 – Dégradation totale du collecteur par déformation et
rupture (ouvrage en ruine) – vue sur la fissure latérale
0
Photo 8.8 -
Les circonstances difficiles d’une expertise
dans le milieu de l’assainissement rendent
impératif l’emploi d’outils de mesure
d’ouverture des fissures afin de ne pas
surestimer ou sous-estimer celles ci.
Photo 8.9 -
De simples témoins sont suffisants pour suivre l’évolution
des fissures.
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83
8.3.4.2 Attaque chimique du béton non armé
a) Attaque par l’hydrogène sulfuré (H2S)
L’acide sulfurique (H2SO4), formé à
partir de l’H2S, réagit avec les
composants calciques (entre autres
Ca(OH)2), présents dans la matière
cimentaire, en formant du gypse,
(sulfate de calcium). Il en résulte un
effritement du béton au niveau du
liquide et à la voute (cfr. § 5.3)
Figure 8.10 – mécanisme d’altération par
H2S
Février 2007
84
b) Attaque suite à une réaction alcalis granulats
Des réactions se produisent entre certaines formes
de silice présentes dans le sable et / ou dans les
granulats et les alcalis présents dans le ciment ou
transmis par des agents extérieurs (sels de
déverglaçage, …). Il en résulte la formation d’un
gel de silicates alcalins fortement expansif
provoquant une fissuration dont le faciès
représente une mosaïque ou un faïençage sans
direction préférentielle en l'absence d’armatures.
Dans certaines circonstances, il s’échappe des
fissures une substance blanchâtre sous forme de
gel.
Ce type d’attaque n’est pas immédiat. Le temps
d’incubation de cette réaction est de l’ordre de 5 à
10 ans, mais varie bien entendu en fonction de
paramètres tels que le type de granulats, la
concentration en alcalis, etc. La cinétique de ces
réactions chimique est loin d’être maîtrisée.
c)
c) Attaque suite à des réactions sulfatiques
(Formation d’ettringite, de gypse, de sulfates alcalins hydratés, de magnésie hydratée, de silice
hydratée)
La somme des réactions décrites sommairement au paragraphe 7.2.1.2 conduit à la formation de
substances dont le volume est plus grand que le volume des réactifs mis en présence. Il en
résulte, comme dans le cas des réactions alcalis-granulats, un éclatement du béton dont le faciès
représente une mosaïque ou un faïençage sans direction préférentielle en l'absence d’armatures.
Photo 8.11 – La non-rupture dans le granulat mise
en évidence par analyse pétrographique permet
d’écarter la pathologie d’une réaction alcali-silice.
(Voir aussi photo 4.10).
Photo 8.12 – Interprétation : simple fissuration sous
contrainte
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85
8.3.4.3 Attaque chimique du béton armé
a) Attaque par une réaction alcalis granulats, par des réactions sulfatiques
Le béton éclate et se fissure et le transfert des efforts dans l’armature par adhérence acier béton
n’a plus lieu. De plus, les fissures sont des voies préférentielles pour un mécanisme de rouille des
armatures qui ne fait qu’aggraver la fissuration initiale suite aux mécanismes décrits ci dessus.
b) Attaque par carbonatation
L’attaque par carbonatation correspond à une
transformation chimique du béton, ayant pour
conséquence de faire perdre au béton son pouvoir
passivant. Ceci n’a d’importance que pour le béton armé,
car sans pouvoir passivant, les armatures du béton armé
rouillent, pouvant provoquer un gonflement et
l’éclatement du béton et par conséquent peut conduire à
la ruine de l’ouvrage.
L’effet de carbonatation est facilement détectable par
mesure de pH à la phénolphtaléine.
Cette réaction peut s’accompagner d’un écoulement de
carbonate de calcium qu’il ne faut pas confondre avec
des exsudations de gel provenant d’une réaction
alcalis-granulats. L’emploi d’une substance acide
(vinaigre par exemple) permet de distinguer l’un de l’autre : le carbonate de calcium se dissout
sous l’action de l’acide, tandis que le gel produit y est insensible.
c) Attaque par des chlorures
Des ions Cl- peuvent être présents dans le béton (adjuvants accélérateurs, granulats marins, …)
ou provenir du milieu extérieur environnant (eau de ruissellement contenant des sels de
déverglaçage, atmosphères marines, …).
Il n’existe aucune norme européenne indiquant une teneur limite en chlorures dans le milieu.
La norme EN 197-1 concernant les ciments précise, dans son chapitre sur la durabilité, que la
teneur en Cl- doit être inférieure à 0,1% en poids de ciment et moins s'il s’agit de béton
Fig 8.13 – poutre carbonatée dont le béton de
recouvrement est éclaté
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86
précontraint. En pratique, une teneur d’environ 0,4% par rapport au ciment suffit à amorcer la
corrosion et doit être considérée comme seuil d’alerte.
L’alternance de venue de chlorures et périodes de séchages augmente l’importance du risque.
Elle varie en fonction des qualités mécaniques de ce béton (composition, dosage et compacité).
Dans le cadre de l’expertise, l’analyse de la teneur en chlorures du milieu et du béton lui-même
doit donc être effectuée.
Lorsque les valeurs limites sont dépassées, des dispositions supplémentaires doivent être prises.
Photo 8.15 : Aspect de surface anodin
Photo 8.14 -
L’apparition des tâches ferrugineuses laisse présager
une attaque des armatures par les chlorures.
Néanmoins dans la plupart des cas, aucune
manifestation d’une attaque par corrosion n’est visible à
la surface extérieure du béton
Photo 8.16 : Après décapage, visualisation de l’attaque
prononcée par piqûres
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87
Cartographie potentiométrique – auscultation non destructive de l’état de corrosion des armatures
Blanc
Jaune
Rose
Potentiel supérieur à –200 mV
Potentiel entre –200 mV à – 350 mV
Potentiel inférieur à – 350 mV
Photo 8.17 : La cartographie
potentiométrique permet d’établir
un bilan de l’état de dégradation
par corrosion de manière non
destructive. Un étalonnage est
toujours nécessaire.
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88
8.3.4.4 Perte d’éléments de la maçonnerie en voûte
Dans le cas d’égouts en maçonnerie, les briques ou les meulières résistent très bien à la
corrosion chimique par H2S. Il n'en va pas de même pour les joints en mortier de ciment.
Figure 8.18 - Perte d’éléments de la maçonnerie en voûte
Stade 1
Les joints de mortier sont attaqués chimiquement,
notamment par H2S. On aperçoit visiblement une
perte du ciment entre les briques de la voûte.
Stade 2
Le mortier a disparu, les briques restent encore en
place, mais il y a déformation de la voûte.
Stade 3
Les briques tombent formant des obstacles à
l'écoulement des eaux.
Une perte de résistance de l'égout à la compression
apparaît.
Février 2007
89
8.3.5 Pathologie d’étanchéité
8.3.5.1 Détérioration du radier
Figure 8.19 – Détérioration du radier
Stade 1
La détérioration du mortier entraîne une
infiltration.
Stade 2
L'infiltration provoque l'apparition d'une
cavité par perte de matériaux de
remplissage.
Stade 3
La perte du support provoque
l'affaissement de la partie inférieure de
l'égout. Il y a perte du fil d’eau,
déplacement de briques et des
déformations dans la cunette.
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90
8.3.5.2 Déboîtement et rupture d’éléments préfabriqués de toute nature
Photo 8.21 – Infiltration au droit du joint entre
éléments.
Figure 8.20 – Déboitement et rupture des joints
Stade 1
Un joint défectueux ou une mauvaise pose du
tuyau provoque une infiltration ou une exfiltration
d'eau.
Stade 2
L'infiltration ou l'exfiltration entraîne les matériaux
de remblai, provoquant des cavités au droit de la
connexion. Sous l'effet de la charge, le tuyau peut
se déboîter. Il y a rupture du fil d’eau.
Stade 3
La canalisation est complètement déboîtée. Sous
l'effet des charges et de la perte de l’assise du
terrain, le tuyau s’affaisse et se fracture.
Février 2007
91
8.3.5.3. Défauts d’étanchéité au droit des raccordements
Ces défauts sont la cause de nombreux désordres. Dans certains cas, ils sont dus à des
négligences lors de la réalisation des branchements. Une des conséquences principales est la
création de l’instabilité de l’ouvrage et de son environnement proche pouvant amener des
dysfonctionnements d’exploitation. Une attention particulière doit donc être apportée à ces points
particuliers.
Photo 8.23 –
Conséquence à long terme d’une mauvaise
réalisation de branchement
Photo 8.22 –
Raccordement non étanche provoquant un
ravinement aux environs immédiats de la paroi de
l’égout.
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92
8.3.6. Pathologies liées à l’écoulement
La fonction hydraulique de l’égout est de plus en plus surveillée et modélisée afin de répondre à
une urbanisation en expansion dont résulte la multiplication de surfaces imperméables. Les
ouvrages d’assainissement anciens sont souvent sousdimensionnés vis-à-vis de leur utilisation
actuelle. Une restriction de l’écoulement peut donc s’avérer critique dans certains cas. Les photos
ci-après illustrent trois cas.
Photo 8.25 –
Obstruction par des concrétions de graisse.
Photo 8.24 –
Infiltration de racines par des joints défectueux.
Photo 8.26 –
Obstruction par sédimentations dues à des obstacles
(contre-pentes, amoncellements de briques, …) et
possibilité de formation de gaz H2S et / ou méthane.
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93
8.4 Evaluation d’une station d’épuration
8.4.1 La corrosion et ses impacts
Selon l'ouvrage et sa fonction, il est possible de distinguer les corrosions des matériels soit
émergés, soit immergés, soit encore de ceux à immersions variables et périodiques.
Comme déjà décrit précédemment, les différents types d'attaque peuvent se répartir en trois
grandes classes :
• la corrosion physico-chimique par attaque directe ;
• la corrosion galvanique ;
• la corrosion "mécanique" par fissuration sous contrainte ;
Photo 8.27 – Attaque chimique généralisée, par du
chlorure ferrique concentré
Photo 8.28 – Fissuration sous contrainte d’un tuyau en inox
enterré soumis à des fortes variations périodiques de
température.
Février 2007
94
Photo 8.29 – Corrosion galvanique par contact direct aluminium-inox
Quels que soient le ou les types de corrosion impliqués, il est bien évident qu'ils peuvent avoir un
impact important pour :
• la sécurité du personnel ;
• la fiabilité du traitement ;
• les coûts d'exploitation (entretien et renouvellement).
Il est donc important de bien identifier la ou les origines des désordres constatés pour pouvoir y
remédier efficacement.
8.4.2 Analyse de cas concrets
Comme évoqué précédemment, les différentes possibilités de corrosion des ouvrages peuvent
être regroupées dans une classification succincte :
Février 2007
95
Cette liste n'est pas exhaustive, il existe bien d'autres cas de corrosion ne relevant pas
précisément de ce genre de situation. Par exemple, les chaudières de digesteur ou les systèmes
de valorisation du biogaz, ...
Les corrosions constatées sont généralement liées à des défauts de conception et / ou de
montage.
8.4.2.1 Corrosion en milieu immergé
1/ Milieu peu agressif
� Exemple type : le clarificateur secondaire
Bien que placées en fin de traitement de la filière "eau" et donc apparemment dans les conditions
les moins contraignantes, les structures métalliques qui composent ces ouvrages n'en subissent
pas moins des corrosions parfois intenses.
La cause la plus fréquente des désordres rencontrés résulte de défauts de montage avec mise en
contact direct de pièces en métaux différents.
CORROSION DES MATERIELS ET OUVRAGES
Matériels et ouvrages àIMMERSION PERIODIQUE
Matériels et ouvragesEMERGES
Matériels et ouvragesIMMERGES
Milieu TRESagressif
Milieu PEUagressif
Milieu PEUagressif
Milieu TRESagressif
Interne
• armoires électriques• huisseries• rambardes
Mixte
Externe
Ciel d’ouvrages couverts :• prétraitements• épaississeurs• local désodo• caillebotis• injection réactifs
• bassinstampons• stockeurs deboues
• gazomètre rigide
• tuyaux enterrés etnappephréatique• barres de guidage(pompe, agitateurs)
• digesteurs• flottateurs
• clarificateurs• désinfection UV
Figure 8.30 – Principaux types de corrosion rencontrés sur une station d'épuration
Février 2007
96
Les photographies suivantes présentent un cas de corrosion de ce type, sur la structure porteuse
en aluminium d'un appareil âgé de moins de deux ans.
Après examen attentif de l'assemblage des différents éléments qui composent la structure
immergée, il est apparu de nombreux contacts directs aluminium / acier inoxydable formant des
couples galvaniques puissants au détriment de l'aluminium. Bien qu'il existe quelques précautions
d'isolement (rondelles plastiques), de grandes zones à contact franc permettent l'écoulement des
courants très destructeurs des piles galvaniques ainsi créées.
Ces défauts sont à identifier prioritairement sur site avant la réception du montage. En effet,
lorsque ce type de corrosion apparaît, il est bien souvent trop tard et la résistance mécanique de
l'ensemble est trop atteinte pour qu'il soit possible d'envisager autre chose qu'un renouvellement
pur et simple de toutes les parties immergées. En règle générale, pour des raisons de délais
d'immobilisation des ouvrages, il vaut alors mieux remplacer toutes ces pièces corrodées par de
nouvelles, constituées d'un seul type de métal (acier inoxydable dans 99 % des cas).
2/ Milieu très agressif
� Cuve et canalisations de gazomètre rigide
La cuve en béton de liquide accueillant les mouvements de la cloche rigide des gazomètres à
biogaz constitue un milieu bien particulier et potentiellement très agressif. En effet, le liquide de
cette cuve est soumis au contact permanent du biogaz riche en H2S et en CO2. En plus de la
protection interne du béton, les canalisations de transfert de cette réserve de gaz doivent être
étudiées pour résister à ces conditions très contraignantes. Cependant, il subsiste parfois des
montages constitués de métaux peu résistants (acier galvanisé voire simplement acier peint). La
cloche et les conduites métalliques du biogaz sont sensibles à la corrosion galvanique liée au
contact avec le ferraillage de l’ouvrage du béton, voulu ou accidentel (protection contre la foudre,
fixation et système de guidage).
Photo 8.31 – Corrosion caverneuse de la structure
porteuse en aluminium.
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Le renouvellement de ces canalisations est essentiellement coûteux en temps et en moyen,
puisqu'il exige la dépose et la repose de la très lourde cloche, très difficile à manipuler, ...
� Digesteur anaérobie de boues en excès
Le biogaz précédemment évoqué est produit par une biomasse placée en milieu anaérobie,
brassée à une température de 35°C. Le digesteur est donc l'ouvrage chargé de contenir cette
biomasse spécifique et de recueillir à son sommet le biogaz riche en méthane dont la combustion
en chaudière permet le maintien de la température du milieu biologique. La face interne de la
coupole de l'ouvrage et la zone de marnage sont donc soumises à des conditions d'humidité
intense et à des gaz corrosifs (H2S du biogaz, …). Le béton et son ferraillage subissent des
attaques répétées qui peuvent, en cas de défaillance des enduits de surface intérieure, aller de
simples fissures jusqu'à l’altération complète de la structure. La substitution des armatures
classiques par des armatures inox peut résoudre une partie du problème.
Comme la réhabilitation nécessite la vidange et le nettoyage intégral de l'ouvrage, il est tout à fait
souhaitable de renouveler dans le même temps l'ensemble des canalisations intérieures,
généralement assez corrodées.
� Flottateur de boues activées
Les flottateurs de boues biologiques en excès utilisent la détente d'un liquide pressurisé (les
boues elles-mêmes ou de l'eau traitée), pour générer une multitude de très fines bulles qui font
flotter les matières en suspension. Le milieu est donc soumis à des conditions très riches en
oxygène lorsque l'ouvrage fonctionne, et très pauvres lors de ses arrêts.
D’autre part, le montage des équipements est souvent réalisé avec de la boulonnerie en acier
inox sans isolement particulier créant ainsi des couples galvaniques à l’origine des corrosions.
Les alternances de fonctionnement citées précédemment soumettent ces matériaux immergés à
des contraintes supplémentaires qui accélèrent les phénomènes destructeurs. En conséquence,
son exécution doit être particulièrement soignée. Cependant, certains montages ne bénéficient
parfois pas de toute l'attention requise, et il est possible de constater des corrosions pouvant
mener à la ruine complète des pièces métalliques au point de craindre les effondrements ou les
ruptures.
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8.4.2.2 Corrosion en milieu à immersion périodique
1/ Corrosion externe
� Nourrices enterrées d'air surpressé
Les systèmes biologiques aérobies nécessitent de l'oxygène pour vivre. Celui-ci leur est souvent
apporté par insufflation d'air au sein même de la biomasse. Le débit gazeux représente plusieurs
milliers de mètres-cubes par heure, à une pression comprise entre 600 et 800 mbar et pour une
température voisine de 80 voire 100°C.
Les nourrices enterrées sont soumises à de fortes contraintes cycliques (variations de
température et de pression liées au processus, passages de trafic lourd, nappe phréatique à
niveau variable, tassements différentiels). Sous de telles conditions, de faibles corrosions dans
des milieux peu agressifs peuvent être la source de dégâts importants (fatigue du métal liée à la
corrosion). Des amorces de corrosion peuvent être à l’origine de fissures provoquées par la
concentration des contraintes.
En conséquence, ces canalisations métalliques doivent faire l'objet d'une conception et d'une
construction particulièrement soigneuses, si l'on veut s'éviter des déboires coûteux après
quelques années. En effet, ces dernières étant enterrées (donc invisibles), les désordres ne
deviendront sensibles que lorsque leur ampleur atteindra un caractère quasi irréversible.
Les photographies ci-après présentent un cas de fissuration sous contrainte d'une canalisation
d'air, trop mince et enterrée dans une nappe à niveau variable et riche en sels minéraux.
Photo 8.32 – Corrosion généralisée
du racleur en aluminium
Photo 8.33 – Pied en aluminium corrodé
de cloison siphoïde
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� Barres de guidage de pompes et agitateurs immergés
Pour des raisons de coûts et de légèreté, les barres de guidages des pompes et des agitateurs
immergés dans les bassins biologiques sont souvent en aluminium. Cependant les pieds
d'ancrages sont parfois dans un autre matériau (fonte), sans précaution d'isolation. Le milieu
liquide étant très conducteur, il en découle inévitablement les effets destructeurs des couples
galvaniques déjà fréquemment cités. Comme cette action corrosive se produit au fond des
bassins, ces destructions n'apparaissent qu'à la rupture des barres entraînant souvent la perte de
la machine associée. L'état des extrémités inférieures des barres de guidage de la première
photographie ci-après montre le résultat d'un couplage avec des pieds d'ancrage en fonte.
La seconde photographie présente un problème de barre de guidage en acier galvanisé en
contact direct avec un agitateur en acier inox en milieu particulièrement agressif (boues activées).
Ici aussi, les couplages galvaniques sont absolument à proscrire, et l'usage unique d'acier
inoxydable très recommandé.
Photo 8.34 – Section de la zone fissurée
Photo 8.35 – Barres de guidage
corrodées en aluminium
Photo 8.36 – Corrosion de barres en acier galvanisé
en contact avec l’agitateur en inox
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2/ Corrosion interne
� Bâches métalliques de stockage
Il peut arriver que des cuves de stockage de volumes importants soient réalisées avec des
plaques métalliques vitrifiées assemblées avec des boulons (la vitrification est fragile
mécaniquement, et peut donc facilement être endommagée par choc pendant l’assemblage).
Cette façon de procéder est peu fréquente dans la profession et incite à la plus grande vigilance
quant à la qualité de la boulonnerie et à l'absence de couplages galvaniques involontaires
(mélanges de boulons inox et d'écrous en métaux différents, blessures de la protection vitrifiée
des plaques sous des boulons montés avec un soin insuffisant).
Ces cuves n'ayant généralement pas de bâche de rétention en cas de fuite, un nettoyage interne
annuel suivi d'une inspection globale soignée est vivement recommandé.
3/ Corrosion interne et / ou externe
� Cloche de gazomètre rigide
Les cloches de stockage du biogaz des gazomètres rigides sont métalliques et soumises à des
corrosions sur les deux faces de leur paroi. Cependant, ces agressions sont de natures
différentes et ne requièrent pas les mêmes attentions. La paroi externe ne nécessite qu'une
protection classique contre la rouille, à l'opposé de la face interne qui exige un enduit soigné
contre le caractère corrosif déjà évoqué du biogaz (H2S). Cet enduit doit posséder des propriétés
mécaniques suffisantes pour résister à la dilatation diurne liée à l'ensoleillement, ou à la
contraction du métal par grand froid ou neige. Cet enduit doit être d'une qualité suffisante pour
éviter sa réfection trop fréquente qui exige l'extraction délicate de la cloche (fréquence
d’utilisation : 6 à 8 ans minimum).
Pour éviter les soucis de corrosion, le remplacement des cloches trop atteintes utilise
actuellement des gazomètres gonflables souples à double enveloppe.
Photo 8.37 – Vue du marnage de bâches
métalliques
Photo 8.38 – Cuve en plaques métalliques
boulonnées
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� Canalisations enterrées et nappe phréatique
Les canalisations de recirculation des boues issues des clarificateurs sont très souvent
métalliques, car enterrées et directement reliées aux pompes de transferts. Ces tuyaux véhiculent
des liquides conducteurs et sont soumis aux mêmes contraintes externes que les nourrices d'air
déjà évoquées. Ces contraintes sont liées au poids des terrains et à la poussée d'Archimède due
à la présence fréquente, et parfois périodique, de la nappe phréatique.
Si ces conduites sont constituées de différents métaux ou si elles sont en contact avec des
parties et équipements à potentiels de corrosion différents, ou encore en présence
d’hétérogénéité de remblayage, il en découle les corrosions inhérentes à ces couplages
galvaniques. De plus, si la présence d'un enduit ou d'un revêtement imparfait concentre ces
courants de façon ponctuelle, il peut apparaître une corrosion perforante particulièrement intense
et rapide.
Photo 8.39 – Corrosion externe d'une cloche
Photo 8.40 – Extraction d'une cloche
corrodée
Photo 8.41 – Canalisation perforée en acier revêtu
Photo 8.42 – Vue interne des perforations
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� Canalisations enterrées et retours en tête corrosifs
Bien souvent les canalisations de retour placées en tête d’installation, des liquides issus de la
déshydratation des boues sont en matériaux communs à faible protection. Les machines
employées pour traiter les boues devant être de plus en plus compactes et efficaces, ces liquides
contiennent de plus en plus de produits de conditionnement parfois corrosifs (FeCl3, …). Les
canalisations enterrées peuvent donc subir des dégradations importantes comme l'illustrent les
photographies ci-après.
Ces canalisations particulières peuvent soit faire l'objet d'un chemisage si leur état le permet, soit
être remplacées par des tuyaux en PEHD.
8.4.2.3 Corrosion en milieu émergé
1/ Milieu peu agressif
� Armoires électriques
Les armoires électriques et les fragiles équipements qu'elles contiennent sont fréquemment
l'objet de corrosions liées à l'atmosphère qui les environnent. Bien que ces armoires soient
électriquement ventilées, ce n'est pas toujours de l'air frais exempt de vapeurs ou de gaz
corrosifs qui les alimentent. Bien souvent les gaines des câbles électriques constituent des
liaisons avec des zones difficiles (stockages, épaississement, locaux de déshydratation...) qui
constituent des sources importantes d'humidité ou d'H2S aux effets désastreux. La mise en
dépression de l'armoire par des ventilateurs trop puissants et une taille insuffisante de l'orifice
extérieur d'aspiration engendre ces arrivées indésirables d'air pollué.
Photo 8.43 – Rupture d'une canalisation de
retour en acier par des liquides corrosifs.
Photo 8.44 – Cunette de canalisation en béton
dégradée par des liquides corrosifs
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Les photographies ci-après présentent un cas d'aspiration d'air du local des produits chimiques
de la désodorisation, via les gaines des câbles électriques dans le bas de l'armoire. Les
équipements ont été fortement dégradés en moins de deux ans.
Les produits de corrosion verts du cuivre sont dus à l'humidité et aux vapeurs acides. Quant à
l'aspect bien noir de la barre de masse, il est dû au sulfure de cuivre induit par la réaction avec
H2S.
Sans parler des pannes d'automates, les corrosions des organes électriques induisent des faux
contacts générateurs de pannes intermittentes, dont l'origine est souvent très difficile à identifier.
Remplacer le contenu des armoires est long et coûteux ainsi que très souvent pénalisant pour la
qualité du traitement. Il convient donc d'éviter au maximum les désordres internes dans les
armoires électriques.
En résumé, la ventilation des armoires doit se faire via une conduite d'air extérieur, et il faut
obturer les arrivées de gaines des câbles électriques par de la mousse de polyuréthane
expansible.
� Rambardes, canalisations métalliques aériennes et équipements divers
Tous les matériaux métalliques exposés aux atmosphères corrosives sont atteints à des degrés
différents, en fonction de leur sensibilité intrinsèque. Pour limiter la dégradation de ces
équipements, seule une ventilation intense et permanente peut limiter les condensations,
principaux points de départ des corrosions.
Photo 8.45– Différentes attaques du cuivre
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2/ Milieu très agressif
� Epaississeur hersé de boues en excès
Les liquides agressifs à niveaux variables soumettent les équipements à des conditions
particulièrement difficiles. En effet, les alternances liquides / vapeurs et gaz corrosifs sont
particulièrement destructrices et seuls les matériaux les plus nobles y résistent avec succès. Les
herses des épaississeurs de boues subissent en plus les contraintes mécaniques dues à leur lent
mouvement circulaire. En conséquence, ces constructions métalliques sont réalisées
préférentiellement en acier inoxydable pour présenter le meilleur rapport durée de vie / coût.
� Caillebotis et divers
L'H2S issu des fermentations et véhiculé avec l'effluent ou les boues, est également très corrosif
vis à vis du béton et des dispositifs de sécurité (rambardes, caillebotis). Si des enduits
protecteurs peuvent généralement suffire pour le béton, il vaut mieux remplacer rambardes et
caillebotis métalliques par les mêmes en plastique renforcé en fibre de verre.
Photo 8.46 – Corrosion interne de la herse et du béton
d’un épaississeur de boues couvert
Photo 8.47 – Réhabilitation en inox de la herse et
couverture époxy du béton
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Un dernier point insuffisamment pris en compte concerne bien évidemment les couplages
galvaniques sur des assemblages métalliques plus ou moins à l'atmosphère (conduction
électrique externe par la nappe phréatique ou des condensations).
Pour des raisons économiques, il est parfois fait usage de pièces constituées de métaux
différents et assemblées clairement en contact direct. Si le milieu environnant était parfaitement
sec, il n'y aurait généralement pas de problème. Cependant, ce genre d'environnement n'est pas
le plus fréquent sur les stations d'épuration, et le matériel en subit inévitablement les
conséquences.
Ces assemblages mixtes sont à valider avant la construction par des experts corrosionistes. Mal
employés, ils risquent de diminuer la fiabilité de l'installation à moyen terme et d’occuper du
personnel à des tâches de réparation peu valorisantes.
Photo 8.48 – Couplages alu-inox-fonte parfois
sous eau
Photo 8.49 – Couplages alu-inox-fonte sous abri
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8.5 Une démarche globale de l’auscultation à la réhabilitation
L’expertise d’un réseau d’assainissement est une nécessité grandissante de notre métier. Depuis
de nombreuses années dans les grandes métropoles, la gestion quotidienne de réseaux
d’assainissement, en particulier ceux anciens, demande une organisation et des moyens à la
hauteur des enjeux. La santé publique et la vision à long terme sont des objectifs majeurs que
l’on doit atteindre pour mener à bien la mission d’entretien et de maintenance du patrimoine.
L’évolution de la vie depuis plus d’un siècle et par conséquent de la destination de ces réseaux a
nécessité une adaptation et une recherche permanente de la connaissance de l’état du
patrimoine. Concevoir puis construire un ouvrage enterré sous une voie fin du 19e siècle
(contrainte d’une charrette par exemple) n’a plus rien à voir avec la vie de ce même ouvrage au
début du 21e siècle supportant le trafic routier d’un camion 38T. Cette image très concrète de
l’évolution que doit admettre tout réseau enterré se passe de commentaires mais doit de la part
des responsables prendre en compte ces facteurs environnementaux non prévus à la conception
de l’ouvrage. Le maintien et l’amélioration du patrimoine doit être une chaîne de connaissances
« ETUDES / TRAVAUX / VALORISATION » afin de mieux comprendre la problématique du
vieillissement et de la remise en état. Cette chaîne passe à travers les connaissances « Avant,
Pendant et Après travaux ». A la fin de ce dernier volet, cette connaissance se boucle par
comparaison des résultats et permet d’améliorer son jugement afin de construire de manière plus
pertinente un ouvrage et d’éviter des constructions dont la sécurité serait peut être présente mais
où la pérennité serait, quant à elle absente. N’oublions pas que nous concevons et construisons
pour au moins 50 ans et plus.
Des documents et des fiches techniques extraits d’un programme d’études sur la pathologie sont
présentés en annexe 1.
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ANNEXES
ANNEXE 1 - Exemple d’une Démarche globale de l’Auscultation à la Réhabilitation
ANNEXE 2 - Contrôle des revêtements de canalisations enterrées ou immergées en acier
ANNEXE 3 - Conditions propices à la production d’hydrogène sulfuré
ANNEXE 4 - Evaluation du risque de production d’H2S (Indice de Fayoux)
ANNEXE 5 - Evaluation du risque de production d’H2S, noté Z, selon Pomeroy
ANNEXE 6 - Modèle de Pomeroy
ANNEXE 7 - Tableau de correspondance des aciers inox
ANNEXE 8 - Prise en compte de l’altération au niveau du projet du béton armé
ANNEXE 9 - Prise en compte de l’altération au niveau du projet de l’acier inox
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ANNEXE 1 - Exemple d’une Démarche globale de l’Auscultation à la Réhabilitation
L’expertise d’un réseau d’assainissement est une nécessité grandissante de notre métier.
Depuis de nombreuses années dans les grandes métropoles, la gestion quotidienne de réseaux
d’assainissement, en particulier ceux anciens, demande une organisation et des moyens à la
hauteur des enjeux. La santé publique et la vision à long terme sont des objectifs majeurs que
l’on doit atteindre pour mener à bien la mission d’entretien et de maintenance du patrimoine.
L’exemple de la gestion d’un patrimoine que représente un réseau d’assainissement est celui
du Département de la Seine Saint-Denis situé en proche région de Paris (FRANCE). Ce Maître
d’Ouvrage dispose d’un réseau d’assainissement de plus de 750 Km de long dont 500 Km
d’ouvrages visitables. Les ouvrages datent généralement de la fin du XIXème ou du XXème
siècle avec des collecteurs encore plus anciens et un état de conservation satisfaisant. La
constitution et les formes des ouvrages sont de toutes natures (meulière, brique, moellon, béton
coulé ou préfabriqué, etc..) avec des dimensions de 200 mm à 6000 mm.
L’évolution de la vie depuis plus d’un siècle et par conséquent de la destination de ces réseaux
a nécessité une adaptation et une recherche permanente de la connaissance de l’état du
patrimoine. Concevoir puis construire un ouvrage enterré sous une voie fin du XIXème siècle
(contrainte d’une charrette par exemple) n’a plus rien à voir avec la vie de ce même ouvrage au
début XXIème siècle supportant le trafic routier d’un camion 38T. Cette image très concrète de
l’évolution que doit admettre tout réseau enterré se passe de commentaires mais doit de la part
des responsables prendre en compte ces facteurs environnementaux non prévus à la
conception de l’ouvrage. Le maintien et l’amélioration du patrimoine doit être une chaîne de
connaissances ETUDES / TRAVAUX / VALORISATION afin de mieux comprendre la
problématique du vieillissement et de la remise en état. Cette chaîne passe à travers les
connaissances « Avant, Pendant et Après travaux ». A la fin de ce dernier volet, cette
connaissance se boucle par comparaison des résultats et permet d’améliorer son jugement afin
de construire de manière plus pertinente un ouvrage et d’éviter des constructions dont la
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sécurité serait peut être présente mais où la pérennité serait, quant à elle absente. N’oublions
pas que nous concevons et construisons pour au moins 50 ans et plus.
Pour cela, le département a mis en place en 1985 un programme d’études sur la pathologie des
ouvrages d’assainissement utilisant une Démarche globale de l’Auscultation à la Réhabilitation.
Le nom de ce programme est « D.A.R. »
Ce programme est passé par différentes phases dont l’expérimentation d’outils d’auscultation
pour la connaissance physique et mécanique d’un ouvrage (le radar, le vérinage interne, la
thermographie infrarouge, les ultra-sons, etc.). Il a aboutit en 1990 à un programme global et
opérationnel permettant de proposer des opérations de travaux hiérarchisées à long terme
selon un rythme financier défini préalablement.
Enfin, depuis le début des années 2000, ce programme est couvert par une double procédure
Assurance Qualité appelée « Démarche Auscultation Réhabilitation » et intervient dans le cadre
de toutes études sur la connaissance d’un ouvrage jusqu’à sa remise en état.
Nous allons présenter des documents et des fiches techniques extraits du programme d’études
sur la pathologie, innovant pour l’époque mais très riche dans l’approche de la problématique
de la gestion et du maintien de ce patrimoine.
AVERTISSEMENT AUX LECTEURS
_ _ _ _ _
Ce document rédigé début 1990 et qui a évolué tout au long de ces années est un guide sur
« la démarche globale de l’auscultation à la réhabilitation des ouvrages d’assainissement ». Il
s’inscrit dans une volonté de normalisation et de réglementation où peu de recommandations
techniques existent à ce jour.
Dans ce cadre et pour cette démarche qui nécessite plusieurs années, il permet d’avoir des
points de repères fixes (volets et phases) afin de reconnaître et réparer un patrimoine que
représente le réseau d’assainissement.
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Chaque tableau précise également la terminologie des mots à employer et les conséquences
qui peuvent en découler pour l’utilisateur (et/ou exploitant du réseau) avec les bonnes questions
à poser. Il fixe les seuils à partir desquels il est nécessaire de travailler voire même s’interroger
sur la pertinence des résultats demandés.
Ces seuils et ces étapes sont le fruit d’une réflexion et d’une expérience de 15 années en
particulier depuis que nos opérations sont rebouclées par les travaux de réhabilitation (en 2000,
plus de 170 km appliqués selon la démarche dont 50 km contrôlés après travaux).
Ce guide n’est pas exhaustif mais reste humble sur sa portée et peut être adapté selon l’action
spécifique à entreprendre.
En outre, il a pour vocation d’évoluer, dans le temps notamment, avec les technologies et
techniques mises en œuvre au moment des phases études (outils d’auscultation,...) et des
phases travaux (procédés de réhabilitation, matériaux,...).
C’est une aide aux gestionnaires pour la prise de décision sans remettre en cause « le sens
logique de la personne ».
-_-_-
Il s’organise autour de trois grands volets dénommés :
- ETUDES, avant travaux pour la connaissance et le diagnostic
- TRAVAUX, pendant (procédés) et après (effets) travaux
- VALORISATION des résultats en traitant les données des études et recherchant les
différents paramètres influant la vie de l’ouvrage
Le tableau ci-après présente ces trois volets qui résument bien toute la Démarche de
l’Auscultation à la Réhabilitation appliquée sur tous les ouvrages d’assainissement du
département.
Depuis cette date, ce programme est appliqué sur plusieurs dizaines kilomètres de collecteurs
et se reboucle lorsque l’ouvrage a été réhabilité avec le contrôle des effets des travaux. La
comparaison des résultats attendus avant travaux et ceux mesurés après travaux est la clé de
la compréhension et contribue au savoir-faire et à l’expérience dans ce domaine. C’est pour
cette raison que cette démarche globale est toujours innovante.
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Volet I / ETUDE ...
(Avant travaux)
CONSTATS VISUELS / PRESELECTION (Relevés de visites réalisés par les égoutiers et choix sur dossier selon critères de risques)
PRE-DIAGNOSTIC Code PRED (Inspection détaillée par un pathologue afin de prédéterminer le mécanisme des désordres
et le choix de l’outil si nécessaire; Identification des zones suspectes de celles saines).
AUSCULTATION Code ADP (les 3 phases)
(Contrôles par techniques Non Destructives) de l'état Physique (RADAR, ...) et du comportement Mécanique (MAC, ...)
SONDAGES d'étalonnage et ESSAIS géotechniques Bilan d'Auscultation suite à l'analyse des mesures et de l'interprétation des données.
DIAGNOSTIC Code ADP (les 3 phases)
réalisé à partir de l'exploitation globale de tous les résultats; (bilan d'auscultation, sondages, études géotechniques, fiche d'identification de l'ouvrage, etc.). Il
confirme (ou infirme) le mécanisme des désordres construit à priori au pré-diagnostic avec une hiérarchisation des risques selon quatre niveaux d'actions à entreprendre
(Surveillance, Préventive, Curative et/ou Mesures Conservatoires)
PRECONISATION DE TRAVAUX Code ADP (les 3 phases)
élabore le programme des opérations techniques et financières de travaux pour la remise en état de l'ouvrage
selon trois niveaux d'études recherchés de la plus simple à la plus complète (Suggestions de travaux, Pré-étude de marché ou Préconisation de travaux)
Une phrase peut résumer l’ensemble de ce travail :
« ON N’INTERPRETE PAS UNE IMAGE
MAIS ON INTERPRETE UNE PATHOLOGIE »
La réalisation de ce volet met en œuvre jusqu'à l'élaboration du dossier de marché public
plusieurs phases indépendantes mais complémentaires. La durée de ce volet peut être
estimée de UN à DEUX ans selon l'urgence des événements.
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PROGRAMME D’ETUDES SUR LA PATHOLOGIE DES OUVRAGES D’ASSAINISSEMENT ; « Démarche globale de l’Auscultation à la Réhabilitation D.A.R »
LISTE DES CRITERES RETENUS A PRIORI POUR ETUDIER UN OUVRAGE D’ASSAINISSEMENT
« Fiche PRESELECTION »
L’association préalable de certains critères techniques permet d’établir des listes de
population d’ouvrages plus à risques que d’autres. Les traitements de chaque
famille de critères visent des ouvrages ayant des désordres à pathologies
importantes comme structurelles ou curatif « C » voire en ruine avec des mesures
conservatoires « MC » dans les cas les plus graves.
Dès lors, cette démarche détermine plus finement un nombre restreint d’ouvrages a
priori à étudier selon la Démarche globale de l’Auscultation à la Réhabilitation
« D.A.R » Cette phase est appelée « PRESELECTION » et intègre le volet I
« ETUDES » du programme d’études sur la pathologie des ouvrages
d’assainissement.
A) Critères élémentaires (à risques)
• Année de construction (avant 1900, après chaque guerre, etc.)
• Mode de construction (tranchée commune à deux ouvrages, etc.)
• Nature des matériaux de l’ouvrage (meulière, moellon hourdie à la chaux, etc.)
• Environnement de surface (sous chaussée ou sous ouvrages connexes, etc.)
• Dimensions de l’ouvrage importante (>ovoïde 230/130, φ> 2500, etc.)
• Evénements survenus sur l’ouvrage (histoire, accidents, etc.)
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B) Critères complémentaires dus à l’environnement de l’ouvrage
• Connaissance du fonctionnement hydraulique du réseau (contraintes et
qualité des eaux)
• Connaissance des sols et leurs mécanismes (banques de données)
• Connaissance des nappes environnant les ouvrages (réseau de surveillance
– Suivi des nappes)
• Cartographie des risques géologiques / CRG (selon 2 indices ; fiabilité et
probabilité)
• Cartographie des risques hydrogéologiques / CRH (selon 4 niveaux ; hors,
sous, battement et +)
C) Critères supplémentaires dus à des ouvrages connexes (branchements,
canalisations proches,…)
• Présence de canalisations proches de l’ouvrage (parallèles ou en
intersection, etc.)
• Nombre de branchements ou de raccordements élevé (BR)
• Interaction branchement / ouvrage visitable (état BR, fissuration parement et
raideur mécanique)
• Familles de pathologie (construction EP / EU proches et dans la même
fouille par exemple)
D) Critères en cours de construction et d’évaluation
• Constitution des banques de données géo-référencées (cartes, graphiques,
documents historiques, ...)
• Bouclage des données avant, pendant et après Travaux (résultats de
requêtes, AIGUILLON, etc.)
Traitement et valorisation des résultats sur le retour d’expérience humaine (le savoir-faire).
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Photo A1.1 – Auscultation par la technique RADAR
Photo A1.2 – Outil de relevés de sections et de pentes "Profilomètre laser"
Photo A1.3 – Auscultation mécanique par procédé de vérinage interne
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Volet II / TRAVAUX ...
(pendant, en fin et après travaux)
SUIVI QUALITE PENDANT TRAVAUX Code SQPT
pour la vérification de la méthodologie des travaux préconisés jusqu'à la maîtrise de la fabrication et des produits mis en place en égout.
(injection, projection // coulis et mortier ou béton de sable // frais et durcis 7j, 28j et 90jours, etc.)
SUIVI QUALITE EN FIN DE TRAVAUX Code SQFT
pour la validité des travaux réalisés in situ dans l'ouvrage selon les critères demandés par le cahier des charges
(présence et qualité des coulis, épaisseur et qualité des mortiers, position et enrobage armatures, etc.)
CONTROLE QUALITE DE L'ETAT DE L'OUVRAGE APRES TRAVAUX Code CQE
pour la vérification des effets des travaux et/ou « le nouvel état de santé de l'ouvrage » à partir d'un outil d'auscultation réalisée après un délai minimum de 100 jours
(Règle des 100 jours)
DOSSIER DE MAINTENANCE DU GENIE CIVIL / Surveillance Code DMGC - …
pour le suivi d’un ouvrage dans le temps (qui peut suivre et/ou précéder des travaux en cas de désordres dits 'latents")
- après travaux, tous les ans avec les équipes d'entretien et d'exploitation - avant travaux par instrumentation pour justifier de l'évolution dans le temps des désordres
- et la conservation active des informations en banques de données et sur S.I.G (état patrimoine, géotechniques et cartographie des risques / Volet III)
TROIS à QUATRE années pleines minimums sont généralement
nécessaires pour remettre en état un ouvrage d'assainissement à
partir de l'origine de la démarche.
Ces tableaux sont le fruit de plusieurs années d’expérience et de savoir-faire dans le domaine très particulier que sont les études préalables et les travaux de réhabilitation. Ils ont été élaborés à partir de tous les résultats acquis avant, pendant et après travaux sur une période de plusieurs années. L’état du patrimoine est codifié et saisi sur un Système d’Informations Géographique (SIG) multicouches permettant avec d’autres outils informatiques comme « AIGUILLON » de faire des choix techniques selon des critères précis et de proposer des programmes d’études et de travaux dans le temps.
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Volet III / TRAITEMENT ET VALORISATION DES RESULTATS
(durant toute la démarche globale « du programme d’études sur la pathologie - D.A.R » )
PROGRAMME DE RECONNAISSANCES SUR L’ETAT DU PATRIMOINE AVANT, PENDANT et APRES travaux
avec l’analyse des rapports puis la saisie des données sur la couche « Etat du patrimoine » contenue dans le S.I.G (Démarche globale Auscultation à la Réhabilitation - DAR)
assisté de l’applicatif « AIGUILLON » pour une aide à l’élaboration des programmes pluriannuels d’études et de travaux dans le cadre du schéma directeur
BANQUES DE DONNEES & CONSERVATION DES DOCUMENTS avec la cartographie des risques géologiques (CRG) et hydrogéologiques (CRH)
selon des critères géotechniques et des indices de validité (indice de fiabilité de l’information et indice de probabilité du risque) puis la saisie des données sur les couches « Données géotechnique
et Cartographie des risques » contenues dans le S.I.G ainsi que la recherche, le traitement, le classement et l’archivage de tous les rapports, les cartes et
vieux documents acquis lors de chaque étude .
RESEAU DE SURVEILLANCE DE LA NAPPE PHREATIQUE - pour la classification des risques hydrogéologiques appliqués aux ouvrages enterrés (selon quatre
niveaux) voire aux bâtis de surface avec le suivi piézométrique (actif et passif) de l’ensemble des points de mesure implantés sur le département de la Seine-Saint-Denis
puis la saisie des données sur la couche « Suivi de la nappe » contenue dans le S.I.G - pour la compréhension du fonctionnement de la nappe phréatique autour des ouvrages (cohérence avec les pluies, circulations souterraines et nouveaux risques dus aux arrêts de pompage par exe.)
PROGRAMME D’ETUDES SUR LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMENT - pour la validation de nouveaux produits, concepts de travaux et/ou procédés d’investigation ou d’auscultation recherchant l’efficacité au meilleur coût sans gêne pour la population par exemple.
(mur tests au CDER, Ouvrage à la ruine, coques PRV, gainage polymérisé aux UV, etc.) - pour la recherche permanente de nouveaux critères à risques déterminant « à priori » l’état des ouvrages (Mesures conservatoires, Curatif) et conduisant à de nouvelles familles de pathologie
(fiche de PRESELECTION à plusieurs niveaux de critère à priori)
Ces différentes phases des trois GRANDS VOLETS contribuent à l’amélioration des savoir-faire et expérience dans le domaine de la gestion et la maintenance du patrimoine. En outre, ce 3ème volet participe à la sauvegarde des résultats acquis et des données recueillies lors de chaque étude pour la Conservation active et future de la mémoire de notre histoire. L’application quotidienne de la démarche globale avec le principe de « rebouclage des phases avant, pendant et après travaux » est le gage de la sécurité et de la pérennité du programme d’études sur la pathologie des ouvrages D.A.R .
APPRENDRE pour mieux COMPRENDRE et pourvoir ensuite
INTERVENIR . . .
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Préconiser un procédé de travaux sans connaître ses effets et l’état précis du
collecteur relève plus « du jeu de hasard » que d’un savoir-faire ou d’une
expérience professionnelle.
Le travail de réflexions sur la pathologie s’appuie sur des connaissances générales
avérées, mais doit être décrit comme une « science inexacte mais une science
rigoureuse ».
Il nécessite un respect systématique de toutes les étapes et les phases d’études
décrites dans la démarche globale.
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Les tableaux ci-après présentent les deux grandes familles de travaux INJECTION
et COQUES répondant aux différents mécanismes de désordres constatés sur les
ouvrages enterrés. L‘application de ces tableaux doit être adaptée selon
l’environnement et la pathologie observée. Nous pouvons dire que « Chaque
ouvrage est un cas particulier et chaque pathologie est un nouveau cas d’étude. »
Photo A1.4 –
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Février 2007
121
D’autres documents importants cadrent l’organisation et le fonctionnement
de ce programme d’études qui a été appliqué depuis 1989 sur plus de
180.000 ml d’ouvrages visitables dont 60.000ml ont été rebouclés AVANT,
PENDANT et APRES TRAVAUX.
Photo A1.5 – Image du SIG / couche "état du patrimoine" avant, pendant et après travaux)
Photo A1.6 – Extrait d'une coupe géotechnique contenue dans le SIG
Février 2007
122
Photo A1.7 – Extrait de la coupe des risques géotechniques contenue dans le SIG
Photo A1.8 – Image du système de gestions des cartes anciennes DEA / DAD93
Photo ortho. géoréférencée avec le réseau d'assainissement en fond de plan
Nb: Système de gestions des cartes anciennes DEA / DAD93 - Cet applicatif développé par la
DEA dispose de 20 cartes anciennes majeures (de 1730 à nos jours) et de photographies
aériennes du département (1/500) assemblées et géoréférencées. Ce système informatique
permet de comparer les données des cartes en jouant sur la transparence virtuelle et donc
d'étudier les évolutions environnementales dans le temps (géologie, hydrogéologie, histoire,
etc.)
Février 2007
123
Photo A1.9 – Image du système de gestions des cartes anciennes DEA / DAD93
Plan du réseau routier avec la carte DELESSE de 1862 géoréférencée en transparence (réglable) et du réseau
d'assainissement (y compris ses regards en bleu)
Photo A1.10 – Image du système de gestions des cartes anciennes DEA / DAD93
Plan du réseau routier avec une carte de 1880 géoréférencée en transparence (réglable) et du réseau
d'assainissement
(y compris ses regards en bleu)
Février 2007
124
SI ON DEVAIT RESUMER EN UNE PHRASE LE TRAVAIL DES QUINZE
DERNIERES ANNEES RELATIF A LA DEMARCHE GLOBALE DE
L’AUSCULTATION A LA REHABILITATION :
-_-_-
« LA QUALITE D’UNE DEMARCHE GLOBALE S’EVALUE A
LA BONNE REALISATION DES TRAVAUX QUI SONT LA
CONSEQUENCE DIRECTE DES ETUDES PREALABLES.
d’une part et d’autre part,
LE BOUCLAGE D’UNE DEMARCHE PREND TOUT SON SENS
AVEC LA VALEUR DES RESULTATS APRES TRAVAUX
LORSQUE L’ON MESURE LEURS EFFETS»
Nb : Ce ne sont pas les études qui contrôlent les travaux mais l’inverse car les travaux
par leur qualité et leur quantité sont la réalité des désordres reconnus préalablement.
Les études sont le résultat de mesures indirectes.
Par contre, les travaux exécutés sont les résultats directs des anomalies et autres
désordres présents.
125
ANNEXE 2 - Contrôle des revêtements de canalisations
enterrées ou immergées en acier
Commission Protection Cathodique et Revêtements Associés
RECOMMANDATION PCRA 003
Octobre 2003 – Rev.0
Recommandations pour le contrôle par méthode électrique
des défauts des revêtements organiques appliqués sur
acier en usine ou sur site de pose
AVERTISSEMENT : La présente recommandation a été établie par consensus par les membres de la commission Protection Cathodique et Revêtements Associés du CEFRACOR. Elle représente l’avis général de la profession et peut donc être à ce titre utilisée comme une base reflétant au mieux l’état de l’art au moment de sa publication. Elle ne saurait néanmoins engager de quelque façon que ce soit le CEFRACOR et les membres de la Commission d’étude qui l’ont établie.
126
2.1 OBJET
L'objet de ce document est de proposer une méthode de contrôle non destructif des défauts
traversant un revêtement organique appliqué sur acier.
Les défauts concernés sont les fissures, inclusions conductrices, trous d’épingle (pinholes).
Les méthodes de contrôle proposées ne peuvent être pertinentes que si les revêtements
sont non conducteurs électriquement.
Ce document a été écrit par la Commission Protection Cathodique et Revêtements Associés
du CEFRACOR.
2.2 PRINCIPE
Le principe de la méthode est basé sur l’application d’une tension électrique entre le support
métallique et une électrode mobile située à la surface du revêtement contrôlé. Le
revêtement, de par ses propriétés diélectriques, joue le rôle d’isolant.
Il existe deux méthodes couramment utilisées :
- le contrôle à faible tension électrique, utilisant de l’eau au contact de la surface
externe du revêtement à contrôler, par l’intermédiaire d’une éponge humide
- le contrôle à haute tension électrique, utilisant l’air au contact de la surface
externe du revêtement à contrôler.
Un défaut présent dans le revêtement permet le passage du courant entre l’électrode et le
support métallique au travers de l’air ou de l’eau. Ce passage de courant est matérialisé par
un signal sonore ou lumineux.
La limite est la tension de claquage du diélectrique constitué par le revêtement.
127
2.3 METHODOLOGIE
Le choix de la tension d'inspection est important pour ne pas détériorer le film. En effet, une
tension excessive entraîne une détérioration du film qui se traduit par la formation de
fissures. La tension d'inspection doit donc être ajustée en fonction du type de revêtement et
de l'épaisseur.
Dans le cas d’un revêtement appliqué en conformité avec une norme, les exigences de
contrôle préconisées par celle-ci doivent être respectées.
Néanmoins, il est toujours souhaitable de consulter le fabriquant de revêtement pour
déterminer la tension de contrôle adéquate.
Les tableaux ci-après indiquent les tensions préconisées selon certaines normes.
2.3.1 Contrôle à faible tension électrique: méthode de «l’éponge humide»
Le contrôle doit être réalisé sur un film propre, sec et réticulé. Une rétention de solvant dans
le film pourrait former un chemin électrique jusqu'au support.
La détection à faible voltage se fait à l'aide d'une éponge humide. Cette méthode est
conseillée pour les revêtements dont l'épaisseur sèche est inférieure à 500 μm. Pour des
épaisseurs supérieures à 500 μm, il est déconseillé d'utiliser la détection à faible voltage qui
s'avère imprécise.
Le générateur de tension est une batterie qui développe une tension continue comprise entre
5V et 90V.
- La partie conductrice du support doit être reliée à un pôle du générateur
- L'éponge est connectée à l’autre pôle du générateur
- L'éponge humide doit être mise en contact avec le revêtement
- L'éponge doit être imbibée d'eau de ville.
La sensibilité de la détection peut être améliorée en ajoutant à l'eau un tensioactif.
Pour les revêtements multicouches, si un contrôle de porosité est prévu pour chaque
couche, il est déconseillé d'utiliser une eau additionnée de tensioactif. Le tensioactif serait un
contaminant pouvant altérer l'adhérence entre couches.
L'éponge en contact avec la surface du revêtement doit se déplacer à une vitesse de 0,3 m/s
maximum.
Expression des résultats
Le défaut (porosité, fissures) est mis en évidence grâce à un signal sonore ou lumineux qui
matérialise le passage d’un courant entre électrode et tube.
128
2.3.2 Contrôle à haute tension électrique : méthode du « balai
électrique »
La méthode de contrôle à haute tension dite du balai électrique, est recommandée pour des
films d'épaisseur supérieure à 300 μm.
Les valeurs de tension usuellement utilisées sont, à titre indicatif, respectivement de :
- Revêtement semi-épais : 300 μm à 1000 μm Tension de 5 V/μm
- Revêtement épais : supérieur à1000 μm Tension de 10 V/μm (< 20
kV)
L'utilisation du contrôle au balai électrique pour des épaisseurs inférieures à 300 μm est
envisageable mais risque de détériorer le film. L'appareil pour le contrôle haute tension
comprend :
- une source électrique
- une électrode exploratrice (brosse, balai, anneau en caoutchouc conducteur, ressort à
boudin dont l’écartement des spires doit être inférieur à l’épaisseur du revêtement)
- un système de mise à la masse relié à l'appareil (mises à la terre d’un des pôles du
générateur et de l’extrémité du tube)
L'appareil de contrôle à haute tension peut être un système à décharge électrique pulsée ou
à décharge électrique continue.
Figure A2.1 Principe du contrôle au “balai électrique”
129
La tension d'inspection doit être réglée de manière à permettre la détection d'une porosité
dont la taille correspond à l'épaisseur des revêtements.
Une façon pratique pour déterminer cette tension consiste à placer sur une plaque d'acier
une cale de contrôle en matériau isolant dont l'épaisseur correspond à l'épaisseur maximale
du revêtement. En se servant de la cale comme repère, on cherche la tension minimale pour
réaliser une étincelle dans l'air entre la plaque et l'électrode exploratrice.
Pour le contrôle sur chantier de pose, la valeur de la tension doit prendre en compte
l’épaisseur maximale des revêtements ainsi que les caractéristiques de claquage du
revêtement le moins isolant (généralement celui des joints soudés).
La partie métallique de la pièce à examiner doit être reliée à la masse de l'appareil.
L'électrode exploratrice est mise en contact intime avec la partie conductrice de la pièce à
examiner pour vérifier la formation d'étincelle indiquant que la mise à la masse est correcte.
Cette vérification doit être réalisée périodiquement lors du contrôle du revêtement.
L'électrode exploratrice en contact avec la surface du revêtement doit se déplacer à une
vitesse de 0,3 m/s maximum.
Expression des résultats
Le défaut (fissures, porosité) dans le revêtement est localisé par un arc électrique qui se
forme entre l'électrode exploratrice et le support métallique.
TABLEAU A2.2 –Tension du contrôle au balai électrique
selon le type de revêtement
Type de revêtement Spécification Tension Unitaire Tension Maximale*
Polyuréthanne Pr EN 10290 8V/μm 20000V
Epoxy liquide Pr En 10289 8V/μm 20000V
Epoxy poudre NF A49-706 5V/μm
Tri-couche PE NF A49-710 Réglage étincelle
Tri-couche PP NF A49-711 10V/μm 25000V
Brai de houille Pr EN 10300 Entre 18000 V et 22000 V
Bi-couche polyamide Pr EN 10310 10V/μm
*Pour toute l’épaisseur du revêtement
130
TABLEAU A2.3 –Revêtements au droit du joint soudé d’aboutage des tubes : NFA 49-716
bandes de
bitume/brai
Thermo-
rétractables
Polyuréthanne époxy liquide polyamide époxy poudre
10KV 5V/μm 5V/μm 5V/μm 5V/μm 5V/ μm
2.4 RECOMMANDATIONS IMPORTANTES
L’épreuve doit être effectuée sur un tube propre, et sec dans le cas de la méthode haute
tension.
La présence dans/ou sur le film de particules conductrices (eau, sel, charges métalliques, …)
peut modifier les propriétés diélectriques de celui-ci et conduire à des fausses alarmes ou à
une localisation erronée des défauts.
Il faut éviter de contrôler plusieurs fois la même zone, car des passages répétitifs du balai
électrique peuvent entraîner la détérioration du revêtement, même si la tension est bien
réglée.
2.5 DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE
NACE RP 0188 : Discontinuity (Holiday) Testing of new protective coatings on conductive
substrates
NACE RP 0274 : High voltage electrical inspection of pipeline coatings prior to installation
NACE RP 0490 : Holiday detection of fusion-bonded epoxy external pipeline coatings of 250
to 760 micrometers (10 to 30 mils)
ASTM D 5162 : Practice for Discontinuity (Holyday) Testing of Nonconductive
Protective Coating on Metallic Substrates
131
ANNEXE 3 - Conditions propices à la production
d’hydrogène sulfuré TABLEAU A3.1 – Conditions propices à la production d’hydrogène sulfuré
Conditions Paramètres Etape 1 Formation des sulfures
Couche visqueuse anaérobie Présence de sulfates Nutriments organiques Bactéries sulfato réductrices
Concentration en oxygène dissous Concentration DBO/DCO Concentration SO4
2-
Température des eaux usées Vitesse d’écoulement Temps de séjours Géométrie : pente, diamètre, hauteur de remplissage pH de l’eau usée Type de conduite : gravitaire ou sous pression, quantité de branchements Rugosité, épaisseur de la couche visqueuse
Etape 2 Transmission de H2S vers l’atmosphère
Eau usée anaérobie Surface air-eau
Turbulence Concentration en oxygène pH et température de l’eau usée Solubilité H2S Largeur de la nappe d’eau Type de conduite, p.ex. passage de la conduite sous pression vers conduite gravitaire
Etape 3 Formation de H2SO4
Eau de condensation ou eau capillaire Soufre élémentaire Oxygène pour oxydation Organismes produisant de l’oxygène
Température dans l'air du réseau Concentration H2S dans l’atmosphère Concentration O2 pH de l’eau de condensation Concentration de H2SO4 sur la paroi de l’égout.
Etape 4 Corrosion des matériaux cimentaires
Matériaux métalliques Matériaux cimentaires H2SO4
Composition des matériaux de l’égout Concentration de H2SO4
Nombre de bactéries sur la paroi
Tableau emprunté à Mme A. Beeldens - Université KUL à Leuven
132
ANNEXE 4 – Evaluation du risque de production d’H2S
(Indice de Fayoux)
En France, M. FAYOUX a tenté d’évaluer l’importance du risque de production d’H2S à partir
de la sommation (ΣΣΣΣ) des notes attribuées aux principaux facteurs, telles qu’indiquées dans le
tableau ci dessous.
TABLEAU 4.1 – Tableau de Fayoux Température 5°C 10°C 15°C 20°C > 25°C Note 0 2 4 10 20 Temps de séjour 1 h 3 h 6 h 12 h 24 h Note 0 1 4 6 15 Vitesse moy. de l’effluent sur 24 heures 1 m/s 0,8 m/s 0,6 m/s 0,4 m/s 0,2 m/s Note si Vitesse instantanée : 0,5 m/s - - - 10 15 1 m/s 0 1 2 6 10 1,5 m/s 0 0 0 2 6 Potentiel Rédox en mV. (électrode H.) + 200 + 100 0 - 100 - 200 Note 0 3 15 30 > 30
Le risque de production d’H2S est :
• Nul, si Σ est compris entre 0 et 5 ;
• Faible, si Σ est compris entre 5 et 10 ;
• Important, si Σ est compris entre 10 et 20 ;
• Certain, si Σ est compris entre 20 et 30.
Dans l’utilisation du tableau on prendra :
- la valeur maximum de température et de temps de séjour (débit nocturne) ;
- la valeur minimum pour la vitesse moyenne sur 24 heures (débit nocturne).
133
ANNEXE 5 - Evaluation du risque de production d’H2S,
noté Z, selon Pomeroy
La valeur indicative du risque, notée « Z » pour la prédiction des conditions d'apparition de
sulfures est reprise du document « US EPA Manual ».
[ ]b
P
QS
EBODZ *
33/12/1
=
Dans laquelle
EBOD = la demande d’oxygène biologique effective, définie comme la demande
d’oxygène biologique standard 5-jours, 20°C (DBO5), multiplié par le facteur de
température 1,07(T-20);
T = la température des eaux usées, (°C)
S = la pente de l’égout, en m/100m (%)
Q = le débit par temps sec (litres/sec)
P/b = le ratio du périmètre mouillé (P) de la paroi du tuyau sur la largeur (b) de
l’écoulement
134
Valeurs Z et ses conditions caractéristiques :
TABLEAU A5.1 – Evaluation Z de Pomeroy Valeur Z Conditions attendues
En dessous de 5.000 Les sulfures sont rarement présents ou seulement en très petites quantités
Autour de 7.500
Des concentrations de pointe de quelques dizaines de mg/L de sulfures dissous peuvent être atteintes; une légère corrosion du béton et de la maçonnerie peut être attendue. Une corrosion plus substantielle peut être observée dans les zones de turbulences.
Autour de 10.000 Les sulfures peuvent se développer dans une proportion suffisante qui augmente l’odeur. Le béton et la maçonnerie peuvent subir des dégâts substantiels, et plus particulièrement dans les zones de turbulences.
Autour de 15.000
L’odeur des égouts augmentera à certaines périodes. On peut attendre une attaque rapide des structures de béton dans les zones de turbulences, avec une attaque significative ailleurs. Un tuyau de béton avec 25 mm de couverture sera défaillant en moins de 25 ans.
Autour de et au-dessus de 25.000
Les sulfures dissous seront présents pendant la plupart du temps, et les tuyaux en béton peuvent être détruits dans les 5 à 10 ans.
135
ANNEXE 6 - Modèle de Pomeroy
Une approche qualitative et quantitative des effets de corrosion peut être obtenue par les
formules de Pomeroy.
Le modèle de base, celui de Pomeroy, s'articule autour de deux formules importantes. La
première calcule la vitesse de production de sulfures dans une conduite pleine, la seconde
pour une conduite partiellement remplie.
Flux de sulfures - Prévisions pour conduites pleines
Flux de sulfures - Prévisions pour conduites partiellement remplies (Approche conservatrice)
r
D) 0,37 (1 EBOD 10 1 =
dt
[S] d5
3- ⋅+⋅⋅⋅
d
[S] )us( 0,64 -
r
EBOD 10 0,32 =
dt
[S] d 8/35
-3 ⋅⋅⋅⋅⋅
Avec dt
d[S] = flux de sulfure (mg/L.heure)
EBOD5 = [BOD]. 1,07 (T-20)
[BOD] = demande biochimique en oxygène (mg/L)
u = vitesse d'écoulement par débit de temps sec (m/s)
T = température moyenne des eaux usées durant les trois mois de l'année les plus chauds (C°)
D = diamètre de la conduite (m)
r = rayon hydraulique (m)
d = profondeur hydraulique moyenne (m)
[S] = concentration en sulfure dissous (mg/L)
s = pente (m /100 m)
136
Dans la littérature, on trouve que la limite pour la quantité des sulfures est de 1 mg/L. Cela
correspond à une quantité de 0,5 mg/L de sulfures non-ionisés, libres dans une eau usée à
pH égal à 7. En dessous de cette limite, le risque des dégâts de corrosion est minime. Au
dessus de cette valeur, des mesures préventives doivent être prises, de préférence en
employant des matériaux non corrodables.
Vitesse de corrosion dans une conduite de ciment.
A travers cette connaissance, Pomeroy a établi une troisième formule pour déterminer, à
partir
A
1
dt
[S] d5,11 ⋅⋅⋅= kc avec )(b/P'[DS](su)0,7 =
dt
[S] d 3/8 ⋅⋅⋅⋅ j
Avec c = vitesse moyenne de corrosion de la conduite de ciment, mm/an
k = facteur représentant la réactivité de l’acide
dt
d[S] = flux moyen de H2S (exprimé comme sulfure) à l’interface air / paroi (mg/L.h)
A = potentiel de consommation d’acide, ou alcalinité, du matériau du tube,
exprimé comme la proportion de carbonate de calcium équivalent.
[DS] = concentration en sulfures dissous (mg/L)
b = largeur de la nappe d’eau (m)
P’ = périmètre mouillé (m)
avec DD
PP ⋅�
��
��� −= π'
s = pente (m /100 m)
u = vitesse d’écoulement (m/sec)
j = facteur dépendant du pH pour la proportion de H2S
MAY 2007
137
ANNEXE 7 – Tableau de correspondance des aciers inox.
EN 10088
No. Nom
AISI
(Etats unis)
1.4301 X5CrNi18-10 304
1.4306 X2CrNi19-11 304 L
1.4307 X2CrNi18-9 304 L
1.4541 X6CrNiTi18-10 321
1.4401 X5CrNiMo17-12-2 (316)
1.4404 X2CrNiMo17-12-2 (316 L)
1.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 316 Ti
1.4432 X2CrNiMo17-12-3 316 L
1.4435 X2CrNiMo18-14-3 316 L
1.4436 X3CrNiMo17-13-3 316
1.4439 X2CrNiMoN17-13-5 (317 LN)
1.4539 X1NiCrMoCu25-20-5 904 L
1.4529 X1NiCrMoCuN25-20-7
1.4547 X1NiCrMoCuN20-18-7
1.4462 X2CrNiMoN22-5-3
Les fourchettes de compositions normalisées ne sont pas exactement les mêmes selon les
différents normes nationales. Surtout les qualités AISI 316 couvrent plusieurs nuances
européennes. Les pourcentages en éléments d’alliage peuvent varier (Mo, Ni, …) alors que
l’appellation américaine n’indique pas que la nuance est différente. Le mieux est d’utiliser en
Europe la norme EN 10088 qui est beaucoup plus précise sur les appellations en nuances.
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138
ANNEXE 8 – Prise en compte de l’altération au niveau du projet du béton
armé
8.1 Données de base pour un béton coulé sur place
8.1.1 Introduction
L’EN 206 permet la prescription d’un béton coulé sur place en indiquant les performances
souhaitées en rapport avec la destination de l’ouvrage. Cette méthode de prescription dite
« béton à performance spécifiée » permet d’avoir la certitude d’obtenir un produit de qualité le
plus approprié à la destination de l’ouvrage.
Pour ce faire, le concepteur est tenu de spécifier cinq données de base et éventuellement une
série de données complémentaires.
Note : cette annexe peut être appliquée pour les travaux de coques en mortier projeté armées (réhabilitation des
ouvrages d’assainissement existants).
8.1.2 Classe de résistance
Cette donnée est conditionnée par le dimensionnement de l’ouvrage aux sollicitations
qu’endure celui ci puisque ce paramètre intervient directement dans les hypothèses de calcul
de stabilité, calcul codifié par l’Eurocode 2 (EN 1992-1-1 : 1991).
Néanmoins, comme il y a un lien direct entre la quantité de ciment dans le mélange et la
pérennité de celui-ci dans un environnement agressif, il est déconseillé de prescrire, pour tout
ouvrage structurel dans le domaine de l’assainissement, des valeurs inférieures à 25 MPa
(contrainte de compression résultant d’un essai normalisé sur un cylindre de béton de 300 mm
de hauteur et de 150 mm de diamètre conservé pendant 28 jours à 20±2 °C sous eau ou dans
une chambre dont l’humidité relative est supérieure à 90%).
8.1.3 Domaine d’utilisation
Il convient de spécifier si l’emploi du béton se fait dans le cadre d’une réalisation d'une structure
armée, non armée ou précontrainte.
MAY 2007
139
8.1.4 Classe d’exposition
L’Eurocode 2 reconnaît plusieurs types de milieu dans lequel se situe la structure en béton.
Des protections plus spécifiques aux endroits tels que la cunette ou aux abords de dégazage
important sont requises par l’adjonction d’une protection en matériaux adéquats (revêtement
époxy, lining en matériau synthétique, maçonnerie de terre cuite ou de pierre naturelle, ...)
Il est à noter que l’Eurocode 2 est le seul document, classé dans la normalisation européenne,
qui associe aux conditions d’exposition des structures :
• des prescriptions de seuil d’ouvertures de fissures acceptables,
• des prescriptions d’enrobage des armatures dans les coffrages dont les
valeurs sont primordiales pour le design des structures coulées en place.
D’autres normes européennes, telle EN 206-1, sont plus précises dans les définitions des
classes d’exposition (voir 8.2 ci-dessous), mais ne donnent aucune disposition de mise en
œuvre à mettre en rapport avec des prescriptions de calcul.
La classe d’exposition induit entre autres des valeurs de limitation d’ouverture des fissures dans
certains types d’ouvrage dont la prise en compte doit être effectuée lors du dimensionnement
de l’ouvrage, et dont un paramètre immédiat est la densité d’armature. Un autre élément de
conception qui résulte de la classe d’exposition est l’enrobage de l’armature.
8.1.5 Classe de consistance
Cette donnée est essentiellement à mettre en rapport avec les conditions de mise en œuvre du
béton. Elle mesure en millimètres l’affaissement d’un volume de béton extrait d’un moule de
dimension normalisé. Une autre mesure est l’étalement du mélange béton sur une table à
secousse selon une procédure normalisée.
Une structure mise en place par coffrage glissant aura une classe de consistance d’indice faible
(S1), c'est-à-dire un affaissement limité suite à un test d’affaissement ou d’étalement, alors
qu’un béton dont la fonction est de remplir des branchements condamnés ou des cavités aura
une classe de consistance d’indice élevée (par exemple la classe de consistance S4).
Le rajout d’eau dans le béton afin de passer à l’envie d’une classe de consistance à l’autre en
cours de mise en œuvre est proscrit car le facteur eau/ciment a une influence énorme sur la
durabilité d’un béton. La classe de consistance doit être connue avant la mise en œuvre afin de
MAY 2007
140
doser les adjuvants nécessaires en centrale pour atteindre l’ouvrabilité requise du béton sur
chantier sans diminuer la pérennité de l’ouvrage.
8.1.6 Dimension maximale du granulat
Cette spécification lors de la commande est également nécessaire afin d’obtenir un béton
homogène et en corollaire une durabilité adéquate. Le calibre du granulat maximal à employer
lors de la confection du béton est fonction de l’enrobage prescrit, de la distance minimale entre
armature et de la plus petite dimension de l’élément à bétonner.
8.2 Données de base pour un produit en béton préfabriqué
8.2.1 Généralités
Les prescriptions relatives aux produits préfabriqués en béton constituant les ouvrages doivent
se baser sur les normes de produits. Les normes de produits ne sont pas établies sur les
caractéristiques des seuls matériaux constituants, béton et acier principalement, mais prennent
en compte les spécificités des produits et donc l’incidence essentielle du process de fabrication.
Les tuyaux, regards de visite et boites de branchement et d’inspection composant les réseaux
d’assainissement disposent de normes « autoportantes », qui contiennent, avec leurs
compléments nationaux, toutes les spécifications nécessaires : EN 1916 et EN 1917.
Pour les produits structuraux, autres que les blocs, les normes Produits s’appuient sur la norme
EN 13369 « Règles communes pour les produits préfabriqués en béton ». La conformité aux
normes Produits ou à la norme EN 13369 vaut satisfaction de l’EN 206-1.
8.2.2 Classes d’exposition
La prescription d’un béton ou d’un produit en béton nécessite la définition préalable par le
Maître d’ouvrage des conditions d’expositions de l’ouvrage.
Les tuyaux, regards de visite et boites de branchement ou d’inspection conformes aux normes
EN 1916 et EN 1917 conviennent pour une utilisation dans les environnements humides ou les
environnements chimiques légèrement agressifs (soit dans des conditions normales
d’exploitation dans le cas d’eaux usées d’origine domestique ou d’effluents industriels traités, et
pour la majorité des sols et eaux usées souterraines). Des compléments nationaux précisent
certains aspects de ces normes.
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141
Les exigences relatives à ces produits en terme de durabilité sont définies par les normes
EN 1916 et EN 1917 et leurs compléments nationaux.
Pour les produits structuraux, il y a lieu de choisir une des classes d’exposition, communes aux
normes EN 206-1 et EN 13369, définies ci après :
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8.3 Données complémentaires
Toutes données jugées utiles par le concepteur : coating supplémentaire au vu de l’agressivité
attendue des produits rentrant en contact avec le béton, résistance spécifique à l’usure,
dessiccation rapide attendue, attaques par les sulfates suspectées, probabilité élevée de
réactions alcalis granulats, nécessité de faible dégagement de chaleur lors de l’hydratation du
béton dans le cas d’ouvrage de forte masse ou de la présence d’équipements sensibles à la
chaleur (dilatation différentielle d’un tube polyéthylène, …).
8.4 Exemple de spécification pour un béton coulé sur place
Voici, à titre d'exemple une prescription d’un béton pour une fosse de pompage d'une station de
relevage sur un réseau d’assainissement
Classe de résistance : C30/37 ; Béton armé
Classe d’exposition : 5C
Classe de consistance : S3
Diamètre maximal du granulat : 20mm
Données complémentaires
Béton de type HSR (high sulfate resistant), LA (Low alcali)
Protection de la fosse de pompage par un revêtement époxydique armé
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145
ANNEXE 9 – Précautions pour la mise en oeuvre de l’acier inox
9.1 Généralités
La principale caractéristique des aciers inoxydables est la présence d’un film passif d’épaisseur
très mince qui se forme spontanément à la surface du métal au contact d’un oxydant (oxygène
dans l’air ou dissous dans l’eau) et qui protège le métal contre les agressions extérieures.
Les aciers inoxydables ont une excellente résistance à la corrosion mais ils peuvent être altérés
par quatre facteurs.
La meilleure résistance à la corrosion est obtenue sur l’état adouci (état de livraison). Les
interventions ultérieures (déformation à froid, traitement thermique, coupe, meulage…) peuvent
modifier la structure. Certaines de ces interventions (traitement thermique, soudage…) peuvent
engendrer un affaiblissement de la résistance à la corrosion liée à une modification locale du
film passif.
Les assemblages peuvent se faire par soudure, ou par boulonnage, ou par rivetage… Les
assemblages par boulonnage ou équivalent sont particulièrement sensibles aux phénomènes
de corrosion caverneuse (voir chapitre 4.2.1.3) et galvanique. Ce problème peut être minimisé
par un choix judicieux de la nuance d’inox ou pour la mise en place d’isolant électrique (par
exemple du téflon). On veillera dans tous les cas à reconstituer la couche de passivation
(comme expliqué ci-dessous pour la soudure).
Il est recommandé de fabriquer autant que possible en atelier. La réalisation des soudures peut,
si la nuance d’inox est inadaptée, engendrer une diminution de la résistance à la corrosion
(risque de corrosion inter granulaire). De plus, on peut s’attendre en cas de présence d’oxygène
(même quelques traces) pendant le soudage à la formation d’une couche d’oxydes colorés
(bleu, jaune, marron…) dans la zone soudée. Ces oxydes empêchent le renouvellement de la
couche passive, créant ainsi des zones de métal non protégées par le film passif et sujettes à la
corrosion.
Ces oxydes liés au soudage peuvent être évités par un choix approprié des conditions de
soudage sur chacune des faces de l’élément soudé. Dans le cas d’un tube par exemple, on
remplira ce dernier d’un gaz de protection afin de protéger la face interne du tube. Une autre
méthode consiste à enlever complètement la coloration de préférence par décapage ou
grenaillage par billes de verre.
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146
Dans tous les cas, avant de souder, un traitement de dégraissage doit être effectué. La
présence des films de produits organiques (matières grasses) peut conduire pendant le
soudage à la formation de sous produits organiques néfastes pour une bonne résistance à la
corrosion.
Pour obtenir une résistance à la corrosion équivalente à celle du métal de base, le métal
d’apport devrait être de nuance légèrement plus alliée.
La résistance à la corrosion des aciers inoxydables dépend fortement de sa composition
chimique ainsi que d’une parfaite mise en œuvre.
9.2 Problèmes de corrosion
Les erreurs les plus fréquentes provoquant des problèmes de corrosion lors de l’utilisation des
aciers inoxydables sont décrites ci après:
9.2.1 Lors de la conception
- Mauvais choix des matériaux
- Information insuffisante des exigences mécaniques et chimiques
(corrosives) ainsi que des conditions d’exploitation (température, aération,
adjuvants, nettoyage, ...) ;
- Utilisation aveugle de l’expérience acquise, pour des situations modifiées
(évolution du degré de pollution des eaux usées, des process de
traitements, des processus de nettoyage,…).
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147
Corrosion caverneuse entre la partie cylindrique et le couvercle d’un réacteur
d’hygienisation en acier inox 1.4306
- Fautes de construction
- Construction ne répondant pas aux règles de l’art pour la mise en œuvre
des aciers inoxydables (crevasses, mauvaise accessibilité pour le
soudage et les traitements ultérieurs, ...) ;
- Mauvais écoulements d’eau entraînant des incrustations et la
concentration des substances agressives (boues, chlorures, ...).
9.2.2 Lors des procédures de soumissions
- Spécifications imprécises des matériaux (voir EN 10088) ;
- Conditions de réception non définies (état de l’art mal défini) ;
- Qualification insuffisante de l’entreprise choisie.
9.2.3 Lors de la mise en œuvre
- Mise en œuvre par du personnel non qualifié ;
- Utilisation de matériaux non spécifiés ;
- Pollution des surfaces inoxydables pouvant engendrer la corrosion par piqûres
- Ateliers et outils communs pour la fabrication des aciers au carbone et
des aciers inoxydables ;
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148
- Pollutions pendant le transport et le stockage des pièces en acier
inoxydables (chlorures, poussière des freins durant le transport
ferroviaire, ..) ;
- Pollution avec des particules ferriques ou de la rouille lors ou après le
montage des pièces (meulage, perçage, …) ;
Corrosion après projection de meulage
- Marquage engendrant la corrosion caverneuse (craie, feutres,
poinçonnement…..) ;
- Adhésifs à base des matières chlorées.
- Utilisation de joints soufrés au contact des inox dans un milieu agressif
- Peinture pouvant créer des zones de corrosion caverneuse
- Dégâts mécaniques
Perforation non ébarbée.
Amorce de corrosion.
- Eraflures, dégâts par des outils de levage (pinces);
- Rugosité due au meulage;
-
- Défauts de soudures
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149
Soudure décapée sur une seule face.
Couleur de revenu dans la ZAT sur la surface non traitée
Couleur de revenu dans la ZAT
Soudure perforante
Inclusion et zones colorées de revenu
- Utilisation de nuances à teneur en carbone > 0.03 % non stabilisées au
titane ou au niobium;
- Soudures discontinues : pour les constructions soudées, des soudures
par cordon non discontinu en contact avec le milieu agressif diminuent le
risque de corrosion ;
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Cordon de soudure non terminé
- Pores, crevasses, fissures ;
- Calamine, couleurs de revenu ;
- Projections de soudage ;
- Traces de solutions ou de pâtes de décapage.
- Manque de procédure d’assurance qualité pour l’exécution des travaux.
9.2.4 Lors de l’exploitation et l'entretien
• Agressivité du milieu plus élevée que prévue ;
• Changement des conditions d’exploitation (Température, potentiel redox, ...) ;
• Réparation des incidents d’exploitation
Suite à des incidents d’exploitation, une augmentation temporaire de la corrosivité du milieu
peut amorcer des processus de corrosion sur des structures en acier inoxydable. Il est
illusoire de penser que le retour à des conditions d’exploitation normale suffit à combattre
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les processus de corrosion démarrés. Il est indispensable de prendre des mesures
spéciales ;
• Entretien et nettoyage ne correspondent pas aux prescriptions
- Un manque de nettoyage induit une accumulation de polluants avec le temps ;
- Utilisation des produits de nettoyage trop agressifs ;
• Inspection insuffisante
Lors d’inspections effectuées par des agents insuffisamment informés, des initiations de
corrosion peuvent rester inaperçues en raison de leur faible étendue (en phase initiale). Les
dangers en résultant sont presque toujours sous-estimés, alors que par une intervention
précoce, il serait possible, dans beaucoup de cas, d’y remédier (modification des conditions
d'exploitation, processus de nettoyage, protection cathodique,…).
9.2.3 Contrôle de mise en oeuvre
9.2.3.1. Contrôles visuels
L'évaluation de la qualité de mise en œuvre des éléments en acier inox se fait généralement
par un contrôle visuel. En plus du contrôle de la conformité des matériaux utilisés, il faut vérifier
l’absence de défauts de construction tels que dégâts liés :
à la conception (zone de rétention, purges mal situées)
à la contamination ferreuse (travaux de meulage grossiers, transport sur fourches en
acier, …)
au soudage (présence d’oxydes, rochage, mauvaise pénétration)
Le résultat des examens visuels et surtout l’appréciation des défauts découverts sont toutefois
subjectifs jusqu’à un certain point et dépendent considérablement des compétences et de
l’expérience de l’examinateur.
9.2.3.2. D'autres procédés de contrôle
Les possibilités de contrôle de la qualité de mise en oeuvre des structures en acier inox sont
très limitées, en particulier sur site. Les méthodes utilisées sont :
• La radiographie
La radiographie permet la détection des défauts de soudage comme des inclusions, des
pores, des mauvaises de liaison de cordons, des déchirures etc. Elle donne surtout des
informations sur la résistance mécanique de la soudure, mais pas sur la résistance à la
corrosion de la soudure.
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• Des examens magnétiques
Les examens magnétiques se pratiquent sur les inox austénitiques. Avec ces procédés, on
peut détecter sur ce type d’inox les modifications de structure en mesurant la phase
magnétique présente. Un cas très connu est la détermination de la phase ferrite-delta dans
les soudures de ces inox. Cette phase a de fortes conséquences sur la tenue à la corrosion.
• Des examens de la fissuration
Il existe différents procédés de détection de fissures : magnétiques, pénétration de couleurs,
ultrasons.
• Des examens électrochimiques
Les examens électrochimiques permettent de mesurer de manière absolue la résistance à
la corrosion (p.ex. mesure du potentiel de piqûre).
Actuellement, l’application de cette technique est plutôt limitée parce que les examens ne
pouvaient être mis en œuvre qu’en laboratoire sur des échantillons.
Récemment, le développement de la cellule de mesure miniaturisée « EC-pen » permet de
faire ces mesures électrochimiques sur chantier et sur des pièces dont les surfaces sont à
géométries complexes. Ces examens ont été ramenés à de faibles coûts (voir 9.2.3.3).
Dans le domaine de l’assainissement, le contrôle de la mise en œuvre des éléments soudés en
aciers inox en combinant l'examen électrochimique avec l’EC-pen et les contrôles visuels se
sont avérés la méthode d’évaluation la plus économique et la plus valable.
Pour des soudures à cordons superposés, la radiographie est une méthode de contrôle
supplémentaire recommandée.
9.2.3.3. Procédé électrochimique portable – EC-pen (texte emprunté à M.Büchler)
1. Introduction
L’usage d’aciers inoxydables a considérablement augmenté aux cours de ces dernières
années. Mais la tenue à la corrosion souhaitée ne peut être atteinte que grâce à un choix
judicieux du matériel et une exécution soignée (1). Sinon des dommages peuvent surgir après
un emploi de courte durée déjà, au pire en moins d’une année. Pour éviter de tels dégâts, il est
capital de procéder à un traitement approprié des matériaux et de répondre aux exigences de
l’assurance qualité par des contrôles adéquats tout au long du montage et de la phase
d’exploitation de l’installation (2).
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Jusqu’à présent, on s’était reposé en majeure partie sur des contrôles visuels pour l’examen et
le jugement d’éléments d’installation soudés. L’aspect du cordon de soudure, l’existence de
défauts de soudage et les couleurs de revenu en constituaient les principaux critères. Il est
aussi procédé en partie à des examens par rayons qui fournissent avant tout des informations
relatives à la résistance mécanique, mais ne renseignent que de façon limitée sur la tenue à la
corrosion des parties de construction situées dans la zone du cordon de soudure affectée
thermiquement.
L’évaluation d’un état sur la base de contrôles visuels dépend en majeure partie des
connaissances techniques et de l’expérience du contrôleur. Ces expertises, bien qu’effectuées
avec sérieux, sont toujours empreintes d’une certaine incertitude, le contrôle visuel ne pouvant
pas fournir de valeurs directes sur la résistance effective à la corrosion, respectivement sur
l’altération effective de la tenue à la corrosion en présence de „défectuosités optiques“.
2. Le EC-PEN - le dispositif de contrôle électrochimique mobile
L’obtention directe de la résistance à la corrosion est possible au moyen de méthodes
électrochimiques classiques. Pour ce faire, il est nécessaire d’obtenir des échantillons d’essai
ayant une grandeur de quelques centimètres et une surface plane. Des vérifications effectuées
sur place à des éléments de construction d’une certaine grandeur et avec une géométrie
complexe de la surface n’ont pu avoir lieu jusqu’ici qu’à grands renforts de moyens. Ces
méthodes de contrôle électrochimiques n’ont donc été appliquées que dans des cas isolés.
Mais pour répondre à l’assurance qualité exigée par les installations en acier inoxydable, il faut
pouvoir procéder par étapes successives à des vérifications simples et rapides de la résistance
à la corrosion des matériaux, afin d’être en mesure de garantir la qualité finale requise.
C’est la raison pour laquelle la société SGK a développé un détecteur de corrosion pour les
contrôles électrochimiques sous conditions d’exploitation, le dénommé ec-pen. Il est doté
d’électrodes intégrées ainsi que d’une solution-test et se distingue par un maniement
extrêmement simple et une solidité à toute épreuve. Cela signifie que le ec-pen peut être utilisé
sur des parties de construction de n’importe quelle grandeur pour localiser rapidement les
propriétés corrosives des matériaux (fig.1).
3. Contrôles des cordons de soudure avec l’ec-pen
La résistance à la corrosion des soudures revêt une importance capitale, surtout lorsqu’il s’agit
d’éléments de construction relevant de la sûreté dans l’industrie chimique. Mais il est essentiel,
dans d’autres cas également, de sauvegarder la durabilité des investissements effectués.
Jusqu’à ce jour, il n’existait aucun mode de jugement par essai non destructif et approprié à
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l’industrie, permettant une analyse directe et quantitative de la tenue à la corrosion sur de
grands éléments de construction.
Le processus de soudage provoque souvent une diminution de la résistance à la corrosion des
matériaux dans la zone affectée thermiquement et de celle du cordon de soudure lui-même (1).
Avec le ec-pen, il sera possible désormais de déterminer directement la tenue à la corrosion
des composants d’une installation complète, quelles qu’en soient la grandeur et la géométrie de
surface. La fig. 2 montre un exemple de densité de courant - courbes de potentiel qui a été
enregistrées en différents endroits du cordon de soudure sur un objet en acier inoxydable (DIN
1.4529). Il en ressort clairement que le métal de base aussi bien que le cordon de soudure lui-
même offrent une excellente stabilité. En revanche, on a observé dans la zone affectée
thermiquement, le début d’une corrosion locale lors de bas potentiels déjà. Cela signifie que la
résistance des matériaux a diminué de manière inacceptable à cause du processus de
soudage, ce qui requiert une modification des paramètres de soudage ou un traitement
postérieur amélioré. Le ec-pen permet aussi, sous certaines conditions, de déterminer la
résistance à la corrosion en faisant glisser le senseur sur la surface métallique. De cette
manière, il est possible de vérifier rapidement la répartition de la résistance sur la soudure. Ces
différentes possibilités d’emploi sont mises en évidence à l’aide de quelques exemples.
La fig. 3 montre un linescan en travers du cordon de soudure sur un acier inoxydable (DIN
1.4301). On reconnaît que la densité de courant augmente fortement sur les couleurs de
revenu, ce qui indique une altération notable de la résistance à la corrosion dans cette région et
en conséquence le début d’une corrosion locale. Après le décapage, on a refait une mesure
(fig.4). L’élimination du film d’oxyde conduit généralement à une légère hausse du courant de
base. Mais il ne se produit pas de corrosion dans ces conditions. Ce résultat montre clairement
que les couleurs de revenu réduisent fortement la résistance à la corrosion. Toutefois, l’examen
d’un grand nombre de soudures a montré que ce n’était pas toujours nécessairement le cas. On
a découvert çà et là sur des oxydes bleu foncé une tenue à la corrosion satisfaisante.
Quelquefois, les cordons de soudure sont nettoyés par brossage, ce qui peut égratigner la
surface et influencer négativement la résistance à la corrosion. Un exemple est indiqué à la fig.
5. Ces aspérités de la surface provoquent une dégradation évidente de la résistance à la
corrosion, comme le prouve la hausse du courant mesuré dans cette zone.
En dehors de ces imperfections de soudage facilement reconnaissables à vue d’oeil, l’ec-pen
est aussi à même de reconnaître un choix inadéquat de matériaux, un faux métal d’apport, des
fissurations ou des modifications de la structure dues à une influence thermique trop élevée,
pour autant que ces lacunes se répercutent négativement sur la résistance à la corrosion. Ceci
est illustré par la mesure effectuée sur l’alliage à base de nickel C22 (fig. 6). Les fines gerçures
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aux alentours de la soudure provoquent une hausse de courant lors du test avec l’ec-pen, ce
qui indique le début d’une corrosion dans cette zone.
4. Conclusion
Le ec-pen permet d’effectuer dans la pratique des contrôles électrochimiques sur de grands
éléments de construction avec une géométrie de surface quelconque. Il est possible dès lors
d’élucider rapidement les altérations inadmissibles dues au processus de soudage et de vérifier
l’efficacité des mesures de correction. Contrairement aux méthodes d’évaluation visuelle en
vigueur jusqu’ici, ce procédé permet d’établir directement la preuve de la résistance à la
corrosion. Il constitue donc un pendant idéal au contrôle visuel en usage jusqu’à maintenant.
Le ec-pen offre l’avantage d’obtenir une valeur de mesure absolue qui permet d’exclure les
incertitudes du contrôle visuel. Cela augmente la fiabilité des contrôles de réception dans la
pratique ou du contrôle d’échantillons de soudure. Cela signifie que l’assurance de la qualité
peut être grandement améliorée lors du traitement de matériaux à haute résistance.
5. Littérature
[1] Bindschedler D.: Nichtrostende Stähle in Abwasseranlagen – Erfahrungen beim Einsatz,
gwa 80 (2000), S. 582 – 589
(Aciers inoxydables dans les installations d’eaux usées – Expériences à l’emploi)
[2] Bindschedler D.: Qualitätssicherung in Wasser- und Abwasseranlagen – Einsatz
nichtrostender Stähle, gwa 77 (1997), S.545 – 550
(Assurance de la qualité dans les installations d’eau potable et d’eaux usées –
Usage d’aciers inoxydables)
[3] Büchler M., Bindschedler D.: The EC Pen : a new testing device for the control of the
corrosion resistance of stainless steel components – Proceedings of the CEOCOR Plenary
Days 2002 Zürich
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Fig. 1 : l’ ec-pen en action Fig. 2 : densité de courant – courbes de potentiel
dans différentes zones d’un
acier inoxydable (DIN 1.4529) dans 1 M NaCl
Fig.3 : linescan potentiostatique en travers du
cordon de soudure d’un acier
inoxydable (DIN 1.4301) dans 0.1 M NaCl sous
260 mV SCE. (a) Zone testée
de 40 mm de long; (b) résultat de mesure
Fig. 4: linescan potentiostatique en travers du
cordon de soudure d’un acier
inoxydable (DIN 1.4301) après le décapage
dans 0.1 M NaCl sous
260 mV SCE. (a) Zone testée de 40 mm de long;
(b) résultat de mesure
10-2
10-1
100
101
102
103
-400 0 400 800 1200
bulk
HAZ
weld
curr
ent [
μA/c
m2 ]
potential [mV SCE]
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Fig 5 : linescan potentiostatique en travers du
matériau de base d’un acier
inoxydable (DIN 1.4301) dans 0.1 M NaCl sous
260 mV SCE. La partie
droite de la surface a été nettoyée par polissage
des couleurs de revenu
Fig. 6: linescan potentiostatique en travers du
cordon de soudure d’un alliage à base
de nickel C22 dans 0.1 M NaCl sous 360 mV
SCE. (a) Zone testée de 40 mm
de long; (b) résultat de mesure
M. Büchler
Société Suisse de Protection contre la Corrosion (SGK)
Technoparkstrasse 1
CH-8005 Zurich
Suisse
+41 1 445 1590
