Formation du dépôt calco-magnésien sous protection cathodique action des bactéries sulfurogènes naturelles

Ca, Mg déposit under cathodic protection : action of natural sulphogenic bacteria

Laboratoire Corrosion Fragilisation Hydrogène, Ecole Centrale Paris, Chatenay Malabry

Résumé

L’application de la protection cathodique, ainsi que la formation du dépôt calco- magnésien qui en résulte, sont actuellement bien définies mais uniquement en milieu marin exempt de bactéries, tel que l’océan ouvert. Les investigations en eau de mer naturelle, en présence de bactéries sulfurogènes, réalisées sur des longs termes (deux mois) sont quant à elles peu communes. L’évolution du dépôt calco-magnésien est principalement fonction de différents paramètres : le potentiel de protection cathodique, le temps d'application de celui-ci, le rapport Mg/Ca du milieu, sa charge microbienne et la présence de matière organique dissoute.

En eau de mer artificielle, le dépôt présente des caractéristiques maintenant établies : ainsi, le magnésium apparaît uniquement pour des potentiels très cathodiques, rendant le pH favorable à sa précipitation. Quant au calcium, il peut précipiter à des pH plus faibles. Cependant, pour des raisons de cinétiques, le magnésium peut apparaître plus tôt.

En eau de mer à faible pollution bactérienne, le magnésium apparaît pour des potentiels peu cathodiques dès –800 mV/ECS. Cependant, plus le temps d’application augmente (jusqu’à deux mois), plus la quantité de calcium augmente et recouvre le magnésium.

En eau de mer ou la concentration bactérienne (au moins 10⁸ Bactéries Sulfato et Thiosulfato Réductrices.ml^-1) est importante, les caractéristiques du dépôt restent les mêmes. Seules la compacité et la densité du dépôt diffèrent : elles augmentent en présence de bactéries.

Cette étude montre que la présence bactérienne et plus particulièrement les bactéries sulfurogènes, la composition chimique de l’eau de mer et la concentration en oxygène dissous, sont des facteurs influençant plus ou moins la formation et l’évolution du dépôt calco-magnésien.

Abstract

The application of the cathodic protection, as well as the formation of the Ca, Mg deposit that results, are currently very defined but solely in marine environment exempt of bacteria, as the open ocean. The investigation in natural sea water, in presence of sulphogenic bacteria, achieved on long terms (two months) are infrequent. The calcareous deposit evolution is mainly function of different paramètres : the cathodic protective potential, the application time of this one, the yield Mg/Ca of the middle, its microbial load and the organic matter presence dissolved.

In artificial sea water, the deposit now presents some features known, so magnesium appears solely for very cathodic potentials, returning the pH favorable to its precipitation. As for the calcium, it can be formed down to weaker pH. However, for kinetics reasons, magnesium can appear earlier.

In sea water to weak bacterial pollution, magnesium appears little for potentials cathodic since –800 mV/ECS. However, more the application time increases (until two months) more the quantity of calcium increases and cover magnesium.

In sea water where the bacterial concentration (at least 10⁸ Bacteria reducing sulphate and thiosulphate.ml^-1) is important, the features of the deposit remain the same. Only the compactness and the density of the deposit are different : they increase in presence of bacteria.

This survey shows that : the bacterial presence and more especially the bacteria sulfurogènes, the chemical composition of the sea water and the concentration in dissolved oxygen, are factors influencing the formation and the evolution of the deposit calcareous more or less.