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Protection cathodique appliquée au béton armé aérien : étude expérimentale et modélisation

Cathodic protection applied to reinforced concrete structures: experimental study and modelling

LMDC, INSA, UPS, Université de Toulouse, Toulouse, France

^* e-mail: raoul.francois@insa-toulouse.fr

Reçu : 12 Décembre 2017
Accepté : 11 Avril 2018

Résumé

Cet article présente une étude expérimentale et numérique de la protection cathodique par courant imposé appliquée sur un mur en béton armé soumis à une corrosion localisée (par macro-piles), typique du béton armé. L’étude numérique est réalisée avec le logiciel COMSOL Multiphysics. L’étude expérimentale et l’étude numérique basée sur les lois physiques de base qui régissent les phénomènes électrochimiques confirment que la polarisation des systèmes de corrosion de type macro-piles est hétérogène et ne peut être appréhendée qu’en trois dimensions. L’uniformité du champ de potentiel à l’interface acier-béton n’est physiquement pas réalisable en appliquant un courant de protection de la surface du béton. Le principe général de la protection cathodique n’a pas à être discuté, mais une attention particulière doit être accordée à la réponse non uniforme des systèmes de corrosion par macro-piles car il remet en question, entre autres, le choix de la position des témoins où la performance du système de PC est évaluée et l’utilisation de critères exprimés en potentiels.

Abstract

This article presents an experimental and numerical study of the impressed current cathodic protection applied on a reinforced concrete wall subjected to localized corrosion (macro-cell corrosion), typical of the reinforced concrete. The numerical study is carried out with COMSOL Multiphysics software. Experimental and numerical studies based on the basic physical laws that govern the electrochemical phenomena, confirm that the polarization of macro-cell corrosion systems is heterogeneous and can only be modelled in three dimensions. The uniformity of the potential field at the steel-concrete interface is physically not achievable by applying a protective current of the concrete surface. The general principle of cathodic protection does not have to be discussed, but special attention must be paid to the non-uniform response of macro-cell corrosion systems because it calls into question, among other things, the choice of the location of embedded probes where the performance of the PC system is evaluated and the use of criteria expressed in potentials.