Incidence de la corrosion des materiaux ferreux sur la demande en chlore libre en reseaux de distribution d'eau potable

Influence of ferrous materials corrosion on free chlorine consumption in drinking water distribution networks

• Auteur / Autrice : Isabelle Frateur
• Direction : Bernard Tribollet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

La corrosion des materiaux ferreux constituant les conduites d'eau potable, induit une consommation du chlore libre qui peut etre electrochimique (reaction cathodique couplee a la dissolution du fer) ou chimique (oxydation des ions ferreux). Or la vitesse de disparition chimique apparait proportionnelle a la vitesse de corrosion. Par consequent, l'objectif de ce travail est l'analyse de trois systemes materiaux ferreux / eau potable (fer pur, acier doux et fonte), en vue d'une evaluation fiable de la vitesse de corrosion. L'etude, menee en laboratoire (electrodes a disque tournant de fer pur et de fonte) ou sur site pilote (electrodes en acier doux), fait appel a des techniques electrochimiques (stationnaires, spectroscopie d'impedance ac) et d'analyse de surface (meb, rayons x et spectrometrie raman). Il est montre, a partir d'echantillons de fer recuits ou non, que la corrosion des materiaux ferreux est d'autant plus importante que les impuretes ou defauts du metal sont nombreux. Par ailleurs, l'analyse par impedance ac des electrodes en acier conduit a une critique de l'utilisation d'un corrosimetre comme outil de mesure de la vitesse de corrosion des conduites. Les resultats obtenus avec la fonte, permettent une modelisation physique unique de l'interface fonte / eau potable, en accord avec la theorie de l'electrode poreuse developpee par r. De levie. De plus, ils montrent que le comportement de la fonte ne depend que de la presence ou de l'absence de chlore libre et non de sa concentration. Le traitement prealable des resultats d'impedance par le modele de mesure conduit a l'evaluation de l'erreur stochastique et au rejet des points non stationnaires. Ensuite, l'ajustement du modele physique au donnees experimentales permet d'extraire la resistance de transfert de charge anodique qui s'avere du meme ordre de grandeur que la resistance de polarisation. La comparaison des courants de corrosion ainsi calcules avec les potentiels de corrosion correspondants, mene a la conclusion que la consommation electrochimique du chlore libre est negligeable quel que soit le temps d'immersion. Enfin, le calcul montre que la disparition chimique du chlore induite par la corrosion de la fonte presente une vitesse globalement superieure a celle des decroissances causees par l'eau et le biofilm, tout en restant du meme ordre de grandeur.