Impact environnemental des anodes sacrificielles en aluminium

par Souhila Gouali

Thèse de doctorat en Chimie minérale, organique et industrielle

Sous la direction de Otávio Gil et de Fabienne Barraudl.

Soutenue en 2013

à Caen , dans le cadre de École doctorale normande de chimie (Caen) .

Le président du jury était Boualem Saidani.

Les rapporteurs étaient Mehmet Ali Oturan.

mots clés

• Anodes
• Aluminium
• Eau de mer
• Sédiments marins
• Environnement -- Études d'impact
• Extraction (chimie)
• Microalgues
• Photosynthèse

Résumé

En milieu marin, la protection des structures métalliques contre la corrosion peut être assurée par la technique de la protection cathodique en utilisant des anodes sacrificielles en aluminium. La solubilisation de ces dernières conduit à l'augmentation de la concentration en aluminium dans les eaux et les sédiments marins. Les résultats des tests de contamination par l'aluminium, en laboratoire, introduit sous forme de sel (sulfate ou chlorure d'aluminium) ou issu de la dissolution électrochimique d'une anode sacrificielle, dimensionnée pour un montage à trois électrodes à courant contrôlé ont montré une sorption de cet aluminium sur le sédiment naturel utilisé, quelle que soit l'origine de l'aluminium testé. Cet aluminium sorbé sur le sédiment naturel est mobile voire potentiellement remobilisable vers la phase aqueuse (piégé essentiellement dans la fraction réductible). Les sédiments deviennent alors une source potentielle de pollution. Les expériences réalisées sur les communautés microphytobenthiques ont montré clairement qu'elles sont affectées par l'exposition à l'aluminium. Cette sensibilité à l'aluminium de ces producteurs primaires est susceptible de constituer une menace pour tout le réseau trophique marin.

Titre traduit

Environmental impact of aluminium sacrificial anodes

Résumé

In the marine environment, the protection of metallic structures against corrosion can be ensured by the technique of cathodic protection, thanks to sacrificial anodes made of aluminium. However, their consumption leads to increasing concentration of aluminium in waters and marine sediments. Tests featuring aluminium as a contaminant have been preceded in laboratory, using aluminium salts (aluminium sulfate and aluminium chloride) or aluminium produced by the dissolution of a sacrificial anode set up with three electrodes and controlled electric current. All results are displaying a sorption of aluminium, regardless of its source, onto the selected natural sediments. The sorbed aluminium is highly labile, and can even diffuse from sediments layers back to aqueous phase (trapped essentially in reducible fraction). Sediments turn then into a latent source of pollution. Experiments with microphytobenthos communities show clearly that they are affected by the exposure to aluminum. This sensitivity to aluminium of those primary producers constitutes a potential threat for the marine trophic network.