CENTRE D'INFORMATION DU CUIVRE
LAITONS ET ALLIAGES

CICLA

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   Extrait de la lettre n° 57 - MARS 2002

  >>LA PRÉVENTION DES COUPLES GALVANIQUES
  dans les installations

U
ne des qualités maÎtresse du cuivre est sa très grande résistance à la corrosion, en particulier lorsqu'il est en contact avec d'autres matériaux du bâtiment. Ainsi le plâtre, la brique, le ciment ou le béton sont sans effet sur le cuivre même en présence d'humidité. Lorsque le cuivre est en contact avec d'autres métaux de canalisation son comportement est tout aussi bon. Mais tous les métaux n'ont pas la même résistance à la corrosion et ce type de contact peut être préjudiciable à certains d'entre eux : c'est le phénomène des couples galvaniques.

LES FAITS

Lorsque deux métaux différents sont en contact en présence d'un électrolyte, c'est-à-dire un fluide capable de transporter des électrons (courant électrique), un couple galvanique (ou pile électrochimique) est formé. La conséquence directe peut être une corrosion galvanique : un métal attaque l'autre. A l'origine de ce phénomène un courant électrique qui naît entre les deux métaux. Le processus suit toujours le même principe : le métal le plus noble attaque le métal le moins noble. Une échelle de noblesse des métaux, dite échelle galvanique, a ainsi été établie. Cette classification fait apparaître que parmi les métaux usuels le cuivre est le métal le plus noble et l'aluminium le moins noble.


Une condition indispensable pour l'apparition du phénomène de corrosion galvanique est la présence d'un électrolyte. De l'eau légèrement acide voire faiblement minéralisée peut constituer cet électrolyte. Même si le contact n'est pas direct entre deux métaux, la présence d'un électrolyte entre eux peut suffire pour déclencher le phénomène de couple. Il faut noter qu'un contact sec n'entraîne pas le moindre risque. Ainsi, l'emploi de colliers en acier sur un tube de cuivre par exemple est absolument sans inconvénient à condition que l'on se trouve dans une ambiance sèche. S'il y a des risques de condensation, il faut alors utiliser des colliers traités par un revêtement adapté.

LES FACTEURS SUSCEPTIBLES D'ACCÉLÉRER LA CORROSION GALVANIQUE

Concernant les métaux, plus ces derniers sont éloignés entre eux dans l'échelle galvanique et plus le phénomène de couple galvanique sera marqué.
Concernant l'électrolyte, dans le cas de l'eau, plus la minéralisation sera importante et plus le phénomène sera accéléré. Une eau très acide ou très basique constitue un vecteur plus efficace du transport des électrons et favorise donc le processus de couple galvanique. De même le renouvellement de l'oxygène dans l'eau accélère le phénomène.

LES FACTEURS SUSCEPTIBLES D'ATTÉNUER LA CORROSION GALVANIQUE
La passivation est un dépôt naturel sur la surface interne des parois des tubes. La composition de ce dépôt constitue un film protecteur qui isole le métal et le protège des phénomènes galvaniques.
Le rapport des surfaces métalliques entre elles peut égaIement être un facteur atténuant. Plus la surface de contact entre deux métaux sera grande et plus le phénomène sera diffus car il opérera sur une large zone. Plus la surface de contact sera petite et plus le phénomène sera concentré et donc plus intense.

LA RÉGLEMENTATION

Du point de vue de la réglementation seuls les D.T.U. (voir La Lettre du Cuivre n°56) précisent quelques informations relatives aux couples galvaniques. Le D.T.U. 65.10 stipule deux points.
  • En distribution d'eau sanitaire :
    Il est interdit de mettre en place une canalisation en acier galvanisé à l'aval d'une canalisation cuivre.
  • En chauffage central et circuits d'air conditionné :
    Le contact direct cuivre ou alliage de cuivre (tel que le laiton par exemple) et aluminium ou alliage d'aluminium est interdit.
    Le D.T.U. 60.5 reprend pour sa part ces deux arguments et précise de plus que le brasage ou soudo-brasage direct entre tube ou raccord en cuivre et tube ou raccord en acier ou en acier galvanisé n'est pas autorisé.
LES RECOMMANDATIONS

Au-delà de la règle stricte il est utile de faire quelques recommandations d'usage :

- Cas général :
La recommandation essentielle est de ne pas mettre un métal moins noble que le cuivre en aval de ce dernier. En se référant à l'échelle galvanique des métaux, l'agencement du montage des éléments d'un circuit, pour éviter les désordres, suit l'ordre inverse de la classification. Ainsi, il est possible de poser des tubes en acier en amont des tubes de cuivre sans aucun préjudice pour les deux métaux. C'est par exemple le cas pour une colonne montante en acier alimentant un réseau de distribution d'eau en cuivre.



Il est toujours possible d'atténuer l'effet d'un couple galvanique en intercalant entre le cuivre et l'autre métal un raccord fait d'un métal intermédiaire dans l'échelle galvanique. A ce titre, un raccord en laiton pourra par exemple être employé pour une jonction acier-cuivre et c'est pourquoi les raccords dits "fer-cuivre" sont en laiton.

Dans la pratique, on veillera à éliminer le plus soigneusement possible les résidus de flux de brasage. Ces derniers sont en effet susceptibles d'amorcer les réactions de corrosion galvanique et doivent être éliminés avant la mise en service d'une installation. Cette recommandation est particulièrement importante dans le cas des circuits fermés. Un autre point important concerne les particules de cuivre résultant du sciage des tubes par exemple. Ces particules sont très actives et peuvent être à l'origine d'une multitude de micro-couples galvaniques lorsqu'elles se déposent sur d'autres métaux. L'utilisation d'un coupe-tube est de loin préférable à la scie à métaux. Lorsque l'emploi de la scie est inévitable on prendra soin d'ébavurer soigneusement le bord de coupe et d'éliminer toutes les particules à l'intérieur du tube.


- Cas des circuits de chauffage :
En circuit fermé comme c'est le cas dans les circuits de chauffage, la minéralisation s'épuise naturellement et l'oxygène n'est pas renouvelé. Les principales caractéristiques de l'électrolyte, qui favorisent l'apparition d'un couple galvanique, sont donc absentes et les risques de corrosion galvanique sont quasiment inexistants. C'est pourquoi il est fortement recommandé de limiter le plus possible les apports d'eau dans les circuits de chauffage car ils représentent une source d'oxygène. A noter qu'il existe des adjuvants inhibiteurs d'oxygène.
Entre le cuivre et l'aluminium, comme les contacts directs sont interdits, on utilisera des raccords d'assemblage en fonte ou en acier non galvanisé. Dans la pratique, la plupart des radiateurs en alliage d'aluminium sont équipés d'origine avec ce type de raccords.


- Cas de l'interposition de tubes en matériaux de synthèse :
Les matériaux de synthèse sont des isolants sur le plan électrique et les différentes parties métalliques du réseau de canalisation sont isolées si elles sont séparées par de tels matériaux. Cependant, si les différents éléments du circuit sont reliés entre eux par la terre, ce qui est très généralement le cas, c'est alors l'eau et la terre qui assurent la continuité électrique du système. Par exemple le remplacement partiel d'un tronçon en plomb par un tube PER est un mauvais calcul car les sections inaccessibles (canalisations en plomb encastrées) seront toujours sujettes à une corrosion galvanique de la part d'un métal s'il est présent ailleurs dans le circuit ne serait-ce qu'en robinetterie par exemple. Un tel phénomène entraîne dans ce cas la dissolution du plomb dans l'eau avec risque de dépassement de la teneur admissible du plomb dans l'eau.