Les pipelines enterrés à travers le pays sont protégés de la corrosion par une protection cathodique (PC) par courant imposé, et les normes modernes s'attendent de plus en plus à ce que cette protection soit surveillée à distance. Une unité de surveillance à distance (RMU) mesure la tension et le courant alternatifs et continus du redresseur, le potentiel canal-sol, les shunts et les courants de liaison, synchronise les campagnes globales de coupure de la PC par GPS, et rend compte par cellulaire ou satellite depuis des sites qui n'ont souvent aucune alimentation secteur. Faire fonctionner un tel instrument à partir d'un petit panneau solaire et d'un tampon rechargeable — domaine où le nickel-hydrure métallique scellé présente des avantages spécifiques — est l'objet de cet article.
ISO 15589-1:2015 régit la protection cathodique de l'acier des pipelines enterrés à terre et, dans sa version actuelle, reconnaît la surveillance à distance comme une option pour le suivi des paramètres de PC ; EN 12954 énonce les principes généraux de PC, EN 13509 les techniques de mesure et les critères, et NACE SP0169 (qui fait aujourd'hui partie de la famille de normes AMPP) la maîtrise de la corrosion externe. Ensemble, elles définissent ce qu'une RMU doit mesurer — sortie du redresseur, potentiel canal-sol par rapport à une électrode de référence, courant via les shunts et les liaisons — et la manière dont ces lectures sont interprétées.
Les RMU commerciales telles que la MOBILTEX RMU1 et les unités satellitaires de type Bullhorn sont spécifiées pour une autonomie de plusieurs années (un intervalle de batterie représentatif d'environ cinq ans pour une unité non solaire), tandis que les familles de produits solaires assurent une surveillance continue en associant un panneau à un tampon rechargeable. L'instrument est à distance, exposé aux intempéries et souvent extrêmement difficile à visiter, ce qui fait de la fiabilité de l'alimentation un enjeu de sécurité contre la corrosion, et pas seulement une commodité.
La première figure animée retrace le courant de la RMU sur une journée. Selon une cadence de quinze minutes à une heure, elle se réveille et excite plusieurs voies analogiques — potentiel de l'électrode de référence, tension et courant continus, parfois interférence alternative — une mesure qui prend quelques secondes à quelques milliampères. Pour les campagnes de coupure synchronisée, elle acquiert une position GPS (un événement de quelques secondes et de courant relativement élevé, partagé par chaque RMU sur le pipeline au même instant), commande le relais de coupure et relève le potentiel instant-off. Elle transmet ensuite par cellulaire ou, sur une emprise de pipeline éloignée, par satellite — une salve à courant élevé, surtout pour le satellite, qui peut tirer une impulsion de l'ordre de l'ampère pendant la transmission.
L'installation solaire charge le tampon pendant les heures de jour, tandis qu'une unité non solaire dépend entièrement d'une pile primaire dimensionnée pour des années. Dans les deux cas, les crêtes instantanées — GPS, relais, amplificateur satellitaire (PA) — sont bien au-dessus de la moyenne à long terme et fixent l'exigence d'impulsion.
La deuxième figure montre l'autonomie en fonction de la taille du tampon pour les rapports cellulaires et satellitaires : comme chaque contact satellitaire coûte cher en énergie, une pile primaire non solaire est contrainte à des rapports peu fréquents, alors qu'un panneau solaire avec un tampon rechargeable adéquat prend en charge des campagnes synchronisées fréquentes et une journalisation multivoie avec plusieurs jours de réserve pour le temps couvert de l'hiver. Le tampon doit accepter une charge irrégulière, conserver la réserve pendant les jours nuageux et fournir sur demande l'impulsion satellitaire de l'ordre de l'ampère.
Le NiMH scellé est bien adapté : il se charge de façon opportuniste à partir d'un panneau modeste, fournit un courant d'impulsion élevé sur un plateau plat et de faible impédance, effectue des cycles quotidiens pendant des années sur toute la durée de vie de l'instrument, se décharge de façon fiable dans le froid d'une emprise de pipeline septentrionale, et utilise une chimie aqueuse qui est sûre dans un boîtier scellé et exposé aux intempéries, sans charge de gestion thermique.
Les campagnes PC à intervalles rapprochés et instant-off exigent que chaque redresseur et chaque RMU le long d'un pipeline coupent le courant PC exactement au même instant synchronisé par GPS, afin que le potentiel canal-sol « instant-off » puisse être mesuré sans la chute ohmique IR. Cela signifie que chaque RMU doit se réveiller, acquérir une position GPS, être prête à la seconde synchronisée, commander son relais et mesurer — simultanément, quel que soit le moment où elle a vu le soleil pour la dernière fois. Le tampon doit donc garantir l'impulsion GPS plus relais plus mesure à l'aube après plusieurs jours nuageux et dans le froid.
Il s'agit d'une exigence de puissance d'impulsion qui s'ajoute à une exigence de réserve d'énergie, et elle pénalise toute chimie qui s'affaisse sous charge : un verrouillage GPS échoué ou un relais qui fléchit à l'instant synchronisé produit une lacune dans la campagne de corrosion qui peut ne pas être découverte avant la prochaine visite du site.
Le choix radio remodèle la conception de l'alimentation. Les modules cellulaires se connectent pendant quelques secondes à quelques centaines de milliampères et sont efficaces là où la couverture existe ; les terminaux satellitaires (pour les lignes traversant le désert, la toundra ou la forêt sans couverture cellulaire) émettent des salves plus courtes mais à courant beaucoup plus élevé et ont besoin d'une alimentation propre et ferme pour achever le contact. La faible résistance interne du NiMH est particulièrement précieuse dans le cas satellitaire, où une pile primaire à haute impédance peut échouer à achever une transmission à basse température.
Là où le secteur est disponible à une station de pompage ou un poste de redresseur, le pack NiMH agit comme un onduleur DC prêt à la charge flottante qui traverse une coupure secteur et maintient la journalisation et les alarmes de la RMU ; hors réseau, il sert de tampon solaire décrit ci-dessus.
Le cahier des charges de conception enregistre le nombre de voies analogiques et le temps d'excitation, l'intervalle de mesure, si une coupure synchronisée par GPS est requise et à quelle fréquence, le profil radio cellulaire ou satellitaire et le courant de crête, la puissance du panneau solaire et les jours d'autonomie requis, ainsi que la plage de température du site. L'article B en fait un bilan énergétique et un dimensionnement de tampon ; l'article C confronte la conception aux normes PC, aux aspects environnementaux et aux preuves au niveau des cellules.
Weijiang Power fabrique des cellules nickel-hydrure métallique scellées et des packs tampons compatibles solaires pour les unités de surveillance à distance de la protection cathodique et la télémétrie des pipelines. Envoyez-nous le nombre de vos voies analogiques, le profil radio cellulaire ou satellitaire, l'exigence de synchronisation GPS, la taille du panneau solaire et la plage de température du site éloigné, et nos ingénieurs concevront un tampon NiMH soudé et à large plage de température avec gestion de charge et protection. Voir les formats sur la page produits.
