Corrosion et électrolyse sur les navires de plaisance
La présence de courant continu et alternatif, le raccordement électrique régulier aux bornes de quai, le fait que les bateaux passent leurs temps immergés dans l’eau (assimilable à une solution conductrice), sont autant de facteurs à l’origine des phénomènes de corrosion et d’électrolyse.
Si ces phénomènes sont similaires, ils ont des origines très différentes.
Bien connus des plaisanciers ces phénomènes peuvent avoir des conséquences désastreuses. Cela concerne tous les navires en aluminium, tout comme ceux en composite carbone et même en bois ou GRP.
Principe de la corrosion galvanique
La corrosion galvanique n’a pas besoin, pour se déclencher, de source de courant extérieure. Elle est connue depuis le 18eme siècle (Luigi Galvani), bien avant l’invention des systèmes de stockage et de production d’électricité.
Trois conditions sont nécessaires pour qu’elle apparaisse. Il faut des métaux (ou alliages) de natures différentes, une liaison électrique et un liquide qui va jouer le rôle d’électrolyte. Toutes ces conditions sont réunies dans un bateau. En effet ils sont composés de matériaux et de métaux de natures différentes, ils sont reliés ensemble via des fils conducteurs et l’eau de mer va jouer le rôle d’électrolyte.
Une fois la liaison établie s’opère un transport de matière du métal le moins noble vers le plus noble. Ce transport se fait sous la forme de transfert d’ions métalliques.
Chaque alliage ou métal se caractérise par un potentiel galvanique. Ainsi, titane, graphite et inox 316 occupent le haut du classement tandis que le zinc (métal dont on fait les anodes) occupe le bas. Plus la différence de potentiel entre les métaux en contact est importante, plus le risque de corrosion est élevé.
C’est exactement ce qui se produit avec une anode en zinc (avec un faible potentiel galvanique) qui va se corroder et ainsi protéger une embase aluminium ou un arbre d’hélice inox. D’où le terme d’anode sacrificielle.
Sur le bateau, ce phénomène se retrouve sur la coque mais aussi, à l’intérieur, en présence d’eau stagnante dans les fonds.
Les coques en composite de carbone sont aussi à risque car leur potentiel galvanique est très élevé.
Les passes-coques sur des coques en bois et les peintures des coques acier et aluminium souffrent, quand leurs protections sacrificielles sont trop importantes, surdimensionnées. La lignine du bois se désagrège et les peintures cloquent.
A une échelle plus large, celle d’un port par exemple, c’est l’ensemble des bateaux immergés qui peuvent être amenés à réagir comme les éléments d’une pile. Les effets de ce phénomène sont encore accentués par la présence de courant. Or du courant, il y en a, 230 Volts venant du quai, 12 ou 24 Volts venant des batteries ou 230 Volts produit sur les bateaux via les groupes électrogènes.
Isolateurs galvaniques – Une protection efficace
Enfin les bateaux sont raccordés au 230 Volts du quai ils vont partager une terre commune au travers de la ligne de quai. Cette connexion peut endommager les bateaux voisins en détruisant les parties métalliques immergés les moins nobles comme les embases en aluminium.
On pense que le circuit AC (230 Volts) est totalement séparé du circuit DC (12/25/48 V). En réalité, les normes imposent la mise en commun de la terre du quai et de la terre de mer, la masse du bateau…
Les conditions sont réunies pour que le phénomène de corrosion galvanique apparaisse.
Pour séparer ces deux circuits, il est recommandé d’installer le plus près possible de l’arrivée du courant du quai dans le bateau, un isolateur galvanique, économique et facile à installer sur la ligne de terre, il va réduire les courants vagabonds.
Plus perfectionné, le transformateur d’isolement assure une isolation galvanique entre les circuits AC (230 Volts) du quai et le bateau. Il est indispensable à bord des navires en aluminium, un des métaux les moins nobles en termes d’isolation galvanique.
Une autre protection très efficace, contre ces courants de fuite, consiste à ne pas laisser le bateau branché inutilement au quai. Ce n’est pas toujours possible.
Les courants de fuites – Origine et protection
En dehors de la problématique découlant du courant du quai, tous les navires de plaisance sont équipés de réseaux DC et un grand nombre de réseaux AC.
Ces réseaux souffrent souvent de courants s’écoulant par des chemins non prévus, les courants de fuite.
Sur un système DC, le chemin du courant de fuite est simple : toutes les masses sont reliées par une tresse de masse à une plaque mise en contact avec l'eau de mer. La tresse de masse peut aussi être mise en contact avec l’eau via le moteur et l’arbre d’hélice. Dans ces cas, s’ajoute à la corrosion galvanique une corrosion électrolytique DC qui accentue considérablement ses effets corrosifs.
Pour s’en affranchir, il est nécessaire d’utiliser des réseaux électriques bipolaires (des réseaux qui n’utilisent pas les masses métalliques comme conducteur). Il faut porter une grande attention aux moteurs diesel dont les démarreurs utilisent souvent la masse du moteur comme conducteur, autorisant ainsi une fuite vers la mer par l’arbre d’hélice.
Certains accouplements souples, comme l’Aquadrive, intercalent une rondelle élastique de forte épaisseur qui joue le rôle d'amortisseur de vibration, mais aussi, ici, celui d’isolant.
Il est donc recommandé de pouvoir régulièrement mesurer ces courants de fuite afin de déceler une dérive anormale.
Conscient de cet enjeu, Dolphin Charger propose depuis plus de 20 ans un instrument à monter sur un tableau : le Leakage Monitor 12/24 Vdc qui permet de mesurer la valeur des courants de fuite, entre la borne + de la batterie et la coque ou directement entre la borne - et la coque. Des diodes vertes indiquent des fuites faibles (moins de 4 mA), oranges, les moyennes (entre 4mA et 8mA) et rouges, les fortes (plus de 8 mA). Un courant de fuite supérieur à 10mA est souvent considéré comme critique.
Averti de l’existence d’une fuite de courant, on peut alors commencer les investigations afin d’en éliminer l’origine.
