Il y a dix ans, quand j’ai acheté un dériveur intégral en aluminium de 45 pieds, je n’avais pas entendu le mot électrolyse depuis le lycée et les expériences plus ou moins réussies - souvent moins - de Mme Duret. Je me revois en train de suspendre des anodes sacrificielles aux filières du bateau, filières gainées par du plastique.
En dix ans, j’ai acquis un petit peu d’expérience…
- J’ai connu la panique du testeur de fuite qui est d’un coup tout rouge alors qu’il ne s’est rien passé de particulier, et les aprems passées à débrancher des câbles un peu au pif pendant que les potes sont à la plage ou à l’apéro.
- J’ai résolu diverses fuites sournoises (saviez-vous que le DC- d’un Cerbo GX passe dans le RJ45 qui le connecte au MultiPlus ?).
- Vu des ouvriers percer dans le plafond pour fixer des vaigrages et tomber en plein dans un fil électrique (deux fois !).
- Eu droit à des fuites intermittentes (genre le spot de la cabine arrière qui n’est jamais allumé quand on teste).
- Et mille autres aventures qui à chaque fois ont participé à mon vieillissement précoce.
Cet article contient toute cette expérience accumulée, de manière synthétique, à destination d’un lecteur pressé.
TL;DR :
- Achetez un transformateur d’isolement (et ne vous préoccupez plus de votre 220 V).
- Placez des anodes contre votre coque (et votre hélice), et validez l’installation (0 ohm entre l’anode et la coque).
- Achetez une électrode de référence pour valider l’installation de vos anodes (entre -0,85 V et -1,10 V entre la coque et l’électrode de référence).
- Achetez un HullSentry (et ne vous préoccupez plus des fuites électriques sur votre installation 12/24/48 V).
Deux phénomènes très différents
La corrosion électrolytique et la corrosion galvanique sont deux phénomènes très différents.
La corrosion galvanique arrive naturellement quand on a deux métaux différents (par exemple, de l’aluminium et du bronze) plongés dans une solution conductrice (au pif : de l’eau de mer, qui peut être soit hors du bateau, soit à fond de cale). Dans ce cas, un courant électrique circule, et le métal le moins noble (ici, malheureusement, l’aluminium) se désagrège.
Trois grandes stratégies pour éviter ça :
- Utiliser des anodes sacrificielles (comprendre : encore moins nobles que l’aluminium). Typiquement en zinc en eau de mer, et en magnésium pour l’eau douce. Elles se « sacrifient » : le fait qu’elles s’abîment est normal (l’inverse ne l’est pas, ça peut vouloir dire qu’elles sont mal installées, par exemple avec une couche d’époxy qui les isole de la coque).
- Éviter d’accélérer le phénomène en donnant une boucle de retour facile au courant. Par exemple, au pif : hélice en bronze -> arbre d’hélice -> moteur à la masse -> batterie négative -> coque. Ce type de montage est vraiment à proscrire sur un voilier en alu, et il existe des disques plastiques d’accouplement qui permettent de rompre le circuit.
- Imposer un courant en sens inverse pour protéger l’aluminium… Ça, c’est un truc de porte-avions : ça existe, mais c’est beaucoup trop compliqué pour un petit voilier.
Quand ces deux précautions de base sont prises (pas de continuité électrique entre métaux dissimilaires, anodes sacrificielles installées correctement), le phénomène est lent, prévisible, et pas inquiétant.
Attention, trop d’anodes est aussi un problème. L’aluminium se dissout en milieu acide comme en milieu basique. Une protection trop musclée (trop d’anodes, ou du magnésium en eau de mer) fait monter le pH contre la coque et dissout la couche d’alumine : c’est l’attaque alcaline. Symptômes : peinture qui cloque autour des anodes, dépôts blancs poudreux. À l’électrode de référence, la plage saine va d’environ -0,85 à -1,10 V ; en dessous, vous êtes surprotégé, et c’est presque aussi dangereux !
La corrosion électrolytique peut aller très vite
La corrosion électrolytique, elle, apparaît quand un courant électrique circule en passant par la coque. Si on a juste une fuite côté négatif (ou positif), par exemple un câble mal isolé qui traîne dans l’eau en fond de cale, rien ne se passe. Mais si une fuite similaire apparaît sur un câble positif, le circuit se ferme et la coque peut s’endommager extrêmement rapidement.
Chimiquement parlant, 1 mA continu pendant un an = 2,94 grammes d’aluminium, soit 1,11 cm³. Assez pour faire un joli trou dans la coque, car malheureusement le phénomène a tendance à se concentrer en un endroit unique plutôt qu’uniformément sur toute la coque. Par défaut, l’aluminium est protégé : s’il est peint, par une couche d’époxy, et s’il est nu, par une couche d’alumine. Mais la moindre rayure ou imperfection va enclencher le processus : l’eau confinée s’acidifie et se charge en chlorures, ce qui empêche la couche d’oxyde protectrice de l’aluminium de se reformer. La piqûre active devient le chemin préféré du courant, et elle creuse. Concentré sur 1 cm², notre milliampère de tout à l’heure fait 11 mm par an — l’épaisseur d’un bordé.
Le métal part au point où le courant sort de la coque : c’est là que ça creuse. L’hélice, par où le courant rentre, est, elle, protégée. Et une fuite d’un seul côté ne fait rien circuler du tout — jusqu’au jour où une deuxième fuite ferme la boucle.
Pour se protéger
D’abord, avec un circuit électrique super carré :
- des disjoncteurs bipolaires avant tous les circuits ;
- des retours négatifs séparés pour chaque consommateur ;
- des câbles correctement isolés, en particulier quand il y a une jonction à faire dans les fonds (pour une pompe de cale par exemple) ;
- des coupe-circuits batteries bipolaires, avec un schéma clair des consommateurs qui restent alimentés en permanence ;
- de manière générale, un schéma électrique à jour, et des câbles marqués.
Ensuite, éviter à tout prix de mélanger le bronze (ou le cuivre, ou l’inox) à l’aluminium :
- isoler l’arbre d’hélice du moteur via un accouplement plastique ;
- éviter les passe-coques en bronze ;
- éviter l’antifouling « classique » au cuivre ;
- utiliser du Tef-Gel partout où de l’inox est vissé dans la coque, et des rondelles et contre-plaques en nylon pour s’intercaler entre les rondelles en inox et la coque.
Ensuite, utiliser une électrode de référence. C’est super utile pour vérifier que les anodes font leur travail, mais la lecture est locale, donc avoir une lecture complète est assez contraignant. Et si vous faites vos tests à midi alors que la fuite n’apparaît que pendant la nuit (par exemple), vous risquez de vous sentir faussement en sécurité.
Enfin, utiliser un testeur de fuite très régulièrement, ce qui a aussi ses limites :
- vous ne voyez pas les défauts intermittents ;
- vous ne voyez pas les tendances quand elles sont « sous le radar » ;
- quand un défaut est signalé, la fenêtre de temps à investiguer est énorme (depuis le dernier test).
La dernière option, c’est HullSentry. C’est un testeur de fuite automatisé qui apporte une réponse à ces trois limitations en testant automatiquement toutes vos batteries toutes les dix minutes, sans interruption. Cela transforme une panique de type « depuis combien de temps ça dure, est-ce que ça a fait des dégâts, et qu’est-ce qui s’est passé ? » en un non-événement du type « qu’est-ce que j’ai fait ces dix dernières minutes ? Ah oui, je viens de changer une ampoule ».
Attention au 220 V du quai
Au port, forcément, on se branche au 220 V, et si votre installation est conforme, la terre du 220 V est connectée à votre coque. Le souci, c’est que ce faisant, on se retrouve avec toutes les coques connectées entre elles. Les bateaux en plastique ont probablement leur moteur connecté à la masse, et un arbre d’hélice non isolé, et en bref on se retrouve avec une pile géante composée de toutes les hélices du port, et… d’une coque en aluminium. Très mauvais scénario.
Un circuit de corrosion galvanique bronze-aluminium a un potentiel total de quelques centaines de mV (typiquement 0,2 à 0,5 V), et on peut donc, grâce à un astucieux système de diodes, bloquer le courant tant que la tension est faible (typiquement inférieure à 1,4 V) tout en laissant passer les tensions supérieures, afin de protéger les personnes et le bon fonctionnement du disjoncteur différentiel. Ça se fait avec un petit boîtier appelé un isolateur galvanique, et c’est vraiment le minimum vital quand on a un bateau en alu.
Le souci, c’est que si un de ces bateaux présente une fuite électrique sur le positif, cette fois-ci ce n’est pas 100 mV mais 14 voire 28 volts qui viennent alimenter le circuit, et là, c’est la catastrophe. Pour être vraiment serein, la seule solution est un transformateur d’isolement : en gros, le 220 du port alimente une bobine qui crée un champ magnétique alternatif ; une seconde bobine, sans aucun fil en commun avec la première, récupère ce champ et refabrique du 230 neuf. On recrée donc une terre qui n’a rien à voir avec celle du port, tout en assurant la sécurité de l’installation 230 V à bord. Ce n’est pas gratuit, mais ça semble indispensable au vu des enjeux.
Un ohmmètre n’est pas le bon outil pour chercher la fuite
Il est très tentant d’utiliser un ohmmètre en mode « continuité » pour chercher une fuite : le noir sur le négatif de la batterie, le rouge sur la coque, on débranche tous les câbles, on les rebranche un par un, et si ça bipe, c’est qu’il y a une fuite. Le gros souci de cette approche, c’est qu’elle ne marche pas : un ohmmètre ne fonctionne que sur un circuit parfaitement inerte. Dès qu’il y a du courant qui passe, les chiffres ne veulent absolument plus rien dire. L’autre problème, c’est que le bip ne retentira qu’avec une résistance très très faible. Il restera silencieux pour des fuites pourtant dangereuses, par exemple de 10 kΩ.
Si on n’est pas équipé d’un testeur de fuite, le bon outil, c’est le voltmètre, PAS l’ohmmètre. Contrairement à ce dernier, une mesure de tension peut tout à fait être prise sur un circuit en fonctionnement. On peut prendre le voltage entre coque et borne +, puis coque et borne -, et constater de quel côté penche la fuite (c’est-à-dire de quel côté la tension est proche de zéro). Ensuite on débranche la moitié des circuits, et on regarde ce qui a bougé, et ainsi de suite. En procédant ainsi par dichotomie, on peut assez vite trouver la fuite, pour peu qu’elle soit cachée derrière un disjoncteur.
Conclusion
Dix ans plus tard, je ne prétends pas avoir tout vu — un bateau en aluminium a malheureusement beaucoup d’imagination. Mais l’essentiel, qui permet d’être mieux armé que 99 % des propriétaires, tient dans le TL;DR du début : un transformateur d’isolement pour être serein au port quand on entend un marin raconter qu’un bateau en alu tout neuf a coulé en une semaine chrono pile à la place J45 où on vient de s’installer, des anodes vérifiées à l’électrode pour maîtriser la corrosion galvanique, une surveillance très régulière (manuellement avec un testeur standard ou automatiquement avec HullSentry) pour attraper les fuites DC quand elles sont encore à l’état de micro-fuite, et d’un côté seulement (c’est-à-dire pas dangereuses).