Le Trésor Des Kerguelen

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337 Protection électrolytique de nos bateaux …

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337 Protection électrolytique de nos bateaux …

 

 

 

     Quand j'ai construit mon voilier, comme il était en acier, s'est posée de suite comme question, la protection de la coque (au moins pour toutes les parties immergées, autrement dit la carène, le safran, l'hélice et son arbre...) contre l'électrolyse. Et là, on se heurte rapidement à des tas d'interrogations ! Du genre...quelles sont les parties les plus exposées... combien mettre d'anodes... où les placer... faut-il les boulonner ou bien les souder sur la tôle...(eu égard de leur remplacement si celles-ci se réduisent trop rapidement...? J'avoue avoir consulté des spécialistes aux chantiers de Saint Nazaire mais après çà, mes interrogations étaient encore plus nombreuses. En effet, sur les grands cargos, le système de protection des carènes est très complexe. Pour nous, les petites unités au final, le problème reste le même mais ne pouvons pas disposer de moyens techniques compliqués pour ce faire. Il faudra donc composer simplement et voir avec le temps s'il sera nécessaire de le modifier...

 

Bref... avant de vous donner les solutions que j'avais adoptées, voici un petit rappel de ces problèmes de corrosion, dûe à l'électrolyse en milieu marin.

 

 

Les couples électrolytiques en milieu marin...

     Dès l'instant que l'on a présence de deux ou plusieurs matériaux différents (acier, inox, alu, fonte, cuivre, bronze...), en contact via un fluide conducteur (eau de mer) on aura de suite, forcément, un (des) faible courant électrique qui va s'établir entre eux. Et qui dit courant électrique dit aussitôt, situation d'électrodes. Et donc par effet électro-chimique, dégradation d'une partie "anode", donc rédustion de sa matière, pour migrer vers une "cathode", une autre matière plus résistante, donc moins rapidement dégradable. Cà, c'est la théorie. Toute l'astuce de la protection consistera donc à "donner à consommer" à la matière la plus noble, une autre matière plus facilement dégradable (ajoutée celle-là), pour éviter que le matériau de base, plus noble, ne s'abîme. La protection des coques consistera donc à leur donner "à manger" en cas de courants baladeurs, des anodes dites dans ce cas "sacrificielles".

 

Voilà le grand principe de la protection électrolytique de nos bateaux métalliques.

Reste à connaître maintenant l'échelle galvanique des matériaux, suivant leurs potentiels électrochimiques.

 

Liste des principaux matériaux et leur couple électrochimique...

     Liste extrapolée des études de JJ Lamoureux (1994) sur le potentiel hydrogène des séries galvaniques en eau de mer. Le matériau le plus bas protègeant uniquement celui (ou ceux) qui lui est (sont) au-dessus dans la liste. Plus l'écart entre les deux sera grand et meilleur sera la protection. Mais, corollaire de cette situation d'état dans l'échelle, plus la dégradation du matériau "anode" (éloigné en-dessous donc) sera forte et rapide en protégeant celui qui aura la fonction "cathode", au-dessus.

 

Fonction Cathode..........

Platine

Or

Graphite

Titane

Argent

Molybdène

Inox marine (Aisi 316)

Nickel

Aciers inox courant

Bronze d'Aluminium

Laiton

Chrome

Cuivre

Etain

Plomb

Fer/ acier

Fonte

Aluminium

Cadmium

Zinc

Magnésium

Fonction Anode.........

 

On part du haut, de la fonction "cathode", le matériau à protéger, puis en descendant au dessous, le matériau pouvant lui servir "d'anode sacrificielle", de protecteur. L'inverse de cette fonction, étant alors "destructeur".

 

 

Conclusion pour une bonne protection électrolytique....

 

     Pour protéger une coque en acier, il faudra donc utiliser une anode faite en un matériau en-dessous du Fer/acier (cas des bateaux en acier) dans cette échelle galvanique. La plupart du temps celles-ci sont fabriquées en zinc car ce métal est facile à travailler et abordable au niveau coût. Mais on pourrait tout aussi bien utiliser comme anode, du magnésium (cadmium ou alu), la protection n'en serait que meilleur concernant le Magnésium (le + éloigné) avec toutefois une dégration bien plus rapide dans le temps (car écart galvanique important et matériau "alcalino-terreux" assez tendre).

 

Juste pour info, dans nos chauffe-eaux électriques, on va trouver des électrodes en magnésium (petit barreau rond de 10X200 mm environs) afin de protéger sa cuve intérieure de l'électrolyse. Cuve en acier contenant des résistances chauffantes en Inox avec comme électrolyte l'eau douce contenue dedans. Mais pour un appareil électrique (résistances chauffantes) avec de l'eau à l'intérieur, il sera vraiment primordial de bien le protéger de l'électrolyse et donc de court-circuits possibles, potentiellement très dangereux dans ce type d'appareil.

 

 

Place des anodes sur nos bateaux...

 

     A la construction de mon voilier, j'avais placé plus d'anodes sur l'ensemble de la carène qu'il me paraissait nécessaire. Elles étaient également soudées sur la coque pour un meilleur contact électrique. Dans les années qui suivirent, lors des premiers carénages, j'en ai enlevé quelques unes (4) qui ne se consommaient pas du tout. Elles étaient situées sur le safran et l'avant de la quille. Je n'ai alors laisser que celles qui étaient véritablement "actives" ( 6 au total : c-à-d grignotées régulièrement). Toute la partie proche de la cage d'hélice (3), le bord de fuite de la quille (2) et le safran (1 seule en dessous - celle-ci étant reliée par une grosse tresse inox à la crapaudine).

 

     Là où les anodes sont les plus actives, c'est toujours (ou presque) autour de la cage d'hélice. En effet, c'est là que l'on trouve le plus de matériaux différents qui se côtoient (en contact par l'eau de mer). Hélice en bronze, en fonte ou en alu, arbre en inox/ bronze et coque en alu ou en acier. Les couples électrolytiques dans cette zone seront donc plus nombreux et voire même importants. L'anode d'hélice elle-même doit être surveillée et changée souvent si nécessaire car le moteur (donc l'hélice) est un élément vital à bord pour notre sécurité. Ne pas hésiter à en mettre deux sur l'hélice. Une en bout d'arbre - écrou spécial en zinc muni aussi d'une rondelle frein, spéciale de blocage, en molybdène - et une autre en anneau ou en olive (2 coquilles assemblées) directement sur l'arbre près de l'hélice. Ainsi bien protégé, vous n'aurez pas d'ennui de corrosion sur cette partie très sensible du bateau.

Ce qui a été notre cas durant les 36 années où j'ai utilisé ce voilier. Cela dans tout type d'eaux (douces - remontée de grands fleuves comme Amazone, Orénoque, Paraguay, etc..., eaux saumâtres : séjours en estuaires, et eaux tropicales ou eaux glacées comme les deux années en Terre de Feu... dont 4 mois d'hiver à patauger dans "les glaces").

 

 

Choix des matériaux pour les anodes...

 

     Comme l'eau de mer est beaucoup plus "agressive" que les eaux saumâtres (estuaires) ou les eaux douces (fleuves à fort débit - sans remontée de marée), on va donc aussi choisir des anodes en rapport avec le type de navigation effectuée. Ainsi en eau de mer, on mettra volontiers des anodes en zinc, en alu pour les eaux saumatres et en magnésium pour les bateaux navigants exclusivement en eau douce. Ce choix sera plus spécifique pour les professionnels du transport maritime.

 

 

Les bateaux en alu...

 

     Si vous avez un bateau en aluminium, un autre risque sera latent pour sa carène si par exemple vous avez comme voisins des bateaux en acier ou pire, des piliers de pontons de marina très proches et en acier, dénudés de leur protection et/ou bien rouillés ! En effet, l'alu étant situé dans le bas de la liste des potentiels électro, c'est votre coque qui risque de servir d'anode pour vos voisins ou pour ces poteaux d'ancrage des pontons. Dans ce cas précis, si vous pouvez obtenir une place mieux isolée de ces "endroits cathodiques", c'est déjà bien mais le mieux sera encore d'ajouter des anodes-pendilles, suspendues aux filières (c-à-d mises à la masse de la coque) tout autour de votre bateau. Ainsi, il sera nettement mieux protégé en étant à quai près de points (matériau) particulièrement "cathodiques" !

 

 

Le circuit 220V du quai et transfo d'isolement...

 

     Aujourd'hui sur les bateaux, il est obligatoire de relier toutes les installations électriques du bord, à la masse. Si vous avez (en étant à quai), une connection électrique (secteur) de brancher en permanence à bord, eh bien cette situation peut entraîner des courants baladeurs sournois qui vont fortement accélérer la dégration de vos anodes. Ces courants ne seraient pas là si "pas de branchement sur le quai" ! Là une bonne solution consiste à mettre en série à votre bord, sur l'alim de quai, un transfo d'isolement. Ces transfos ont la même tension d'entrée et de sortie (220V- 220V). Ils servent donc uniquement à isoler électriquement, "filairement", le circuit intérieur du bateau avec celui du circuit de la marina. La masse du bateau pouvant être très différente d'un point de vue "potentiel" de la "Terre" du quai (du réseau 220V). C'est un bon moyen d'éviter des potentiels baladeurs toujours propices à créer de l'électrolyse sur les bateaux métalliques. Ceci sera très important à regarder sur les bateaux en alu.

 

 

Qu’on se le dise …et bon vent !

 

 

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14/11/2019
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