Lorsque des métaux sont exposés à l'eau, qu'elle soit douce, saumâtre ou salée, la corrosion marine est inévitable. Dès leur fabrication, la quasi-totalité des métaux tendent à retrouver leur état initial, celui qu'ils avaient lors de leur extraction du sol.
Les trois types de corrosion que les plaisanciers s'efforcent généralement de gérer sont :
- corrosion électrochimique simple
- Corrosion galvanique
- corrosion électrolytique/par courants vagabonds
Les trois types de corrosion marine résultent d'un processus électrochimique ; la différence réside dans la vitesse à laquelle la corrosion se produit. Le processus s'accélère lorsque plusieurs métaux sont impliqués (corrosion galvanique) et encore davantage en présence de courants électriques indésirables (corrosion par courants vagabonds). Bien que le résultat de ces différents types de corrosion soit sensiblement le même – des dommages au métal exposé –, les causes initiales de la corrosion peuvent être multiples. Notre défi consiste à identifier le type de corrosion et à en déterminer la cause exacte afin de minimiser la corrosion future.
Corrosion électrolytique - Courants vagabonds en milieu marin
La corrosion par courants vagabonds en courant continu (CC) se produit lorsque le courant traverse le métal et l'eau à la recherche d'un chemin de retour vers la masse de la batterie. Le taux de corrosion causé par les courants vagabonds en CC peut être 100 fois supérieur à celui de la corrosion galvanique, et elle peut causer des dommages importants en quelques heures, voire en une seule journée. Dans les cas extrêmes, le carter d'embase et d'engrenages peut être presque entièrement rongé, exposant ainsi les arbres et les engrenages. Bien que ce phénomène existe, d'autres formes de corrosion par courants vagabonds, plus courantes, sont parfois attribuées, à tort, à la corrosion galvanique. Un cas de figure assez fréquent se rencontre sur les bateaux multimoteurs : l'hélice en acier inoxydable d'un moteur présente souvent une surface mate, tandis que celle de l'autre reste brillante et propre.
Le premier indice d'un problème de courant vagabond se déduit de ces photos. En cas de corrosion galvanique, les hélices en acier inoxydable ne seraient pas affectées. L'acier inoxydable serait protégé par les anodes actives ou, en leur absence, par le carter en aluminium des embases et des sections intermédiaires. Dans un cas de courant vagabond, le courant électrique cherche un chemin de retour vers la terre. Ainsi, lorsqu'il quitte un métal, quel qu'il soit, il l'érode. Lorsqu'il atteint le métal suivant sur son chemin de retour vers la terre, des dépôts se forment à sa surface.
Le deuxième indice, si les plaisanciers sont attentifs, est que le problème survient généralement lorsque les moteurs tournent, et non à quai. Ils nettoient leurs hélices, mais à leur retour d'une journée d'utilisation, l'une d'elles sera recouverte de dépôts. Quelle peut donc être la cause de ce type de corrosion par courant vagabond ? Souvent, cela est dû à de mauvais contacts des câbles de batterie. C'est problématique car, dans les systèmes multimoteurs, tous les moteurs doivent être au même potentiel électrique, mais, en raison des variations de tension de charge entre les moteurs en marche, ainsi que de l'état de la batterie, ce n'est pas toujours le cas. Dans ce cas, ils tenteront de s'égaliser.
Des connexions de câbles propres et de bonne qualité, ainsi que des câbles de batterie de section appropriée, sont indispensables pour maintenir tous les moteurs et batteries au même potentiel. Les câbles reliant les bornes de masse de toutes les batteries sont particulièrement importants pour permettre l'égalisation du potentiel. Si les connexions au niveau des batteries et des moteurs sont défectueuses, un courant vagabond peut circuler d'un moteur à l'autre par l'eau, dans le but d'égaliser le potentiel. L'une des causes fréquentes de ce type de corrosion par courant vagabond est l'absence ou le sous-dimensionnement des câbles négatifs entre la batterie de démarrage et la batterie de service. Ce problème ne provoque généralement pas de dommages importants à court terme, mais les clients remarquent souvent une différence d'aspect entre les hélices.
Il existe une autre situation similaire avec les câbles de batterie qui peut se produire et causer des dommages importants par courant vagabond en très peu de temps : des câbles de batterie mal connectés. Toutes les bornes négatives de la batterie doivent être reliées entre elles. Mais que se passe-t-il lorsque la borne positive d'un moteur est connectée à la borne négative d'un autre moteur ?
On pourrait croire que cela provoquerait un court-circuit immédiat. En réalité, ce n'est pas le cas. Un moteur se retrouve avec un potentiel positif de 12 V sur toutes ses bornes métalliques mises à la terre, et un courant parasite circule de ce moteur vers l'autre. Un mauvais branchement peut survenir lors de l'installation ou de la réinstallation de batteries par un propriétaire de bateau, un apprenti technicien inexpérimenté ou un employé du chantier naval, notamment lors de la préparation d'un bateau pour la saison de remisage. Soyez vigilant face à ces situations : elles sont faciles à repérer et à corriger une fois que vous avez identifié la cause du problème.
corrosion électrochimique marine
La corrosion électrochimique, également appelée autocorrosion, se produit lorsqu'un morceau de métal est en contact avec un électrolyte. Dans ce cas, le métal fait office à la fois d'anode, de cathode et de conducteur. Comment un seul morceau de métal peut-il jouer ce rôle ? La plupart des métaux sont en réalité des alliages, c'est-à-dire qu'ils contiennent plusieurs métaux de base et des impuretés. Dans un alliage, un métal de base joue le rôle d'anode, tandis qu'un autre joue celui de cathode. L'électrolyte peut être l'air ambiant, un liquide ou un mélange des deux. On observe fréquemment ce phénomène en observant la formation de rouille sur l'acier ou d'une couche d'oxyde sur l'aluminium nu. Ce processus, bien qu'extrêmement lent, débute dès la fabrication de la plupart des métaux et constitue sans doute la forme de corrosion la plus facile à ralentir. Un revêtement protecteur, comme une peinture adaptée, peut considérablement ralentir ce processus.
Les anodes sont placées sur les moteurs hors-bord pour compenser le processus naturel de corrosion des métaux. Outre un contrôle visuel de la corrosion, comment savoir si le nombre d'anodes est suffisant pour protéger le moteur et les autres composants métalliques ?
La meilleure méthode consiste à utiliser une électrode de référence argent/chlorure d'argent pour mesurer le potentiel de coque. Les instructions fournies avec l'électrode vous guideront tout au long de la procédure. En résumé, il faut connecter la borne négative du voltmètre à l'électrode de référence.
Placez ensuite l'électrode de référence dans l'eau, près des parties métalliques immergées. En connectant la borne positive du voltmètre à la masse ou au système de liaison équipotentielle du bateau, vous observerez une très faible tension entre l'électrode de référence et la coque. Cette tension, généralement comprise entre -750 et -1100 mV, correspond au potentiel de la coque. Il existe des plages de valeurs établies pour différents matériaux de coque et systèmes de propulsion ; vous devez vous y situer lorsque la protection anodique est adéquate. En cas de corrosion rapide, il est impératif de vérifier le potentiel de la coque pour en identifier la cause. Remplacer les pièces corrodées sans résoudre le problème sous-jacent ne fera qu'aggraver la corrosion.
Corrosion galvanique marine
La corrosion galvanique met généralement en jeu deux métaux différents, l'aluminium et l'acier inoxydable. Ces métaux sont liés par contact direct ou par un système électrique et sont immergés dans un électrolyte : l'eau dans laquelle se trouve le bateau. L'ensemble de ces éléments forme en quelque sorte une grande batterie à électrolyte liquide.
Que se passe-t-il dans une batterie lorsqu'on relie les bornes positive et négative ? Des électrons circulent entre les plaques de la batterie, qui sont l'anode et la cathode. Sur un bateau sans protection anticorrosion, l'aluminium, métal le plus actif, devient l'anode et l'acier inoxydable, métal moins actif, la cathode. Les électrons circulent de l'anode vers la cathode, ce qui entraîne une perte de matière de l'anode, visible sous forme de corrosion sur les composants en aluminium.
La corrosion galvanique se manifeste généralement par des cloques de peinture laissant un résidu blanchâtre et poudreux sur le métal exposé. Les angles et les arêtes des composants, comme le bord d'attaque de l'embase et les côtés de la plaque anti-ventilation, sont généralement les premières zones touchées. La corrosion galvanique est beaucoup plus destructrice que la corrosion électrochimique, mais elle peut être maîtrisée et minimisée grâce à une bonne compréhension du processus.
Veillez à détecter toute défaillance et à appliquer des mesures préventives adéquates. La meilleure première ligne de défense consiste à appliquer une couche de peinture de qualité pour isoler les métaux de l'électrolyte. Une autre méthode consiste à introduire dans le système un métal alternatif, plus actif que l'aluminium. Ce métal plus actif deviendra une anode sacrificielle et protégera les composants en aluminium et en acier inoxydable. La difficulté réside dans l'installation de la quantité adéquate de matériau d'anode sacrificielle pour protéger l'ensemble des pièces en aluminium et en acier inoxydable, qu'elles soient connectées directement ou au système électrique du bateau.
Informations sur les anodes sacrificielles
- Les anodes installées en usine doivent être immergées pour assurer la protection.
- Il se peut que les anodes des flaps ne soient pas dans l'eau lorsque l'embase est relevée.
- Les anodes des supports de tableau arrière peuvent ne pas être dans l'eau sur les moteurs installés dans des applications nécessitant un montage extrêmement haut.
- Des anodes supplémentaires sont nécessaires lorsque le système comporte d'autres composants métalliques : coques en aluminium, plaques de levage, flaps*, moteurs de pêche à la traîne, etc. Les anodes du moteur ne pourront alors plus protéger ni ces autres composants, ni le moteur lui-même. De plus, elles s'éroderont très rapidement. Des anodes supplémentaires peuvent être requises pour un moteur utilisé dans des applications autres que celles pour lesquelles il a été initialement conçu. Par exemple, les modèles SHO®, conçus principalement pour la pêche en eau douce, peuvent nécessiter davantage d'anodes en eau salée, en eau saumâtre, voire même en cas d'amarrage régulier en eau douce.
- Pour fonctionner correctement, les anodes doivent être propres et exemptes de peinture.
- Les anodes doivent être conductrices et reliées au système de mise à la terre du bateau et du moteur. La conductivité du matériau de l'anode et entre celle-ci et le système électrique du bateau diminue avec le temps et l'exposition aux intempéries.
- Les anodes sont conçues pour se détériorer tout en assurant la protection et doivent donc être remplacées périodiquement. Remplacez-les lorsqu'elles ont atteint les deux tiers de leur taille initiale. Attention, les apparences sont parfois trompeuses : une anode peut perdre de la masse (du poids) sans que cela se voie. Avez-vous déjà vu une anode qui semblait criblée de trous de vers ?
- Les courants d'eau autour d'un bateau amarré peuvent perturber le flux d'électrons entre l'anode et la cathode. Si les électrons provenant de l'anode n'atteignent pas la cathode, celle-ci, dans un effort acharné pour la protéger, perdra encore plus d'électrons, et ce, plus rapidement.
- Les bateaux branchés à l'alimentation à quai peuvent être connectés électriquement à d'autres bateaux et aux structures du quai par le fil de terre commun (vert) du système d'alimentation en courant alternatif, formant ainsi un vaste réseau. Les anodes d'un bateau protègent les autres bateaux ou les structures immergées du quai qui ne disposent pas d'une protection anodique suffisante. Un isolateur galvanique, installé près de la prise d'alimentation à quai du bateau sur le fil de terre (vert), bloque la circulation du courant galvanique entre les bateaux et les structures du quai connectés au système d'alimentation à quai.
- Non seulement une protection anodique insuffisante est problématique, mais une protection excessive l'est tout autant. Un nombre excessif d'anodes ou un matériau inadapté peuvent engendrer une réaction électrochimique différente, générant de l'hydrogène à la surface du métal. Ceci provoque le cloquage et le décollement complet de la peinture sur les surfaces surprotégées. Les composants métalliques isolés électriquement du reste du bateau ne sont pas reliés par une barrière. Ces composants peuvent nécessiter leur propre protection anodique afin de minimiser la corrosion électrochimique. Des anodes en zinc, magnésium et aluminium sont disponibles auprès de nombreux fournisseurs. Comment l'aluminium protège-t-il l'aluminium ? L'alliage d'aluminium utilisé pour les anodes est plus réactif que ceux généralement employés pour les moteurs hors-bord, les transmissions et les coques. Les anodes en zinc et en aluminium sont les plus fréquemment utilisées. Le magnésium est un excellent matériau anodique pour l'eau douce, mais ne doit jamais être utilisé en eau salée ou saumâtre, car il surprotège et s'érode très rapidement dans ce milieu.
