Goélette Cardabela/Équipements/Protections de la carène

Protections de la carène

Protection du composite polyester contre l'osmose

Principe de l'osmose

Osmose : On met en évidence l'osmose par le passage de molécules ou d’ions à travers une membrane qui sépare deux solutions de composition différente. Il faut que la membrane soit perméable à l'eau (ou au solvant de façon plus générale) et imperméable aux solutés (membranes semi-perméable parfaite, sélective ou dyalisante).
Tant que les deux solutions ne contiennent pas le même nombre de particules dissoutes par unité de volume, on observe un déplacement de l'eau (ou du solvant) du compartiment le plus dilué vers le compartiment le plus concentré, qui tend à équilibrer les concentrations.

L'osmose

« maladie » du polyester ? : Le terme osmose est utilisé pour désigner la formation de bulles sous le gelcoat, revêtement en polyester des coques de bateaux, et des piscines. Longtemps considéré comme un défaut de fabrication, il semble que d'infimes particules de cobalt, excitées par de faibles courants électriques, dus à de mauvaises masses, se colorent d'un brun rougeâtre, tout en provoquant une rupture plus ou moins importante, dans l'étanchéité intrinsèque du matériau polyester.

De nos jours, des recherches - toujours en développement - démontrent que si les courants faibles, et la présence de particules de cobalt, ainsi qu'une mauvaise hygrométrie lors de l'application des résines, peuvent aggraver ou déclencher ce phénomène d'osmose, ces facteurs ne permettent pas d'en expliquer l'absence, sur d'autres revêtements polyester pourtant exposés aux mêmes traitements. À ce jour, s'il est devenu possible d'expliquer comment l'osmose prend naissance, il n'est toujours pas possible d'expliquer pourquoi certains revêtements sont attaqués et d'autres pas.

Conséquence de la stratification trop rapide des coques en polyester

Cette osmose semble due à un excès d'accélérateur au cobalt.
La photo a été prise sur l'aire de carénage de La Grande Motte

On ajoute trop d'accélérateur : La polymérisation produit de l'eau qui reste dans la résine et produit un soluté favorable à l'osmose.

On ne peut rien faire contre l'osmose : c'est un phénomène naturel, les solvants (dont l'eau) migrent vers le soluté.

On peut limiter l'effet « osmose »

  Pendant la stratification

• En prenant du temps pendant la stratification, et en laissant les solvants s'échapper.
• En commençant les premières couches extérieures (après la couche de gelcoat) avec de la résine isophtalique (et Mat 450) suivies immédiatement par des couche de fibre de verre imbibées de résine orthophtalique qui favorisent l'accrochage des couches suivantes. Choisir des faibles épaisseurs de roving/mat pour laisser les solvants s'échapper entre les couches (Roving/mat 500/300).

  En cours d'utilisation

• En fabriquant une barrière contre l'osmose comme le mastic époxy.
• En plaçant le bateau hors d'eau en dehors des périodes de navigation.

Références

Protection contre la corrosion des métaux

La corrosion des métaux est un problème récurent avec les œuvres vives des bateaux.

Certains propriétaires de bateaux remplacent systématiquement, à intervalle de temps régulier, tous les métaux qui se trouvent sous la ligne de flottaison (passe-coques, vannes).

En Angleterre on recommande (ou on oblige) de passer, à l'intérieur du bateau, une tresse de masse de l'étrave à la poupe et d'y relier tout ce qui est métallique en contact avec la mer. Cette tresse doit être reliée à une anode ou à plusieurs anodes sacrificielles.
Le principe consiste à créer un courant électrique d'électrolyse qui déposera un léger voile de zinc sur les parties métalliques et amener la tension de polarisation globale au niveau du zinc (environ -1030 millivolt). Il ne faut pas supprimer ce voile de zinc entre les carénages, ceci aurait pour effet d'accélérer la destruction de l'anode sacrificielle.

Cette disposition anglaise n'a normalement aucune incidence sur la corrosion des œuvres vives mais il faudra se souvenir que les navires anglais on la tresse de masse connectée à la polarité + de la batterie moteur. Ceci peut créer des problèmes de branchements avec des appareils de navigation qui, en France, ont normalement toutes les bornes moins reliées au pôle moins de la batterie de service.

Comprendre la corrosion en milieu marin

Généralités sur les métaux

Un métal est un agglomérat de molécules défini comme un matériau dont la cohésion des atomes est assurée par la liaison métallique : tous les atomes de l'objet mettent un ou plusieurs électrons en commun .

Les atomes des métaux ont des couches électroniques éloignées de leur noyau dont les électrons se détachent par l'agitation thermique et peuvent circuler à l'intérieur du métal. On les appelle électrons libres ou électrons de valence[1], ils ne contribuent pas à la liaison entre atomes du métal.

Pour un métal on peut considérer que, sous l'effet de l'agitation thermique, des électrons peuvent s'échapper du métal et y retomber après avoir créé un champ électrostatique local. ... sauf si ces électrons sont entraînés par un champ électrique extérieur, comme au voisinage des coques de bateaux, ou qu'il soit capté par un ion[2] positif de passage ...

Dans le milieu marin ce qui se passe localement pour un électron se reproduit statistiquement sur l'ensemble de la surface du métal. Ceci engendre un potentiel naturel du métal.
Ce potentiel naturel ou puits de potentiel d'un métal en milieu marin est connu pour de nombreux métaux :
Le potentiel naturel du zinc est de l'ordre de -1030 millivolts à une température de la mer, autour de 20°C.

Corrosion dans le milieu marin

• Lorsque le métal est électriquement isolé, la dégradation du métal est minimisée.
  • Le métal se met automatiquement au potentiel de la mer.
  • Il suffit en général de peindre le métal pour réduire considérablement l'effet de corrosion.
• Lorsque le métal est relié à une tresse de masse, des courants électriques circulent entre les différents objets métalliques en contact avec la mer.
  • Ces courants dépendent des différences potentiels naturels entre les métaux qui sont en contact avec le milieu marin.
  • Il se produit une corrosion galvanique avec un effet de pile.

Protection des vannes et passe-coques

Les vannes et passe-coque sont en laiton (Laiton marine, ou jaune, ou rouge) Potentiel -0,35 V [3]

Remarques spécifiques à la goélette Cardabela

Les vannes de la goélette Cardabela sont isolées électriquement. (Pas de tresse de masse, pas d'eau de mer dans les fonds au niveau des vannes)
Les vannes sont au potentiel de la mer. Les électrons qui peuvent s'échapper du métal y retombent immédiatement.
Au carénage les rotules des vannes sont graissées à la vaseline. Les orifices sont peints à l'extérieur et à l'intérieur du passe-coque.
Pas de corrosion importante constatée entre 1986 et 2014.

Protection de la transmission moteur

• Le moins de la batterie du moteur est normalement relié à la masse du moteur.
• L'arbre de transmission est généralement en acier inoxydable. L'hélice est souvent en bronze. L'anode en zinc peut être vissée à l'extrémité de l'arbre d'hélice ou en collier autour de l'arbre.
• Tous les organes métalliques de la timonerie (mèche de safran) doivent normalement être inter-reliés par une tresse de masse à une anodes en zinc généralement fixée sur le(s) safran(s), indépendante de la protection de la transmission (Anode en zinc de l'arbre d'hélice).

Remarques générales selon l'ANPEI

Selon l'article de l'ANPEI Pour lutter contre la corrosion galvanique, il suffit d’abaisser le potentiel électrique des métaux à protéger par rapport à leur potentiel naturel. Et ce, tant en eau de mer qu’en eau douce. Ceci est réalisé, sur les petites unités, à l’aide d’anodes sacrificielles la plupart du temps en zinc, dont le potentiel naturel est de -1030 mV. De fait, il y a circulation d’un courant d’oxydation significatif dès que la différence de potentiel entre deux métaux excède 200 mV.

Ainsi, un ensemble composé d’une hélice en bronze (potentiel -280 mV), située à l’extrémité d’un arbre en inox (potentiel -550 mV), relié à un moteur en acier (potentiel -650 mV) sera protégé par une simple anode en zinc pendant un laps de temps donné si :

1. elle fonctionne correctement
2. elle est placée au bon endroit
3. elle est de taille suffisante.

L’anode zinc permet ainsi de transformer tous les autres métaux en cathode et d’inverser la perte de matière qui résulte de l’activité électrique.

Le potentiel des équipements immergés d’une coque polyester doit être mesuré entre -1000 mV et -750 mV pour que la protection soit acquise. Pour une coque acier, ces mesures deviennent -1050 mV et -800 mV.

En dessous, (c’est à dire vers le 0 mV), il y aura sur-protection (avec conséquences), au delà, sous-protection (également avec conséquences, mais beaucoup plus néfastes).

Encore faut-il que la coque ne soit pas reliée à la terre du quai .... La terre de la prise secteur au quai ne doit servir qu'aux seuls appareils qui y sont connectés (220-240 V).

Remarques sur la corrosion et les micro-courants

Une coque immergée est entourée de pas mal de choses en plus des animaux et végétaux qui y adhèrent. il y a des électrons qui ont échappé aux métaux, des ions avec des particules recomposées dans le milieu ambiant. Il suffit qu'un champ électrique passe par là pour déstabiliser tout ce milieu.

Corrosion des coques à l'ancrage

• Pour les métaux isolés les uns des autres : La corrosion est minimisée avec quelques échanges ioniques entre les différents métaux de la carène.
• Pour les métaux en contact électrique : La corrosion se limite aux courants galvaniques. Les métaux sont protégés par les anodes généralement en zinc

Corrosion d'une coque au port

Au port ou au voisinage industriel et soumission aux champs électriques.

• Il convient de ne pas relier la terre de la prise électrique du quai à la tresse de masse du bateau.
• Il peut être nécessaire de disposer les anodes de chaque côté de la coque; elles doivent être reliées à la même tresse de masse. (Anodes fixes ou amovibles).
• Une précision : Les anodes en zinc fixées aux palplanches protègent les palplanches, pas les bateaux !

Références