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Christian Couderc

Christian Couderc

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Les bus de communication

Publié dans Dossiers lundi, 06 février 2017 09:17 0

Les bus de communication
microélectronique et marine

Généralités sur les bus
Bus propriétaire
Le bus I2C 
Le bus CAN 
Les bus marine 
NMEA 183 
NMEA 2000
Seatalk Autohelm 
Le Bus Furuno Navnet
Corus Navico 
Bus exotiques 
Les bus informatiques

Maj :08/07/09

 Abstract :
A small introduction on the two major busses used in microelectronic projects. I2C bus is universally present in domestic electronic, but at the end of its life. CAN bus is promoted by car industry, the new standard with many qualities.
Marine busses, NMEA 183, NMEA 2000, Seatalk, Corus. Computer busses parallel, serial and USB. Ethernet bus is not yet common on small boats (excepted Navnet Furuno).

 Résumé :
Une petite introduction sur les deux bus majeurs utilisés dans les projets microélectroniques. Le bus I2C est universellement présent dans l'électronique domestique, mais en fin de vie. Le bus CAN est promu par l'industrie automobile, le nouveau standard aux multiples qualités. Les bus marine, NMEA 183, NMEA 2000, Seatalk, Corus. Les bus informatiques parallèle, série et USB. Le bus Ethernet n'est pas encore courant sur les petits bateaux (excepté Navnet Furuno).


 Généralités sur les bus

Je vais essayer d'être le plus simple et le plus général possible dans cette page, les sujets traités sont couverts par de grosses documentations, je ne fais que vous les présenter sans rentrer dans le détail. Il faudrait trop de pages pour approfondir chacun de ces chapitres, les protocoles détaillés des bus sont complexes. Ces chapitres sont destinés à éveiller votre curiosité.
Vous trouverez les informations complémentaires dans : liens électronique 

Avant de parler de ces deux bus majeurs évoqués dans tous les projets, il faut tout d'abord préciser ce qu'est un bus.

Dans un système électronique et microinformatique, nous trouverons tout ou partie des sous-ensembles.

  • Le circuit microcontrôleur, cœur du système.

  • Un clavier, un afficheur, des convertisseurs Analogique-numérique et D-A, des ports d'entrées sorties, des mémoires, etc.

Ces composants étant parfois situés sur des cartes séparées, il est hors de question de relier chacun par des nappes de dizaines de fils véhiculant des données en parallèle. C'est ici qu'intervient la notion de bus, pour sérialiser les données et permettre les échanges. Tous ces composants vont dialoguer avec 2 ou trois fils ce qui va beaucoup simplifier la réalisation. Définir un bus consiste donc à fixer les points clefs :

  • Combien de signaux seront véhiculés (nombre de fils)

  • Tensions des niveaux logiques et type des fils et connecteurs (séparés, torsadés, coaxial...)

  • Vitesse des échanges (horloge)

  • Format de la trame et codage des informations

  • Normalisation des adresses des périphériques

  • Gestion des conflits de bus et dispositions anti-collisions

  • etc.

Tout cela définit une norme de bus, toujours présente dans un réseau local de machines ou de composants (LAN Local Area Network).
Les débutants se demandent pourquoi le bus n'est pas unique, genre RS-232 pour résoudre les problèmes. 
C'est comme poser la question naïve : "Pourquoi l'humanité entière ne parle pas français ? Ce serait beaucoup plus simple… ".
Il y a une grande variété de bus, pour répondre aux multiples besoins.

 Pourquoi choisir un bus marine propriétaire ?

Un constructeur a tout intérêt à ne pas choisir un bus universel pour sa gamme mais imposer sa solution propriétaire. C'est ce qu'avait parfaitement compris Autohelm avec son Seatalk et tous les autres constructeurs ensuite.
Le but est de verrouiller le client qui a acheté un premier instrument de la gamme. Attention à l'effet pervers du système si aucune ouverture n'est offerte vers un bus standard il s'agit d'un piège.
C'est comme si un grand constructeur de voitures, disons Renault, décidait que tous ses modèles ne fonctionneraient qu'avec de l'essence spéciale vendue exclusivement dans les garages Renault !

 Les bus marine

La commission NMEA (National Marine Electronics Association fondée en 1957) fait depuis le début de l'apparition des systèmes à micro-informatique un gros travail de normalisation.
Cela a donné naissance aux diverses versions :
NMEA 180 (de février 1980) à 1200 bauds
NMEA 182 (de mars 1982) idem mais 37 caractères, liaison Loran C (maintenant abandonné en Méditerranée), pilote.
NMEA 183 (de février 1983) 4800 bauds, champs non limités, identificateurs…
Les autres sont abandonnés, l'arrivée de nouveaux équipements mettant en relief les limites, je ne les cite que pour leurs valeurs historiques.
Je ne pense pas utile de les développer, le standard actuel est le 183, il a subi de nombreuses évolutions mais il est en interminable fin de vie.

 Le bus NMEA 183

Le NMEA 183 domine le marché des bus marine, mais il a du évoluer en permanence pour s'adapter aux nouveaux équipements à gros débit.
Comme déjà vu, l'évolution a été très rapide depuis 1983, une version 1.5 (de décembre 1987) puis une 2.0 (de janvier 1992) essayant de suivre le mouvement. La dernière version (de février 1998) est la 2.30 qui commence sérieusement à diverger des premières. Cela commence à poser de nombreux problèmes de compatibilité sur des bateaux ayant des appareils d'âge différent. Cette norme ne peut plus évoluer, elle est en fin de vie, tuée entre autres par un débit trop lent et une mauvaise gestion des collisions dans un réseau de plus en plus chargé, il n'y a plus rien à faire pour la sauver.
Regardez bien les nouveaux matériels, et ne croyez pas les fabricants qui vont encore essayer de vous fourguer les vielles interfaces car ils sont en retard sur le développement.

L'interface NMEA / RS-232 est traitée dans une page séparée : GPS 

 Le bus NMEA 2000

La norme qui a permis de relier les ancêtres des équipements marine, le NMEA 183 est maintenant totalement dépassée. La relève est assurée par le nouveau NMEA 2000 qui s'implante dans tous les équipements maritimes depuis le début du siècle. Le NMEA 2000 est une sur-couche logicielle du bus CAN. Cette page lui est consacrée :

Bus industriel CAN et réseau marine NMEA 2000 

 Le bus Seatalk Autohelm

Il y a très peu à dire sur ce vieux bus. Il n'avait technologiquement ni faiblesse ni avantage par rapport aux premiers NMEA 183, mais possède un défaut rédhibitoire : C'est un bus exclusivement propriétaire !

Autohelm a essayé d'imposer son standard exotique, mais cette société étant loin de dominer le marché de l'électronique marine mondiale personne n'a suivi. Cela est destiné à bloquer le pigeon, qui ayant acheté un appareil de la marque, est forcé à n'acheter que cette marque pour pouvoir dialoguer.
Bien sûr Autohelm vend (trop cher !) un boîtier de conversion NMEA 183 / Seatalk pour les outrecuidants qui voudraient rajouter une autre marque sur leur bateau. Ce pont inutile dégrade le bus. C'est très regrettable car, malgré de gros défauts, comme la mauvaise étanchéité de quelques séries, cette marque a de bons produits.

Autohelm ne veut pas de diffuser son protocole. Ils vendent un adaptateur propriétaire qui fait la conversion NMEA .
Voir liens convertisseurs et dans les liens GPS / NMEA 183 les informations sur le protocole Seatalk.

 Le Bus Furuno Navnet

Furuno a lancé son bus Navnet. Tous leurs nouveaux matériels sont maintenant équipés de ce bus qui est physiquement un Ethernet 10 Mbps standard, utilisant la connectique, les fils 4 paires et les hubs à très faible coût de l'informatique grand public. Un câble permet de sortir l'image des radars et traceurs sur un moniteur lcd vga supplémentaire, donnant un affichage de grande qualité. Dans sa grande bonté, Furuno n'est quand même pas allé jusqu'à diffuser son protocole qui permettrait de brancher un PC portable sur le bus pour exploiter toutes les données et les écrans, cela lui ferait un gros manque à gagner. Il a verrouillé son protocole. Il s'agit donc bien d'un bus propriétaire comme défini plus haut. Ne me demandez donc pas comment brancher un portable pour exploiter les données.
Ce n'est pas un mauvais choix car le niveau de sécurisation est plus faible sur un bateau que sur une automobile. Les liaisons avec le reste des instruments seront en NMEA 2000.

 Le bus Corus Navico

Le support physique est du CAN, donc un très bon choix. Navico a rajouté une sur-couche logicielle propriétaire pour se verrouiller, il pourra donc offrir une compatibilité contrôlée avec le NMEA 2000. 
Je cherche détails des protocoles logiciels propriétaires Corus en sur-couche du CAN.

 L'abondance des bus marine exotiques

"Mais pourquoi tant de haine ? " me dit-on souvent en lisant ma diatribe contre tous ces bus marine exotiques. Cette multitude de bus n'est pas l'œuvre de pervers dégénérés, ils ont été crées pour combler les nombreuses lacunes des standards existants. Le NMEA 183 par exemple est un dinosaure, son débit de 4800 Bauds est totalement inadapté à la quantité des informations envoyées par les nouveaux périphériques. Son seul avantage est d'être normalisé, ce qui veut dire que tout appareil à cette norme sera compatible.
Tous les bus exotiques sont meilleurs sur le papier, mais leur inaptitude à communiquer avec des équipements d'autres marques leur enlève tout intérêt.
Il faut espérer que le nouveau bus NMEA 2000, qui a tous les avantages, s'imposera enfin et fera disparaître tous ces bus gadgets.

 Quelques bus informatiques courants

Le bus parallèle

Il a été depuis le début normalisé en interface Centronics pour relier surtout les imprimantes. Il peut supporter 550 kb en bidirectionnel mais avec une douzaine de fils, dans les dernières versions (Enhanced parallel port).

Le bus série

Conçu à une époque où 75 bauds semblait une vitesse folle, pour une prise DB25 qui utilisait une vingtaine de signaux. Il a évolué en perdant peu à peu ses fils et en gagnant en vitesse. Aujourd'hui, il atteint son plafond absolu 115 kb sur deux fils (la masse est toujours sous-entendue).
Le câblage est parfois aléatoire 
Ces deux bus sont complètement périmés, mais à cause de leur extraordinaire diffusion, ces ancêtres agoniseront pendant longtemps, il n'y a pas d'euthanasie pour les bus.

 Le vieus bus série en DB9

Ces ports disparaissent peu à peu des nouvelles cartes PC, qui les remplaceront par 4 ou 8 sorties USB en standard. Mais ces interfaces série et parallèle seront reconstitués sur des Hubs USB externes, car dans quinze ans, il restera encore de vieux périphériques qu'il faudra bien brancher quelque part ! Une forme mutante du port série est appelée à un avenir possible (?), c'est le port d'entrée-sortie infrarouge pour adresser sans contacts les périphériques lents. Le réseau vers les portables est assuré par une liaison Ethernet radio, le débit étant 100 fois plus rapides (kiloBauds et MégaBauds). Le bluetooth lui- même balayé par le Wi-Fi en liaison radio risque toutefois de l'éliminer.
Attention toutefois, ces ports série et parallèle éculés ne fonctionnent absolument pas sur de vieilles applications originellement sous DOS, les anciens modems satellites par exemple sont totalement incompatibles avec ces nouveaux PC. Il n'y a aucune solution pour les faire fonctionner (sauf à récupérer un vieux PC portabledu temps de Windows 98).

 Câble actif

Conversion RS-232 <> USB

 

 Le bus I2C

Le bus I2C (Inter Integrated Circuit Bus, pronounced Eye-Squared-See) a été développé en 1980 par Philips semiconductors pour permettre de relier facilement les multiples circuits d'un téléviseur moderne au microprocesseur central. C’est un bus deux fils (et la masse évidement) :
SDA = Signal de données (datas)
SCL= Signal d'horloge ( clock)
Les données sont transmises en série de 100Kbits/s à 400Kbits/s en mode rapide (ou très lentement).
Le nombre de composants qu'il est possible de relier est essentiellement limité par la charge capacitive des lignes SDA et SCL de 400 pF. Il est parfait pour de courtes distances à vitesse moyenne. 
De nombreux fabricants ayant adopté le système, la variété des circuits disponibles disposants d'un port I2C est énorme : Ports d'E/S bidirectionnels, Convertisseurs A/N et N/A, tous types de mémoires, circuits audio ( égaliseur, contrôle de volume, ... ), tuners TV et autre drivers ( LED , LCD , ...)

Le nom étant déposé, les autres constructeurs le proposent sous des termes différents, par exemple TWI chez Atmel.

Il existe d'innombrables périphériques exploitant ce bus, il est même implantable par logiciel dans n'importe lequel des microcontrôleurs. Le poids de l'industrie de l'électronique grand public a imposé des prix très bas aux nombreux composants. J'ai beaucoup exploité ce bus, qui va toutefois disparaître à cause de quelques défauts :
- La vitesse commence à poser problème sur les réseaux lourds.
- Il n'est pas sécurisé comme le CAN.
- Il utilise deux signaux (deux fois plus de bruit) les données SDA (séria Data) et l'horloge SCL (Sérial Clock), un seul pour le CAN.
- Le problème insoluble, qui cause son extinction, est qu'il véhicule des signaux TTL, avec des fronts de transition de 0 à 5 volts, à 100 kHz, très raides, qui polluent énormément l'environnement électromagnétique. Il n'y a aucun moyen de les éliminer, ce bus perturbe et est perturbé par les parasites industriels. C'est un cauchemar lorsqu'il faut passer les tests CEM sur un système. Si l'on essaye de casser les fronts raides, les temps de montées augmentent, à 1µs, le bus se plante. Je ne le l'utilise plus que pour des liaisons de proximité entre les cartes, à cause de grande quantité de composants disponibles, mais peu à peu, je bascule tout en CAN.
L'I2C a évolué vers l'Access bus, mais sans résoudre le problème de pollution.
Ce bus est en fin de vie, il faut l'abandonner dans les nouveaux designs, mais il est très bien implanté.

Informations sur le bus I2C

Sur le Net, lancez votre métamoteur avec <I2C>, innombrables réponses chez Philips évidemment mais aussi chez tous les grands fabricants d'électronique, voir aussi les forums.
Toutes les revues d'électronique traitent le sujet, il y a quasiment des applications dans tous les numéros !

 Le bus CAN

Le bus CAN est le bus majeur qui domine l'industrie et l'automobile en particulier. Il est très robuste et fiable, son importance va devenir considérable.

Cette page lui est consacrée : Bus industriel CAN et réseau marine NMEA 2000 

 D'autres bus micro informatiques et informatiques courants

Le bus SPI

Serial Peripheral Interface. L'interface SPI est liaison série synchrone de 3 fils, 2 Mbps

Le maître est le seul qui peut initier un dialogue avec l'esclave. Plusieurs esclaves sont possibles grâce à la broche /SS, il suffit de mettre cette broche à 0 sur le composant esclave désiré.

Le dialogue est de type synchrone ce qui signifie que lorsque le maître commence à envoyer le premier bit sur MOSI, l'esclave fait de même sur MISO.

Le bus one wire

C’est un bus propriétaire Dallas très intéressant et fiable.
Un seul fil permet de relier des dizaines de composants en parallèle, chacun ayant son propre numéro d’identification.
La famille comporte des mémoires, étiquettes, ports, capteurs température, contacts (girouette, pluviomètre...).

Le Wi-Fi

Wireless Fidelity ou Wi-Fi (maintenant "Réseau WLAN 802.11")

La norme 802.11a ( Wi-Fi 5 ) permet d'obtenir un haut débit (54 Mbps théoriques, 30 Mbps réels). Le norme 802.11a spécifie 8 canaux radio dans la bande de fréquence des 5 GHz.

La norme 802.11b est la norme la plus répandue actuellement. Elle propose un débit théorique de 11 Mbps (6 Mbps rééls) avec une portée pouvant aller jusqu'à 300 mètres dans un nvironnement dégagé. La plage de fréquence utilisée est la bande des 2.4 GHz, avec 3 canaux radio disponibles.

 

Le Bluetooth

La norme Bluetooth (802.15) nourrit des ambitions plus modestes que la norme Wi-Fi , mais davantage spécialisées : elle équipe principalement des périphériques utilitaires tels que claviers, souris ou interfaces de moniteur et d’imprimante sans-fil, tout en permettant l’interconnexion "aérienne " de PDA, ordinateurs ou téléphones mobiles, à la maison comme au bureau. 
C’est le concept de Bureau Sans-Fil, ou Wireless Desktop.

 

Les bus USB 1 , 2 et 3

L'Universal serial Bus est le successeur qui améliore grandement les performances du RS-232 et du bus parallèle qui disparaissant. Ce bus a de grandes qualités et se décline en deux versions.
Avant 2002 version USB 1.1 soit 12 Mbits/seconde, presque 1.5 Mo/s.
Depuis 2002, version USB 2.0 à la vitesse énorme de 480 Mbits/seconde.
L'USB 3, à 5 Gbps commencera son implantation massive en 2010 et sera développé ultérieurement.

Une page spéciale lui est consacrée : Interface USB et hubs 

Cette page évalue un de ces matériels commerciaux  d'adaptation : convertisseur_usb_serie 

USB 3

Le bus GPIB

Ce n'et pas un bus que l'on retrouvera coté PC, mais un bus de liaison des appareils de laboratoire, promu par HP (sous le nom HPIB) qui dominait le marché du temps de la guerre froide.
Cette époque était bénie pour les progrès et la diffusion des matériels de laboratoire, d'énormes budgets étant consacrés aux développements de l'électronique militaire, spatiale et espionnage. Maintenant (et dans les siècles et les siècles à venir, amen), il n'y a plus d'argent, tous les labos ferment et le matériel neuf ne se vend plus, ce qui empêche l'innovation.
/* fin de l'aparté /philosophico/mystyco/nostalgique/déprimé */
Le GPIB reste très utilisé sur les appareils anciens, mais ne figure plus sur les matériels modernes qui lui ont substitué l'USB.
Il reste majeur en instrumentation et je lui consacre une page montrant la conversion pour exploitation sur le PC :

Conversion USB <>GPIB 

Prologix

 

Pour des questions de rétrocompatibilité avec des vieilleries, l'implantation RS-232 intervient encore dans quelques projets, mais ce ne doit plus être le bus privilégié…

Il existe beaucoup d'autres bus de terrain existants, souvent série, comme le RS422/485, les bus d'automates propriétaires, ils sont trop nombreux pour le lister ici.

 

Le bus FireWire = IEEE 1394-1995 = i-link = ...

Ce bus série est très rapide, il est utilisé par Apple et par Sony mais il est peu présent sur PC malgré ses qualités certaines comme le "hot plug and play ". Il est très proche de l'USB 2, mais évidement totalement incompatible et trop propriétaire. Il a une petiite niche mais ne tient pas la comparaison face à l'USB 3 et ne survivra pas.

 

Le bus Ethernet

Je ne parlerai pas en détail du bus Ethernet, la majorité des petits bateaux n'ayant pas (encore ?) un réseau de PC, la documentation étant extrêmement abondante. Ce bus est massivement implanté dans le milieu informatique et le 100 Mbps devrait durer encore très longtemps bien qu' un peu dépassé par des technologies plus modernes. Voir le chapitre Furuno Navnet.
L'Ethernet rapide à 1 Gbps s'implante plus doucement.

 

Le bus SCSI

À sa sortie en 1986, il offrait la meilleure performance du moment et déchargeait le processeur des opérations d'entrées sortie. Son inconvénient est d'être cher et complexe, il a maintenant totalement disparu, comme tous les bus parallèles et les dinosaures.

 

Sondeurs à ultrasons

Publié dans Trucs et astuces lundi, 06 février 2017 09:13 0
Sondeurs à ultrasons

dépannage et autres applications originales

   Petite image de sonde     1.2 koctets,  non clickable

 

Maj : 16/09/13

 Abstract :
Alternative uses of your ultrasonic transducer, with and without modification of existing sounder on the ship. Some applications are : an interphone for divers, an underwater remote control for a windlass in offshore operations, a mine launch system.

 Résumé :
Utilisations alternatives de votre sonde à ultrasons, avec ou sans modifications de votre sondeur sur le bateau. Quelques applications sont : un interphone pour plongeurs, une télécommande sous-marine pour un treuil en opérations offshore, un système de déclencheur de mine.

 

 

 

 

 Principe d'action

Applications originales de la sonde à ultrasons déjà installée sur le bateau. Toutes ces applications utilisent la sonde déjà en place pour divers usages liés aux activités sous-marines. Soit le sondeur est modifié, soit un petit relais est rajouté à proximité de la prise au dos du sondeur et redirige la sonde vers l'application.

Il existe bien d'autres applications ultrasons sous-marines trop pointues pour être publiables ici car liées à des technologies protégées, je ne parlerai ici que des applications publiques. Je mets cette page dans la section électronique plutôt que dans la section voile, bien que l'application soit typiquement sinon marine, du moins sous-marine…

 

 

 Rappel du fonctionnement des sondeurs

 

Un sondeur, tout comme un radar (mais avec antenne fixe et sur une basse fréquence), envoie une impulsion puissante et très brève dans une antenne (un cristal piézo pour un sondeur), puis se met en réception pendant un temps très long pour écouter les échos en retour. Le récepteur est très sensible, son gain augmente avec le temps à compter du top d'émission, plus les échos arrivent tard, plus ils sont faibles (la surface de la calotte sphérique du front de l'onde augmente comme le carré de la distance, et comme il y a aller-retour un facteur 4 intervient).
Petit rappel de physique de collège :
Le son se propage environ à 1500 m/s dans l'eau et 330 m/s dans l'air, alors que la lumière et les ondes radio ont une vélocité de 300 mille kilomètres/s.

 

 Principe des sondeurs historiques à bras tournants

Pour mémoire, voyons le fonctionnement très simple des antiques sondeurs à bras tournants :

Un moteur fait tourner un bras à vitesse régulée. Ce bras comporte deux éléments :
Un petit aimant qui au passage à zéro devant une bobine fixe provoque un pic de tension qui déclenche la brève émission ultrasonore puis met le sondeur met en réception.qui donne le top zéro de déclenchement de l'impulsion en passant devant une bobine.
Un élément d'affichage, autrefois un néon, comme dans les "Seafarer " de 1960, puis ensuite une led. L'alimentation se fait par un frotteur carbone (simple mine de crayon) frottant sur une piste du bras, le retour par l'axe et la masse du moteur.
Après un aller-retour sur le fond, un faible écho revient, est amplifié et allume la Led. 
Le bras a tourné pendant cette attente et la position de l'éclat indique la profondeur, la vitesse du moteur étant réglée par exemple pour un tour correspondant à 20 mètres de fond en fonction de la vitesse moyenne de propagation du son dans l'eau.
Il est très simple de connaître la vitesse du bras. 
Sur l'échelle 20 mètres, l'écho devra parcourir l'aller-retour soit 40 mètres. La vitesse du son étant de 1500 m/s, il faudra faire un tour en 40/1500 seconde soit (1500/40)*60= 2250 tours/minute.
Sur l'échelle 120 mètres, la vitesse sera 6 fois plus faible, soit 375 tours/minute.

Cela était d'une simplicité géniale et réalisé avec une électronique à transistors minimaliste, bien avant les premiers microcontrôleurs qui équipent nos matériels actuels beaucoup plus évolués.
Ces matériels rustiques permettaient d'apprécier la nature du fond avec un peu d'habitude en examinant la trainée lumineuse, ce que ne permet pas du tout un affichage simplement numérique et qui ne se retrouve que sur les enregistreurs bien plus complexes. Ils étaient plus fiables que les matériels modernes et très faciles à dépanner.

Attention à l'affichage pervers, sur l'échelle 20 mètres, un écho à 25 mètres sortira au tour suivant soit 5 mètres affichés. Il faut lever le doute en changeant d'échelle et en jouant sur le gain.


 Sondeurs modernes

Les sondeurs à affichage numérique n'ont plus de bras tournant. Une horloge donne le top synchro et un compteur mesure le temps d'arrivée du premier écho significatif. La profondeur est affichée en multipliant simplement ce temps par 1500/2 (aller retour).

Comme pour un radar, la même " antenne " (cristal piezo électrique) sert alternativement à l'émission et à la réception. Un affichage donne le résultat, distance en chiffre du premier écho pour un simple sondeur, balayage horizontal pour un sondeur enregistreur, balayage radial pour un radar. Revenons maintenant au cas du seul sondeur à ultrasons.

L'idée de cet article est d'utiliser la sonde en place pour d'autres applications en profitant de son excellent emplacement et de ses performances.

Il ne faudra pas oublier que dans les applications décrites par le suite, les systèmes ne fonctionneront que dans le cône d'éclairage de la sonde, en gros +/- 30 degrés pour nos petits modèles, moins pour les sondeurs professionnels. Les petits sondeurs travaillent autour de 200 kHz, les gros 50 kHz et moins.

Je décrirai le principe de quelques applications, et détaillerai en privé celles qui suscitent un intérêt.

 

 Le défaut des afficheurs digitaux

Dans les systèmes anciens à bras, le cerveau du navigateur interprétait une variation d'intensité sur un cercle pour déterminer la profondeur, en fonction de la luminosité et de la stabilité et du gain. Cette approche fine se retrouve aussi sur les enregistreurs à écran ou papier.
Les sondeurs à simple afficheur ne montrent qu'un chiffre, ne laissent plus aucune place à l'intelligence, ils affichent un résultat calculé par un programme astucieux. C'est une sécurité illusoire qui enlève le sens critique de l'opérateur, des confusions se produisent suivant la nature du fond et des couches de densité différente.
Cette approche fait perdre beaucoup d'information sur la nature et l'évolution du fond, un enregistreur est bien meilleur pour ceux qui ont le sens marin. Pour l'utilisation sur un voilier, surtout limitée à mesurer quelques mètres d'eau sous la quille au moment de mouiller, cela est peu important, mais la nature du fond (rocher et failles, sable algues ou posidonies) est totalement perdue.

Nous retrouvons une problématique identique du prédigéré, avec le GPS. Il a tué la règle Cras et le sextant et rend le navigateur totalement assisté en lui enlevant toute analyse critique, et en lui faisant perdre le faculté de savoir faire un point et d'utiliser une carte.

 

 Perte d'écho

Les sondeurs à afficheurs présentent un autre problème quand l'écho est perdu, en particulier quand le fond augmente. Beaucoup de modèles ne l'indiquent pas bien et gardent affiché un chiffre erratique, en faisant parfois flasher l'indication, mais cela est très ambigu. Il serait préférable de montrer des barres à la place des chiffres sans signification.

 

 Nous n'aurons bientôt plus besoin de nous mouiller le ciré pour naviguer, un bon logiciel saura sortir le bateau du port, une caméra vidéo nous restituera les meilleurs moments, et avec le son d'ambiance nous pourrons depuis le fauteuil du salon prendre parfois le main en télécommande assistée. Les moments clefs (naufrage, planche à voile cisaillée, nageur broyé, seront archivés pour pouvoir les revendre à vidéo gag). Évidement le logiciel interdira de faire n'importe quoi et annulera les décisions qu'il ne jugera pas bonnes.

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 Sondeurs enregistreurs

Les sondeurs enregistreurs lcd voient leur prix baisser suivant les mêmes règles que celles expliquées pour le radar. Ils donnent beaucoup plus d'informations qu'un simple chiffre. Ils sont indispensables pour la plongée et la pêche. Sur nos voiliers, ils n'ont pas encore pu trouver leur place pour une simple question d'encombrement. Au moment du choix, n'hésitez pas, si vous trouvez un emplacement pour l'intégrer dans le cockpit à portée du barreur, optez pour l'enregistreur.
Les gammes évoluent pour intégrer de petits écrans compatibles avec les lignes d'instruments actuelles.

Sur le plan technique, c'est très simple, le spot ne tourne pas comme avec un bras mais balaye l'écran verticalement, le balayage lent horizontal simule le déroulement d'un papier (comme un téléviseur tourné de 90 °). La couleur n'est pas indispensable mais agrémente l'affichage.

 

 

 Sondeurs panoramiques

Ces matériels autrefois réservés aux professionnels, commencent à être disponibles pour la plaisance. Le sondeur EME Echopilot, par exemple, est un mini sonar plaisance qui offre une bonne vision vers l'avant.
Les sondeurs à vision avant sont une superbe extrapolation des simples enregistreurs. Ces affichages donnent une mine d'informations sur l'espace sous-marin autour du bateau. La puissance des microcontrôleurs permet toutes sortes de représentations spatiales du fond en trois dimensions. C'est un vrai bonheur pour naviguer entre les cailloux ou faire une approche dans un mouillage peu profond.
Il est normal que le prix de ces matériels soit de quelques fois supérieurs à un simple enregistreur.

La taille du boîtier d'affichage complique l'installation sur voiliers comme pour les enregistreurs, mais le problème majeur est toutefois la taille de la sonde. 
Il est évident qu'une vision multidirectionnelle impose une sonde très proéminente. Cela est un casse-tête pour l'installation sous la coque, mais il ne peut exister d'autre solution.

Une sonde escamotable électriquement n'est pas possible sur nos petits bateaux, le prix serait prohibitif et le diamètre de perçage difficilement acceptable dans cette zone sensible de jonction des demi-coques (la sonde doit être centrée).

Avant de vous extasier sur les options d'affichages, commencez à prendre la sonde en main et demandez-vous comment vous allez pouvoir l'installer. Si vous trouvez une solution acceptable, équipez-vous sans hésiter !

 

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 Panne du sondeur. Exemple de méthode de dépannage dichotomique

 

Introduction à la méthode dichotomique

Il faut avoir toujours présent ce grand principe qui consiste à séparer chaque problème en problèmes plus petits pour lequel la solution sera facile à trouver. Je me place évidemment dans le cas du plaisancier qui n'a pas à sa disposition les moyens d'un laboratoire d'électronique, et qui va s'efforcer de dépanner avec le peu qu'il possède. Il est évident que si la méthode débouche sur la certitude de la panne d'un circuit intégré non disponible, il faudra demander de l'aide…

Nous allons décortiquer un exemple simple : Mon sondeur de marche plus.
Dit comme cela la solution ne semble pas évidente. Nous allons décomposer jusqu'à trouver l'élément défectueux à réparer ou remplacer.

Attention, cette méthode a un effet pervers !
Si un élément est en court-circuit et a provoqué la destruction de la platine précédente, vous prenez le risque de griller aussi la nouvelle platine servant au test. Réfléchissez au risque et évitez de griller aussi le matériel des copains.

 

 Appareil ou alimentation ?

Vérifier que l'alimentation arrive jusqu'à la platine, s'il semble s'allumer normalement ce devrait être bon. Ne vous fiez pas trop aux voyants qui sont régulés, parfois la ligne est devenue résistive (oxydation), la tension est beaucoup plus basse sur les étages de puissance qui ne fonctionnent plus. Il faut mesurer au plus près des éléments consommateurs.

 

 Bloc électronique ou périphériques ?

Dans le cas d'un sondeur, la panne peut être soit dans le boîtier soit dans la ligne de sonde. Si cela est possible permuter avec un copain qui possède un modèle compatible. C'est la méthode dichotomique parfaite pour isoler la partie défectueuse.
Si la panne vient du boîtier, nous retrouvons la problématique classique de dépannage d'une carte qui commence par un examen visuel soigné. Il est évidemment trop long de détailler ici. Si cela dépasse vos compétences, il faut sous-traiter, mais vous êtes au moins certain de savoir ce qui est en panne.
Supposons que le boîtier fonctionne, nous sommes maintenant certains que le problème vient du coté sonde. Il faut commencer par un examen visuel très soigné.

 

 Fil ou sonde ?

Prise cassée, câble pincé ou écrasé gaine fendue (oxydation et entrées d'eau)… Vérifier les passages de cloisons et les pliages violents. La panne vient souvent de la tête de sonde, un objet ayant appuyé sur le câble a provoque un cisaillement à la jonction du tube rigide. Si le câble a un défaut notoire, il faut couper la section abîmée, et refaire un raccord coaxial avec prises ou soudure et manchons thermo rétractables. Avec un montage soigné, il n'y a pas rupture d'impédance.
Contrairement à certaines légendes de pontons, le câble peut être rallongé ou raccourci sans perte sensible. Du câble 75 ohms, tv ou mieux satellite (prévu pour 2 GHz) passe sans problèmes les quelques centaines de kilohertz du signal… Ne vous traumatisez pas trop sur l'adaptation d'impédance, en effet la céramique est en haute impédance, il y a donc désadaptation d'origine, la ligne n'est pas adaptée. Cela est compensé par une bobine d'accord dans le boîtier qu'il faut réajuster si la sonde ou la ligne sont modifiées (voir chapitre réglage).

 

 C'est la sonde !

Continuons dans la dichotomie. Le boîtier fonctionne, il est bien alimenté, le coaxial est bon jusqu'à la sonde. Il est maintenant certain que le problème est bien identifié, la sonde est en panne !
Si vous avez la chance d'avoir un modèle rétractable, c'est facile, sinon il faut tirer à terre pour démonter.
Une sonde est très simple. L'élément actif est une céramique piézo électrique, souvent d'origine Philips, qui se présente comme un disque très mince avec un fil minuscule soudé sur chaque face. Ces fils sont repris ensuite sur le coaxial. Le disque est collé sur la base de la sonde et noyé sous un millimètre de résine époxyde. Le problème vient toujours d'une infiltration à ce niveau, choc ou contrainte (sangle de levage, coup de spatule). La protection époxy est fendue ou décollée, le contact avec la céramique est perdu, à la soudure ou par infiltration dans les fils de liaison, c'est irréparable. Il est parfois très difficile de le voir avant autopsie.

 

 Réglage du sondeur

Si la sonde et la ligne ne sont plus d'origine, il faut ajuster la bobine de sortie. Ce réglage se fait par le noyau ferrite à vis. Il ne faut pas le casser, il est souvent collé. Utiliser évidemment un outil amagnétique.
Si le bateau est à l'eau avec un écho de fond stable au mouillage, diminuez la sensibilité et optimisez le réglage. Repérez bien la position initiale, il ne faut toucher que la bobine de sortie.
Si vous testez hors du bateau il faut fabriquer un écho. En labo de dépannage, on utilise tout simplement un tube PVC (sanitaire) avec un bouchon solidement collé d'un coté et recouvert d'un disque métallique à l'intérieur. Le tube est fixé verticalement (c'est ennuyeux si l'on bricole à la cave…) et rempli d'eau. Cela permet d'obtenir un écho à 2 ou 4 mètres et permet les réglages et étalonnages.
Il existe une autre méthode, en utilisant tout simplement la transmission dans l'air. L'absorption est très importante et la portée faible. Les vitesses de propagation dans l'air étant presque cinq fois plus lentes (340 et 1500 m/s), la profondeur sera affichée dans le même rapport.
Si la sonde est fixée au bord de l'établi et vise le sol à 1 mètre, vous lirez une profondeur de 4 mètres.

 

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 Cas particulier de panne des vieux sondeurs à éclats à bras tournant

Ces matériels historiques ont bien gagné le droit de tomber en panne après quelques dizaines d'années de service, mais ils ont plus la place dans les musées que sur nos bateaux actuels.
Ils sont du temps des jolis lochs à hélices trainées et de la goniométrie avec le " Super Navitech " en bois verni et une électronique des premiers temps.

 

Pannes classiques

Panne d'usure obligée après un long usage :

Le contact entre le bras et la piste cuivrée du circuit imprimé est réalisé par un bout de mine de crayon graphite (2H) poussé par un ressort. Il ne faut pas attendre qu'il soit trop usé pour le changer, sinon le ressort frottera la piste et la détruira, ce qui compliquera le dépannage. Il suffit de desserrer l'écrou central sur la pince de l'axe moteur et de mettre un bout de mine plus long sans perdre le ressort.

Autre panne classique, sur les deux échelles 20/100 m, une fonctionne, l'autre tombe en panne :

Le commutateur d'échelles est médiocre, les contacts s'oxydent et le pince du rotacteur s'avachit à la longue.
Ce n'est vraiment pas compliqué à réparer, il suffit de bien regarder. Le changement d'échelle consiste simplement à faite varier la vitesse du moteur (qui tourne évidement cinq fois plus vite sur 20 m que sur 100 m), faire varier le gain et parfois la puissance (plus grands en profondeur maximale). Si ce n'est pas un mauvais contact du rotacteur, une résistance du circuit moteur a probablement grillée (souvent fendue) ou une piste cuivre s'est coupée par oxydation.

Attention aussi aux soudures sèches en particulier sur le bras porteur de la Led ou néon et trivialement à l'aimant de synchronisation qui s'est décollé.

Avec les problèmes de sonde, nous avons fait le tour des ennuis les plus fréquents de ces glorieux ancêtres.

 

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 FAQ sondeurs

 Sondes et antifouling

Certaines publications vous menacent d'excommunication si vous peignez la sonde à l'antifouling. Il faut raison garder et voir les conséquences de ce crime. Sur le plan de la performance absolue, il est vrai que cela produira une absorption qui se traduira par une baisse de la résolution à la profondeur maximale. Si vous faites de l'océanographie dans la fosse des Mariannes, ne peignez pas la sonde, envoyer un plongeur la brosser chaque jour. Si vous êtes plaisancier et utilisez le sondeur pour mouiller, n'ayez aucune angoisse. Peignez là (une couche suffit), l'absence de concrétions en fin de saison est bien plus positive.
Faites attention lors du carénage, pas de coup de Karcher direct sur la pastille qui risquerait de se délaminer et de détruire la sonde. Grattez légèrement, au besoin finissez avec un chiffon imbibé de diluant, mais sans insister.

 Raccourcir le câble

La sonde est accordée avec une longueur de câble standard, mais n'oublions pas que nous sommes à des fréquences de l'ordre d'une centaine de kiloHertz donc des longueurs d'onde de :

L = C/F avec la célérité de la lumière C = trois cent mille km/s = 3 * 10m/s et F= 100 kHz= 105 Hz

soit : L = 3 *108 / 105 = 3 103 m, de l'ordre de quelques kilomètres.

Devant les quelques mètres de longueur du câble original, il y a un rapport 1000, donc une influence absolument nulle sur l'accord si vos coupez ou ajoutez quelques mètres, c'est insignifiant devant la longueur d'onde.
L'alignement de la bobine de sortie est loin d'être dans cette classe de précision ! Il faut simplement respecter l'impédance du câble et réaliser des raccords coaxiaux propres, des prises DIN audio ou des manchons en thermorétractable suffisent, s'ils sont parfaitement protégés de l'humidité.

Le risque majeur est d'avoir un raccord non étanche qui baigne dans l'eau des fonds, le câble serait alors très vite détruit sur une grande longueur, le cuivre se corrodant par capillarité. Si donc vous coupez le câble, faites une étanchéité surabondante à la liaison.

 

 Discrimination des faibles profondeurs

Il faut un sondeur de qualité pour mesurer les faibles profondeurs car un sondeur à grande échelle utilise une impulsion d'émission longue pour envoyer plus d'énergie possible, elle écrase les échos à retour rapide des faibles profondeurs. 
Les sondeurs évolués réduisent considérablement la largeur de l'impulsion et l’énergie émise pour les petites échelles, les bas de gammes ne savent pas le faire. Nous avons la même problématique sur les radars, il est difficile de séparer des échos proches et d’avoir une grande portée.

 

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 Le sondeur est en panne

 

Comment faire un test basique du sondeur: Autre approche pragmatique

Si vous maîtrisez l’usage de l’oscilloscope, c’est simple, en prenant le signal dans le boîtier sur la prise femelle de la sonde.
Vous devez vous attendre à une impulsion d’émission de l’ordre de la milli seconde, d’amplitude la centaine de Volts.
Attention, le signal est à très haute impédance, la sonde de l’oscilloscope ne doit pas trop l’écrouler. Il est préférable de passer par une bobine de couplage sur l’âme du coaxial.
Le son se propage environ à 1500 m/s dans l'eau, la période dépend évidement de la profondeur affichée, par exemple pour 20 mètres, l’aller retour est de 40/1500 seconde, soit une trentaine de millisecondes, la période des impulsions sera plus longue de l’ordre du dixième de seconde et proportionnellement avec la profondeur.
Il est beaucoup plus difficile de voir les échos de retour qui sont à des niveaux très inférieurs au millivolt.

 

La sonde est cassée

En grande navigation, il est très utile d’avoir une sonde de rechange car c’est une cause fréquente de panne, et au bout du monde il sera difficile d’en approvisionner une nouvelle.
Cela permet de tester facilement le sondeur en la passant par l’extérieur.
Dans la majorité des cas, le problème vient de la sonde. 
J'ai entendu bien des fois cette antienne !

Principe de la sonde
L’élement actif est constitué par une pastille, de la taille d’une pièce de monnaie, très fine, qui est une lame piezo coincée entre deux fines électrodes.
Elle vibre autour de quelques centaines de kHz, en mode émetteur, excitée par le générateur du sondeur sous une centaine de volts, puis en réception, à de très faibles niveaux de quelques millivolts.
L’électrode interne s’appuie sur un bloc rigide, l’autre sur l’eau.
Elle est protégée par une pellicule de résine qui doit ètre la plus mince possible pour vibrer sans trop absorber d’énergie.

Détérioration coté mer
La sonde est un élément fragile, un coup de spatule ou de Karsher malheureux lors du carénage, une sangle ou une cale mal placée, altèrent la fine protection de la pastille piezo.
Un début d’oxydation de l’électrode interne, qui est reliée à la masse du coaxial, produit des effets curieux, par exemple une forte sensibilité aux parasites, aux vibrations du moteur, avec évidement une perte de portée. Une oxydation plus profonde coupe carrément la sonde.
Il n’y a aucun moyen de ressusciter une sonde dont la pastille est dégradée.

Détérioration à l'intérieur
Si la protection n'est pas bien faite par un compartiment solide et capoté, un objet lourd (boite à outils, ancre de secours...) aura tôt fait de la cisailler par mer agitée.
Le câble coaxial est aussi très vulnérable car il parcourt la moitié du bateau dans les coffres. Il est particulièrement fragile au passage de cloisons et aux pliages brusques. S'il n'est pas bien protégé par une gaine collée, les ennuis sont prévisibles.

La réparation du câble est facile en coupant la partie abîmée et en remanchonnant avec de la gaine thermo rétractable, pour peu que l’on ait bien identifié l’endroit blessé, il y en a parfois plusieurs. La rupture d’impédance n’est pas très critique à ces fréquences basses de quelques centaines de kHz.
Si le câble est cisaillé à raz de la sonde c’est plus délicat.


Changer la sonde ou l'ensemble ?

Considérons le cas de la sonde jugée irréparable à votre niveau, alors que l’électronique fonctionne.
Il faut se demander si la recherche d’une sonde compatible est un bon choix.

Pour :

 Ce sera moins cher (à vérifier !) que d’acheter un ensemble neuf.
 Le remplacement est plus facile, sans démonter la console.
 C’est un cadeau de ma mémé, j’y tiens sentimentalement…

Contre :

 Il ne sera pas facile de trouver une pièce d’origine. Voir le chapitre Sonde compatible.
 L’électronique évolue très vite et les matériels récents sont meilleurs que les anciens. 
 Le prix de la sonde seule est à comparer à celui d’un matériel complet du moment avant de se décider.

 

Remplacer la sonde

Si la sonde était montée à l’intérieur dans l’huile, le remplacement sera simple, mais dans ce cas elle ne tombe jamais en panne (sauf fil cisaillé).
Si la sonde est cassée, elle était à coup sûr montée en externe et le remplacement demandera du travail lors d’un grand carénage, en particulier si la nouvelle sonde à un trou de passage plus petit que l’ancienne.
Il est bien plus simple d’agrandir le trou que de le réduire proprement, car stratifier une contre plaque en renfort, est très long et demande plusieurs étapes.
Pensez-y en choisissant la nouvelle sonde à tester.


Sonde compatible

Si le matériel a plus de quelques années, la pièce d’origine n’existe plus.
Il faudra alors essayer les divers modèles du moment, en espérant en trouver un disponible qui soit à peu près compatible, quitte à perdre en portée maximale, ce qui est peu gênant.
Cela demande d’avoir de bonnes relations avec le shipchandler local qui acceptera de vous sortir d’un emballage de sondeur neuf une sonde qui vous sera confiée pour le week-end, histoire de lui faire faire trempette dans l’eau salée.
C’est assez délicat, de plus l’expérience peut se renouveler deux ou trois fois si cela n’a pas marché. 
Si la prise et différente, ce n’est pas un problème il est toujours possible de bricoler une adaptation provisoire, le temps de tester la sonde par-dessus bord.

Avant de la monter définitivement, il est impératif de sortir sur un fond d’une centaine de mètres pour vérifier si sonde tenue à la main hors du bateau l’écho est acceptable.
Si l’expérience est désastreuse, il faut la rincer et la remettre en condition de neuf avant de tester la suivante.
En principe, toutes les petites sondes du moment sont compatibles et ont des pastilles piezo identiques.

Ne me demandez pas si le sondeur untel est compatible avec la sonde une telle,
votre shipchandler est payé pour cela.

 

Le répétiteur est cassé

La problématique de la pièce d’origine introuvable est la même que précédemment. Cela est d’ailleurs valable pour tous les matériels, sondeur, speedomètre, girouette, etc.
Le répétiteur d’origine est cassé, ce modèle n’existe plus, comment adapter un modèle du moment ?
Les matériels actuels sont pilotés par bus et les modèles d’autres marques seront beaucoup plus délicats à adapter que les vieux modèles à galvanomètres. Ces générations ne sont pas compatibles, sauf à bricoler une petite interface à microcontrôleur pour adapter les standards.
Faire l’essai en volant d’un répétiteur est simple car le résultat est instantané et sauf grosse bêtise, le risque de griller le neuf est acceptable.
Si vous doutez de vos compétences, faites-le faire par quelqu’un sensé savoir…

 

 La partie suivante est à l'usage exclusif des esprits curieux, 

elle évoque des utilisations différentes des sondeurs.

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 Interphone plongeur-surface

C'est évidemment la première application qui est venue à l'idée au moniteur de plongée que je suis, lors de l'implication dans des plongées très techniques. Il est très utile de pouvoir dialoguer depuis une barge avec les plongeurs travaillant au-dessous. La liaison est en duplex alterné seulement. Côté surface, c'est très simple, un petit boîtier module la porteuse en émission et repasse en écoute après l'envoi du message. Je détaillerai la réalisation dans un chapitre suivant.

Coté plongeur, c'est plus compliqué si l'on veut réaliser soi-même du matériel fiable dont le laryngophone étanche et l'embout buccal . Je conseille d'adopter ceux du commerce.

Coté transmission du son au plongeur, un haut-parleur étanche ne marche pas sans un casque, l'astuce classique est de ne pas entendre avec les oreilles mais en transmettant la vibration aux os de la boite crânienne et en faisant vibrer les sinus sphénoïdaux. Ces techniques sont très connues, ce n'est pas mon propos. La seule partie intéressante à bricoler est le bloc émission-réception, qui se fixe entre les bouteilles par une sangle velcro, le fil de sortie comportant un jack inoxydable trois contacts pour déconnecter l'équipement (laryngophone + "écouteur " vibreur). Le plus simple est de fixer la commande de l'alternat au culot de la bouteille pour éviter les fils baladeurs.

Rien d'original sinon l'idée d'utiliser la sonde en place.

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 Télécommande guindeau ou treuil

Toujours pour un chantier sous-marin, si l'interphone est trop cher (pour la partie plongeur), le plongeur relevant de lourdes charges via un treuil de barge a besoin de pouvoir commander le treuil depuis le fond. L'application consiste à réaliser un boîtier de télécommande, envoyant trois signaux vers la surface par l'intermédiaire d'interrupteurs à glissières.

<Treuil Monte> <Treuil Descend> <Klaxon>.

Cette dernière fonction permet de communiquer par un code morse quelques messages très simples et pré-convenus, mais vitaux du plongeur vers la surface. Ce dispositif est très fiable et économique, il est très pratique dans le relevage d'épaves.

 

 

 Déclencheur de mine à orin

 

 Principe :

Une charge est suspendue à un flotteur et maintenue au fond par un lest perdu via un crochet largable par la télécommande. Quand le bateau passe au-dessus, grâce à un point GPS ou de bons relèvements, il envoie via sa sonde une trame codée, reçue par le dispositif qui largue le lest et fait remonter la charge.

Le gribouillis vous montre de haut en bas :

° le ballon flotteur dans son filet
° la charge, ou le rouleau de filin dans le cas de la bouée de marquage
° le bidon contenant l'électronique avec le crochet commandé à la base
° le lest perdu

Vous-vous demandez à quoi tout cela peut bien servir !

 Lors d'une découverte d'épave, il faut retrouver ultérieurement l'emplacement. Il n'est pas d'usage de laisser un flotteur en surface qui sera arraché par une hélice et attirera les prédateurs. Ce système larguera une bouée à la demande lors de la plongée suivante avec une parfaite sûreté et permettra de retrouver le point exact.

 

 Les plus farceurs mettront une vraie mine avec sa charge militaire qui remontera et explosera juste sous leur coque. (Mais non, je plaisantais, cette application amusante est rare...).

Des individus malhonnêtes (si, ça existe !) qui font des croisières sur de superbes yachts rapides entre l'Amérique du sud et les côtes américaines exploitent à fond ce principe. Ils traînent entre deux eaux des containers avec lest et flotteur comme décrit. A l'approche des Coast Guards, ils larguent tout et saisissent le way point au GPS. Tout est légal à bord. Un chalutier vient quelques jours ou semaines plus tard, quand le calme est revenu, sans aucun équipement particulier à bord. Seul le soft du sondeur a un petit patch pour envoyer la bonne trame codée de déclenchement par une combinaison de touches. Le containeur contenant quelques centaines de kilogrammes de sucre en poudre remonte à la surface accroché à son flotteur.

Ce chapitre n'est en aucune manière destiné de donner des idées aux voyous mais veut exposer une technique originale.
Lire le chapitre du schéma au kit  " avant de remplir le bon de commande pour ce matériel.

 

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 Développement du projet

L'étude de départ avait porté sur la modification logicielle d'un gros sondeur commercial, sans aucune modification matérielle.
Il s'agissait d'une étude de reverse engineering consistant à désassembler le firmware existant, le comprendre puis le patcher pour rajouter la fonction d'envoi de la trame de commande de déclenchement du récepteur.
Cela a parfaitement fonctionné mais posait deux problèmes majeurs : 
° Cette étude ne portait que sur un cas particulier de matériel, il fallait tout refaire pour s'adapter à un autre modèle de sondeur.
° Le pinceau d'émission de la sonde originale était très étroit, il fallait donc passer exactement à la verticale du système déclencheur pour l'actionner, ce qui a posé d'énormes problèmes pour retrouver la position, lors des premiers essais, le GPS n'existait pas et l'application était strictement militaire.

Cette expérience a permis de développer un récepteur fiable. La suite du projet a amené un système beaucoup plus évolué.
Le sondeur modifié a été abandonné, une électronique totalement indépendante a été développée, sur la base d'un émetteur de puissance à ultrasons.
L'électronique et sa sonde ont été montées dans un cylindre inox lesté, trainé derrière le bateau par un ombilical de 15 mètres.
La sonde baigne dans l'huile et transmet les vibrations au tube inox qui devient omnidirectionnel grâce à une optimisation acoustique.
Ce nouveau dispositif a permis de déclencher avec certitude un récepteur jusqu'à 300 m du bateau ce qui simplifiait considérablement la recherche.
Très rapidement, il s'est avéré indispensable d'ajouter un répondeur au récepteur.
Le récepteur répond à la trame d'appel, et sa distance s'affiche sur l'afficheur du bateau. En quelques coups de barre le bateau se positionne rapidement à la verticale, le pilote appuie sur un bouton pour envoyer alors la trame de déclenchement. C'est un système très simple, le récepteur répond avec un retard parfaitement connu à l'appel, connaissant la vitesse approximative de propagation dans l'eau, l'affichage de la distance est évident. La précision s'est avérée d'une dizaine de mètres.
La version finale n'utilisait que deux fils dans l'ombilical pour amener l'alimentation de 48 V 1 A alternatif au poisson, les signaux de commande HF et la réception étant superposés à l'alimentation.
Toute l'électronique, des cylindres émetteurs et récepteurs baigne dans l'huile en equipression pour résoudre tous les problèmes d'étanchéité et de résistance.

Il est évident qu'il fallait récupérer le récepteur à chaque largage, il était donc solidaire de la bouée, le largage s'effectuant en partie basse. Il ne reste au fond que la manille solidaire du lest perdu. 
La première version utilisait un boulon explosif pour libérer la pince d'ouverture. Un système avec motoréducteur a été ensuite essayé pour libérer un axe, puis abandonné pour incompatibilité entre l'huile et le rotor du moteur sans balais tournant très vite. La version finale a utilisé un électroaimant surpuissant alimenté par la violente décharge d'un condensateur pour rétracter l'axe secondaire qui verrouille un axe primaire poussé par un gros ressort. Ce système s'est avéré le plus fiable en conditions extrêmes. Ce largage par goupille a été beaucoup plus délicat à mettre au point que l'électronique et l'acoustique. Le cahier des charges imposant un taux d'échec inférieur à un pour mille, les tests ont été très poussés pendant deux ans dans les pires conditions de mise à l'eau de l'équipement.

Ce développement étant une application confidentielle pour un client, il n'est pas possible de fournir plus de détails.
Une application civile pour protéger du vol les casiers des pécheurs a été envisagée, mais le marché est trop étroit pour en amortir le développement et le lancement commercial. Une application pour marquer les sites de fouille en plongée serait encore moins rentable.

Ce chapitre n'est en aucune manière destiné de donner des idées aux voyous mais veut exposer une technique originale.
Lire le chapitre " du schéma au kit  " avant de remplir le bon de commande pour ce matériel.

 

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 Réalisation de l'interphone

C'est de loin la plus complexe des trois !

 Coté surface :

Je ne conseille pas de modifier le sondeur existant mais de faire une boîte avec relais à part. La modification est possible mais il faut beaucoup adapter l'électronique existante, en particulier l'étage de puissance, qui est prévu pour travailler en impulsions et ne supporte pas une émission continue. En l'absence d'alimentation, le sondeur marche normalement. La qualité du relais rajouté n'est pas critique, les relais bas de gamme passent sans problème la bande 50 à 200 kHz et la faible puissance sans aucune perte notable
Une bonne astuce est d'utiliser un petit talkie-walkie qui permet de se déplacer sur la barge sans fil à la patte, avec un kit mains libres. Le boîtier ultrasons comporte la liaison BF à l'émetteur récepteur correspondant au talkie-walkie en 400 mHz. A ces très courtes portées, quelques milliwatts suffisent en émission. Cela évite de mettre en œuvre la grosse et onéreuse valise interphone professionnelle et supprime le fil du transducteur mobile à laisser pendre par dessus le bordé.
Le fonctionnement est parfait et le bricolage économique.

 

 Côté fond :

Il faut une bonne expérience des matériels immergés pour réaliser un système fiable.
Une des difficultés est que le piézo sur le boîtier placé entre les bouteilles doit éclairer la sonde du bateau en surface. C'est délicat, il faut prendre un cristal à grande ouverture et le plongeur doit passer en position verticale pour transmettre. Il est impossible de monter le piézo sur un cardan dans le boîtier car il doit impérativement être collé pour transmettre les vibrations au boîtier.
Le deuxième problème est la connectique, le jack 3 fils étanche est long à mettre au point.
Par sécurité j'utilise toujours un fil fin qui s'arrache en cas d'incident si largage des bouteilles, pour ne pas étrangler le plongeur avec le laryngophone. L'électronique est très classique et sans problème, montée conne d'habitude dans une lampe de plongée récupérée. 

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 Réalisation de la télécommande

 Coté surface :

Il n'est pas absolument pas indispensable de créer une nouvelle chaîne réception , il y a tout dans le sondeur. La partie émission n'est bien sûr pas utilisée. Il faut prendre le signal en sorti de l'ampli réception, après le passe-bas, avant le trigger formant le pic de réception d'écho.
Il suffit de rajouter un seul condensateur à l'électronique existante et sortir ce signal vers un jack externe dont l'insertion coupera la commande du modulateur. Allumer normalement le sondeur, c'est magique… cette BF est filtrée et envoyée à une petite carte microcontrôleur qui identifie les 3 seules commandes attendues. Ces trois commandes sont envoyées classiquement par des optocoupleurs aux relais monte-descend du treuil et au Klaxon.

 

 Côté fond :

C'est beaucoup plus simple que l'interphone. Pour un premier essai, utilisez un sondeur à main, qui se présente comme une lampe torche, distribué par Plastimo, en vente chez tous les shipchandlers autour de 220 Euros. Il contient toute l'électronique d'émission et le piézo. La seule modification est de coller sur une génératrice opposée à l'interrupteur d'origine, une longue glissière plastique dans laquelle coulisse un aimant plastifié. A l'intérieur, trois ILS (interrupteurs à lames souples) ou effets Hall en ligne sont rajoutés pour fournir les trois codes au modulateur. La solution la plus rustique est d'utiliser un compteur CMOS et une matrice à diodes reliée aux trois signaux, si nous n'aimez pas les microcontrôleurs…

Attention à l'étanchéité de ce petit sondeur, à ne pas utiliser à une profondeur de 50 mètres comme le laisse croire le descriptif commercial, il implosera à coup sûr côté afficheur. Il vaut mieux supprimer cette fenêtre fragile et transférer l'électronique dans un corps de lampe. Ce sondeur à main étant très directif, il faut viser le bateau pour transmettre.

 

 

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 Réalisation du déclencheur de mines

 Coté surface :

Il n'y a pas la moindre modification physique de l'électronique. Il faut désassembler le logiciel de l'eprom et patcher la routine qui commande le top émission, pour une position donnée du réglage de l'échelle (généralement en rajoutant un pas après l'échelle maximale). A l'impulsion simple originale est rajoutée par une trame codée d'une dizaine de bits. L'impulsion initiale constitue un long Start. C'est tout, le sondeur travaille parfaitement normalement, vous voyez même le fond comme avant sur la position suplémentaire !
Remarque sur les sondeurs : En augmentant l'échelle de profondeur, on augmente la durée du pulse d'émission pour avoir plus d'énergie sur l'écho retour, ainsi que la période entre les pulses pour laisser assez de temps au trajet du front d'onde. Par exemple, pour une échelle de 75 mètres, trajet aller retour 150 mètres, donc période entre les pulses d'un dixième de seconde maximum à 1500 m/s.

 

 Côté fond :

Dans les deux cas précédents, un des problèmes était de viser depuis le fond le bateau en surface. Ce problème disparaît ici, le boîtier récepteur étant en tension entre le crochet à largage et le flotteur via la charge, il est absolument vertical, donc vise à coup sûr le bateau passant au-dessus ! Le dispositif comprend un récepteur à très faible consommation, réveillé par un timer qui attend un quelconque signal. Dés réception d'un écho, le contrôleur passe en mode actif, il cherche à identifier sa bonne trame, s'il la reconnaît la commande d'ouverture est envoyée au crochet. Un tel dispositif bien conçu peut rester en attente des années. L'électronique est triviale, les seuls problèmes simples sont de rester parfaitement étanche et d'assurer une mécanique d'ouverture fiable.
Pour l'étanchéité à grands fonds je conseille une boîte souple, genre bidon plastique avec joint torique, l'électronique baignant totalement dans l'huile (pas au graphite !) est en équipression donc résiste à toutes les profondeurs. Curieusement les composants électroniques sont extraordinairement résistants à la pression. Si vous êtes inquiets, noyez d'abord la carte dans la résine (mais cela bloque le refroidissement des composants).

Pour le crochet, il faut un peu d'habitude, le pélican relié à une manille inox est très sûr. Ne jamais passer un gros bout directement dans le crochet, il peut s'entortiller lors d'une mauvaise immersion. Pour rétracter le doigt de commande, je ne conseille pas un électro-aimant à noyau plongeur, il coince si l'énergie est basse ou s'il est corrodé et concrétionné.. Il faut toujours préférer un moto réducteur qui tire via un fil gainé ou tige filetée, il marche à tous les cas si l'étanchéité a été maintenue. Pour mémoire, un moteur électrique tourne parfaitement bien immergé dans l'huile, au prix d'une baisse de rendement, vous pouvez l'intégrer au bidon contenant l'électronique. Pensez-aussi au boulon explosif, très fiable en le protégeant les fils de la corrosion (dans l'huile).

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 Annexe

Montage de la sonde à l'intérieur du bateau.

Cela n'a pas grand rapport avec le sujet précédent, mais cette question m'ayant été posée tant de fois, je préfère en parler. C'est une lapalissade. Une sonde bien montée verticalement sur sabot en fond de coque dans les règles de l'art, marchera toujours bien mieux que tout montage interne, mais demande un travail de pose soigné avec tirage à sec. Le choix d'un montage interne dans un bout de tube collé à l'intérieur de la coque pour faire tremper la sonde bien verticale dans un fond d'huile ne se justifie que si :
 Des travaux sur la coque ne sont pas possibles.
 Il n'y a pas de sandwich balsa bloquant à cet endroit, la coque conduit bien.
 La sonde doit être changée souvent, si l'on veut tester divers matériels.

La coque absorbera toujours, mais dans la majorité des cas, un sondeur de voilier ne servant qu'à voir la profondeur en approche de mouillage, le sondeur marchera parfaitement à petits fonds. Le fait de perdre quelques dB en émission et réception est peu important en petite échelle. Dans le cas d'un bateau métallique, on hésitera plus encore à faire des trous inutiles. Il faut tester, le résultat est parfois bon en collant la sonde dans un époxy très liquide avant polymérisation et surtout sans la moindre micro-bulle.
De toutes manières si le résultat est trop mauvais, il est très facile de supprimer ce bricolage provisoire et revenir au montage classique qui lui est irréversible.

 

Revenons dans l'huile

Ce détail me valant beaucoup (trop) de mails, j'en remets une couche (d'huile).
L’huile sert au couplage acoustique, de l’eau serait mieux adaptée, mais on ne l’utilise pas tout simplement car elle s’évapore…
L’impédance acoustique de l’huile n’est pas identique à celle de l’eau, il y aura donc désadaptation et pertes, mais comme la couche doit être très fine, cela sera peu critique. Il y aura bien une portée plus un peu plus faible avec une sonde interne, mais cela ne nous importe pas, car sur un voilier, nous n’utilisons le sondeur qu’à des profondeurs faibles.
Le problème serait très différent sur un navire océanographique relevant les abysses, le compromis ne serait plus acceptable.
Les anglo-saxons utilisent du « castor oil », que nous traduisons par « huile de vaseline », mais un fond de bidon d’huile moteur conviendra. Il faut éviter l’huile hydraulique agressive.

Vous en savez assez pour le moment sur ces sujets très rarement abordés, j'espère que cela vous fera voir différemment votre sonde et incitera les plongeurs à bricoler. Si vous voulez exploiter ces idées, parlons-en...

 

 

 Liens et compléments

Oh grand Gourou, quel modèle dois j'acheter ? La réponse est ici .

Un exemple de la méthode de dépannage du plaisancier est donné dans la page : Dépannage 

Liens généraux sur les ultrasons seulement dans la page triangulation 

Diverses sondes pour sonars : interphase-tech.com/transducers.htm

 

 

Antenne de réception active

Publié dans Electronique de bord lundi, 06 février 2017 09:12 0
Antenne de réception active

(Note)

   Click  !  Le récepteur de trafic NRD 535

Maj : 11/07/09

 

 Antennes à fouet ou à fil isolé

L'antenne de réception, la plus simple possible sur un bateau plastique, est constituée par un fil de quelques mètres caché derrière les vaigrages. Sur un bateau métallique, il faudra impérativement un fil isolé ou un fouet extérieur. Parfois le fil intérieur donnera de meilleurs résultats couplé capacitivement au gréement, c'est à dire avec quelques dizaines de tours de fil isolé entourant un tirant de haubans dans le carré.
Ces antennes sont simples mais médiocres, et si le poste n'est pas bon, les résultats seront faibles, nous avons vu dans la note sur les boites d'accord que cela était bien éloigné du dipôle idéal dégagé.

 

 Amplificateur d'antenne

Il est possible d'améliorer le signal en utilisant une antenne active. Au pied de l'antenne, une petite boite contiendra un amplificateur sensible et une adaptation d'impédance vers le coaxial. Il en existe de nombreux modèles commerciaux, des kits et des schémas, mais attention il n'y a pas de magie.

Si l'amplificateur est à très large bande, il amplifie les millions de signaux présents dans le spectre qui interagissent entre eux et provoquent la transmodulation. Le résultat est catastrophique, un bruit énorme arrive au récepteur noyant toute réception.

 

Positionnement de l'amplificateur

Il est impératif que l'amplificateur soit au pied de l'antenne et non au contact du poste, afin de ne pas amplifier les parasites captés par le câble de liaison. C'est le même problème pour la réception télévision, le câble de descente doit transporter un signal fort, donc insensible aux perturbations. En milieu très perturbé (industriel) le signal véhiculé sera encore plus amplifié au départ et atténué par un diviseur à résistances à l'arrivée, et ce n'est pas du gaspillage !

 

La transmodulation

La transmodulation est le produit de mélange des signaux forts reçus. Pour chacun des couples de fréquences F1 et F2, il va apparaître des signaux fantômes F1+F2 et F1-F2 qui eux même vont se re mélanger aux autres signaux utiles.
Sur un récepteur qui transmodule, il suffit de recevoir quelques signaux forts dans une bande déserte, et le mélange catastrophique va produire un bruit intense sur toute la bande donnant l'impression d'une multitude de stations, mais aucune ne sera décodable. Cela est toujours le cas des petits récepteurs à antenne télescopique sur lequel une antenne extérieure est branchée, l'étage d'entrée est totalement saturé et la qualité qui était déjà déplorable se dégrade encore.
Si en branchant une antenne le niveau augmente fortement, cela ne signifie rien pour le rapport signal/bruit, la réception peut être encore plus mauvaise. 
Cela n'est évidemment pas perceptible sur une station puissante, en effet le CAG (contrôle automatique de gain) atténue les autres signaux, mais sur une station faible en BLU , noyée dans le bruit, une mauvaise chaîne de réception ne sortira que du souffle et des parasites alors que la qualité sera excellente avec du matériel adapté.

 

Les modèles

Les seuls modèles d'amplificateurs d'antenne efficaces sont ceux qui peuvent s'accorder précisément sur une fréquence, par un potentiomètre déporté.
Un réglage grossier est fait sur la fréquence indiquée par le curseur, un réglage fin permet de se caler sur le pic.
Les fréquences parasites sont éliminées et un récepteur médiocre arrive à capter correctement.

Le bon accord est très simple à repérer. Il faut se caler sur un signal faible ou même sur du bruit proche de la fréquence cherchée et ajuster le préamplificateur jusqu'à trouver le pic d'augmentation très sensible du signal. Un bon récepteur a un atténuateur réglable, il faut atténuer progressivement pour affiner l'accord du préamplificateur de l'antenne active sur la station écoutée, et une fois le pic trouvé, diminuer l'atténuation.

 

 Liens antennes actives

Pour faciliter la maintenance, tous les liens antennes actives et amplificateurs sont dans

Les liens réception  

 

Voltmètre Ampèremètre de tableau de bord

(Note)

 lcd 3.5

Maj : 10/09/02

 

 Modules de tableau

Il est indispensable d'installer sur le tableau électrique un ou deux afficheurs lcd à quatre digits avec un commutateur à galettes qui sert à la fois de : 
.Voltmètre pour tester avec précision la tension de chaque batterie individuellement.
. Ampèremètre général, et par sous-circuits, acceptant les 300 ampères du démarreur tout en montrant aussi les quelques centaines de mA de charge du panneau solaire.
. Niveau des cuves d'eau et gazole en litres vrais.
. Compte tours moteur.
. Compteur de longueur de chaîne dévidée.
. Température de l'eau de mer...
Les applications sont multiples et toutes basées sur un simple module d'affichage.

Il y a deux solutions équivalentes que je détaillerai ultérieurement dans des projets.
. Soit utiliser un module voltmètre du commerce, vous en trouvez chez tous les distributeurs :
4 digits, point sélectable, 200 mV pleine échelle, entre 10 et 20 euros suivant la qualité, le type d'encadrement et de montage plastique et le distributeur, en kit ou monté. En réalité ce n'est qu'un 3 digits 1/2 car il affiche seulement de 1999 à 0000.
Soit utiliser un afficheur 4 (vrais) digits multiplexé commandé par un petit microcontrôleur avec convertisseur analogique numérique, qui affiche lui de 9999 à 0000.

Cela permet de tout faire ! Avec une forte résistance en série, c'est un voltmètre universel
Branché aux bornes des gros câbles batterie, qui constituent un très bon shunt de résistance non négligeable, il mesure la perte en ligne du câblage, c'est un ampèremètre (l'étalonnage est facile, pour faire le calibre 200 mV, il y a une résistance série qui peut être modifiée pour s'adapter au calibre de tension voulu.
Pour mesurer le niveau des cuves et autres affichages, un petit microcontrôleur fournira une tension par le convertisseur numérique analogique et la position du point. Ce convertisseur DA n'est pas utile si l'afficheur seul est utilisé.

 

 

 L'alimentation flottante

Tout est possible, avec un module 4 digits, analogique ou à microcontrôleur, il suffit de résoudre un petit problème. Pour mesurer toutes sortes de tensions, le module doit impérativement être alimenté par une tension flottante, totalement isolée de la tension du bord. Attention au choix du module, un panneau lcd consommera environ 1 mA, mais un afficheur à led une centaine de fois plus !

J'ai réalisé de très nombreuses alimentations flottantes. Voici un des principes très simple, par commutation.

 Convertisseur

Alimenté par la tension du bord, un oscillateur (NE555, 2 transistors, un UJT…) fournit une horloge de quelques dizaines ou centaines de kHz. Cette horloge attaque simplement la commande (gate) d'un transistor (mosfet) dont la source comporte quelques dizaines de tours de fil sur un petit tore ferrite, très courant ou récupéré dans une vieille alimentation de PC. Un bobinage identique constitue le secondaire, suivi d'une diode de redressement et d'un condensateur. Comme la charge est connue est constante, il n'est même pas nécessaire de faite une régulation (feedback) en rajoutant un optocoupleur. Cela constitue une très bonne tension flottante utilisée pour des quantités d'applications. Le rendement est supérieur à 80%.

Ce dispositif n'a que des avantages mais aussi un énorme défaut. Il est impossible de l'empêcher de rayonner, les fronts raides de la commutation polluent tout le spectre radio, il est impossible d'utiliser un récepteur radio à proximité.
Il est évidemment possible de blinder en boîtier soudé en fer étamé, sorties à perles ferrite afin de beaucoup réduire la pollution, mais cela complique beaucoup, il faut monter des filtres cloisonnés à 2 étages au moins avec selfs et condensateurs, en entrée et sortie.

Il faut donc réfléchir au système avant de se lancer, une petite batterie 12 v flottante est une solution beaucoup plus simple, et la faible consommation du système à voltmètre autorisera plus d'un mois de marche en continu entre deux charges.
C'est cette solution qui est privilégiée après que les convertisseurs aient été longuement utilisés…

La charge de l'accumulateur étant peu fréquente, il n'est pas utile de prévoir un interrupteur à 3 positions (marche, arrêt, charge) sauf si l'accumulateur flottant est très sollicité par d'autres applications plus gourmandes. Un simple bloc secteur, comme celui utilisé pour le GSM , donne toujours une tension flottante. Il peut servir à charger, avec surveillance manuelle, sinon un circuit spécialisé fera cela très bien sans avoir à s'en préoccuper. Le bloc serra branché sur le secteur du quai ou sur le groupe, ou sur le convertisseur 12/220 V.

Voici un de mes prototypes, ici pour alimenter deux modules voltmètres. Vous remarquerez que les trois bobines ont beaucoup de mal à rentrer dans le petit tore, il a fallu forcer… Cette variante utilise un cmos 4093 en oscillateur, le mosfet est un BS 170.
Les ICL7136 sont des Harris assez médiocres. Ce montage sert à vérifier la tension et les courants d'une batterie alimentant un automate et chargée par un dispositif automatique.

  Deux voltmètres et alim
Photo 100 koctets !

 

 

 

 

 

 Le doubleur de tension flottant

Une autre idée peut sembler bonne, utiliser une variante du doubleur à commutation rapide. Ce système très classique utilise un condensateur intermédiaire, branché pendant une période sur la source pendant laquelle il se charge, l'autre période sur la sortie ou il se décharge dans le condensateur d'exploitation. Ce système double presque la tension, les pertes sont d'autant plus réduite que la consommation est faible.

 Doubleur

La commutation est très rapide, le condensateur de transfert se charge en position basse et se décharge dans le tampon en position haute, la tension de sortie est bien double, en négligeant les pertes.

Il pourrait sembler intéressant d'utiliser le condensateur de sortie en flottant (non relié au + 12 V), mais ce n'est pas une bonne idée, car le double inverseur est réalisé par des transistors mosfet qui, malgré leur grande impédance, ne sont pas des isolateurs parfaits à grande vitesse.

Il y aurait toujours un couplage capacitif entre les tensions ce qui fausserait totalement la mesure. Ce système n'est donc pas exploitable ici.

Pour ces diverses réalisations de pompes de charges, il existe des réalisations commerciales, en circuit intégré de très bonne qualité. De nombreuses variantes sont possibles, le condensateur réservoir étant souvent remplacé par des montages à selfs.
Ces pompes existent avec toutes les tensions et courants possibles en entrée et en sortie, il suffit de puiser dans les énormes catalogues, chez Maxim par exemple. Les rendements sont remarquables, de l'ordre de 90 % avec très peu de composants.
Ces montages sont utilisés partout en électronique, ils permettent par exemple d'alimenter un montage à partir d'une simple pile R6 de 1.2 V.

 

 

 Le problème de la stabilité

Il faut faire très attention avec les modules bas de gamme, ils dérivent énormément en vieillissant. J'en ai réglé plusieurs avec soin, alimentation de qualité, références de tension à la place des zeners, résistances de précision à couche métallique à la place des potentiomètres. Les calibres étaient réglés à mieux que le millième, et horreur, après deux saisons ils avaient dérivé de 10 %…
J'améliore beaucoup la situation en faisant cuire longuement le montage final au four ménager, ou dans une enceinte bricolée avec semelle de vieux fer à repasser dont le thermostat marche encore, vers 100 degrés pendant de longues heures. Il faut évidemment enlever l'afficheur et les électrochimiques qui exploseraient. Il existe plusieurs constructeurs des variantes du circuit ICL7106, le Maxim est considérablement plus stable que la concurrence.

 lcd 3.5

 

 

 Choisir entre module tension ou microcontrôleur

Pour le débutant, le kit voltmètre universel semble certainement le plus simple, mais c'est aussi le moins performant. Un petit contrôleur gérant un afficheur 4 digits est plus souple et permet de tout afficher avec une précision extrême. Cela est de toute manière indispensable si vous voulez aussi afficher le niveau des cuves, ou la longueur de la chaîne, car il faudra toujours rentrer une table d'étalonnage. N'oubliez pas que tous ces petits microcontrôleurs ont une horloge et que les bus sont bruyants, cela s'entendra sur les récepteurs. Le blindage n'est jamais simple.

 

 

 

 Comment identifier un tore inconnu ?

L'accumulateur isolé ne vous plait pas, vous voulez faire une alimentation flottante. En bon bricoleur, vous avez accumulé dans une jolie boite une quantité de tores récupérés sur des alimentations réformées, mais vous n'avez aucune idée de leurs caractéristiques. Il faut donc les tester mais vous n'avez pas de gros moyens.
Choisissez celle dont la taille vous parait raisonnable, pour la puissance que vous voulez tirer. Bobinez une trentaine de spires en passant deux fils isolés simultanément. Vous avez maintenant deux bobines identiques, repérez les extrémités, l'une sera baptisée primaire, l'autre secondaire.

Supposons que vous vouliez tirer 8 volts 100 ma. En attaquant en 12 V, c'est ce que vous obtiendrez avec les pertes. Si vous voulez une tension quelconque, il suffira ensuite de jouer sur le rapport des spires. Sur le secondaire nous allons monter une diode en série avec un condensateur réservoir. Pour cet exemple nous chargerons donc V=R*I donc R=V/I =8/0.1, environ 80 ohms. La puissance dissipée sera P=V*I=8*0.1=0.8 watt, une résistance de 83 ohms, 1 watt convient parfaitement. Branchez un voltmètre continu sur cette résistance, nous allons maintenant alimenter le primaire pour lire les 8 volts.

Pour cela alimentez le primaire, une borne au +12, au travers d'un ampèremètre analogique (la lecture est plus stable et les grands mouvements de l'aiguille se voit beaucoup mieux pour accorder), l'autre au transistor de commutation, drain d'un Fet, la source étant à la masse. La gate est tirée à la masse par une résistance quelconque (disons 1 kohm) pour éviter la mise en court circuit par charges statiques. Il vaut mieux utiliser une alimentation dont le courant est limité au double de la sortie (exemple 0.2 A), sinon des fusibles. Il faut maintenant attaquer la gate par un signal carré variable, un générateur convient parfaitement pour les tests, sinon un oscillateur à NE555 et potentiomètre. Le Fet travaillera évidement à saturation afin de ne pas chauffer, il faut donc attaquer avec une tension suffisante de quelques volts. En balayant de quelques kHz à quelques centaines de kHz, vous trouverez la plage de fréquence nominale du tore, le rendement sera optimal, à mieux que 80% pour une la bonne fréquence. Un oscilloscope est indispensable pour regarder les signaux, cela est très instructif et dépend énormément de la fréquence.

Une remarque pour nos amis les pauvres
Vous êtes dans la déchéance la plus totale, et vous n'avez même pas un oscilloscope numérique couleur qui pourtant ne coûte qu'à peine le prix d'une Twingo. Mais rusé comme un renard vous voulez utiliser l'entrée line-in de la Sound Blaster et un logiciel d'oscilloscope gratuit pour voir les signaux. La déception sera totale, vous ne pouvez passer que du signal BF d'une dizaine de kHz. Pour cette application nous restons en dessous du MHz, mais les signaux sont très raides et à grande dynamique, il faut passer quelques dizaines de MHZ pour observer les pics, oubliez la SB…

Une fois l'accord trouvé, il faut augmenter progressivement la charge et diminuant la résistance, pour trouver le point ou le rendement commence à tomber. C'est le début de la saturation de la ferrite, qui commence à chauffer. Il faut rester en dessous de la moitié de cette limite.
Une fois le montage finalisé, il faudra filtrer entrée et sortie avec soin comme évoqué précédemment.

 

 

 Utiliser le câble à batterie comme shunt

C'est un excellent moyen de réaliser un bon ampèremètre acceptant les centaines d'ampères du démarreur et des puissants chargeurs.
Il suffit pour cela de réaliser deux conditions.
. Tous les négatifs des batteries arrivent sur le boulon de la borne de la première.
. De ce point part seulement le câble shunt vers le gros boulon commun négatif sur le moteur.
. Un seul câble relie ce point commun au gros boulon sur le moteur sur lequel partent tous les négatifs des équipements du bateau. Aucun autre fil ne part des bornes négatives.

 Etoile

Avec ce système la totalité des courants de charge et de décharge passent par ce tronçon commun de quelques dizaines de centimètres. Il est évident qu'avec un ampèremètre classique de tableau à shunt, les forts courants ne peuvent pas passer, les démarreurs, guindeaux et autres moteurs de winches sont câblés en direct.

Pour réaliser le shunt idéal, il suffit de souder en même temps l'énorme câble batterie, et un câble plus petit de mesure. Il vaut mieux partir assez gros, pour éviter la corrosion sur la cosse, puis ressouder un fil fin une dizaine de centimètres plus loin. Cette bretelle d'une cinquantaine de centimètres, de résistance approximative d'un centième d'ohm, chutera environ un volt pour une centaine d'ampères, les pertes sont considérables à forts courants !   Cosse

Vous comprendrez qu'il faille un câble énorme, qui fait deux fois la longueur du bateau, pour alimenter un guindeau qui tire 100 ampères… C'est pour cela que les belles installations ont la batterie servitude guindeau dans le pic avant, malgré que cela soit déplorable pour la gestion des poids.

 lcd 3.5

 

 Voltmètre à aiguille décalée

Il existe une autre approche, sans afficheur, seulement pour le voltmètre, en utilisant un instrument à cadran analogique. Il est évidemment stupide d'utiliser un galvanomètre gradué de 0 à 15 volts, alors que la tension lue sera toujours entre 11 et 14 V, l'écart est trop faible pour être perçu.
Il faut donc un instrument qui affiche la plage 10 à 15 volts seulement entre butées, la position de l'aiguille est alors très visible.
Il y a deux solutions pour cela. Si le cadre a été prévu pour cela, décaler mécaniquement le zéro. Le cadre est toujours alimenté par deux ressorts spiraux, l'un est réglable pour caler le zéro de l'aiguille. Si l'instrument a une butée sur aiguille renforcée, en forçant un des ressorts, l'aiguille est écrasée sur la butée et ne décolle qu'à 10 pour une pleine échelle de 15. C'est un instrument classique sur les tableaux, gradué d'origine de 10 à 15.
Autre solution, avec un galvanomètre classique gradué de 0 à 5, l'alimenter au travers d'une zener 10 volts. Le résultat est identique.

 

 

 Liens

Table des matières Elektor, très nombreux articles sur le sujet : matthieu.benoit.free.fr/elektor
Catalogue, afficheurs : gotronic.fr
Kits : velleman.be
qkits.com
electronickits.com/kit/complete/meas/ck101
Réalisation : chez.com/xizard/Les_montages/Voltmetre_LCD

* Liens vérifiés le 16/06/09

 

 

Vous trouverez les réponses aux questions que vous vous posez sur l'évolution du projet et le moyen d'obtenir schémas, kits, produits finis, assistance, garde d'enfants à domicile, ratons laveurs, extrême-onction, contrat d'élimination d'ennemis, fourniture de call girls et plus ici :

Du schéma au produit fini ? 

 

 

les haut-parleurs de cockpit

Publié dans Trucs et astuce - divers lundi, 06 février 2017 09:09 0

 

Variations sur les haut-parleurs de cockpit

Note

   Click  !  Le récepteur de trafic NRD 535

Maj : 20/06/09

 

Cette note est un document complémentaire de la page VHF 

et de la page chaîne de réception 

 

 Le besoin d'un contrôle pour le barreur

Il est intéressant que le barreur ait au moins à portée de main, un potentiomètre de volume pour renvoyer le son de la VHF au cockpit et le doser facilement. Le haut-parleur ne devra évidement perturber ni compas ni pilote. Il faut monter le volume pour la météo, le départ de régates, et le baisser ensuite.
Les vhf récentes de qualité possèdent sur le microphone des poussoirs de réglage volume, parfois aussi canal et squelch. Elles sont prévues pour un deuxième micro de cockpit, le problème n'est que partiellement résolu car le volume agit sur les deux haut-parleurs simultanément. Nous allons envisager les solutions pour une VHF basique, afin de contrôler au mieux les niveaux.
Voici la situation initiale :

Préparation de l'installation

Sur la VHF initiale nous disposons d'une sortie hp (haut-parleur). Il est utile de désactiver le hp interne qui est très médiocre et sature rapidement. Par sécurité, ne coupez pas le fil mais intercalez une résistance d'un watt une vingtaine d'ohms en série. Nous allons installer un bon hp supplémentaire à la table à carte (matériel autoradio) et un autre, mais cette fois en qualité étanche dans le cockpit.
Un câble à 3 fils ordinaire (style rallonge 220 V) est passé de l'un à l'autre, nous pouvons alors envisager tous les montages, en commençant par les systèmes rustiques n'utilisant que des diviseurs résistifs en atténuation..

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 Notion d'impédances

Avant d'aller plus loin, il faut un peu préciser les notions d'impédance et de puissance. Les sorties de la VHF sont indiquées en 4 ohms, cela signifie l'impédance minimum tolérable. Ne descendez jamais en dessous sous peine de griller l'amplificateur de sortie.
Cela ne pose par contre aucun problème d'utiliser une impédance supérieure, 8, 16 ou même 32 ohms, simplement la puissance maximale restituée sera plus faible, ce n'est pas très gênant.

Par la suite nous utiliserons des impédances en série et en parallèle, nous allons faire un petit rappel élémentaire relatif aux puissances et à la physiologie.
L'oreille est un récepteur logarithmique, il intègre donc une compression très performante pour permettre de percevoir les bruits les plus faibles et accepter des niveaux énormes.
La courbe sensation/énergie reçue est logarithmique, ce qui signifie qu'un doublement de la puissance reçue produira une variation subjective de 3 décibels, c'est un palier très faible, la sensation est à peine perceptible.

 Rappel sur les logarithmes décimaux:

Log 2 = 0.3 soit puissance double donne +3 dB
Log 3 = 0.5 soit puissance triple donne +5 dB (valeur arrondie, 4.77 exactement)
Log 4 = 0.6 soit puissance quadruple donne +6 dB 
Log 8 = 0.3 soit puissance octuple donne +9 dB 
Log 10 = 1 soit puissance décuple donne + 10 dB

Vous voyez que les puissances sont multiplicatrices et les niveaux additifs, cela marche évidemment dans les deux sens, et ces valeurs nous permettent de faire tous les calculs approchés.

Prenons un exemple pour éclaircir encore , dispositif atténuateur, entrée 8 watts, sortie 500 mW.
Calcul simple:
8 W -> 4 W (-3 dB) -> 2 W (-3 dB) ->1 W (-3 dB) ->0.5 W (-3 dB)
L'atténuation totale est donc bien de 12 dB
Autre méthode approximative très grossière
8 W -> 0.8 W (-10 dB) -> 0.4 W (-3 dB)
L'atténuation est donc un peu inférieure à 13 dB (pour 0.4 W) et supérieure à 10 (pour 0.8 W), normal, c'était 12…

Pour bien préciser la terminologie, il sera question de dB positifs pour un gain d'amplification et de dB négatifs pour une atténuation.

Quand nous parlerons d'atténuation de niveau, il ne faudra pas chercher quelques dB qui sont imperceptibles mais des paliers de 10 dB.
Cela correspond bien au but recherché, entre écoute attentive d'un bulletin à niveau élevé avec les bruits du bateau dans la brise ou au moteur, et le passage en niveau réduit, non gênant pour le barreur mais encore très perceptible en tendant l'oreille. Une atténuation de 20 dB est raisonnable soit une énorme baisse de puissance d'environ 15 fois.

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 Principe de l'atténuation

Le niveau de sortie (bornes jaunes) reste évidemment constant.
Nous allons par la suite atténuer en nous efforçant de conserver au mieux une charge constante.
Le haut-parleur de gauche présente une impédance de 8 ohms.
Nous allons atténuer en jouant sur les résistances série Rs et parallèle Rp, et calculer le résultat.
La condition à respecter est de maintenir une impédance globale constante vue de la sortie, disons Z =8 ohms.
Commençons par la situation la plus simple à comprendre, avec des valeurs pratiques

Rp=Z
La puissance au point C se répartit également entre résistance et hp, donc la moitié dans le hp.
Rs = Z/2 = Zc, impédance au point C.
La moitié de la puissance totale est dissipée dans la résistance série, la moitié restante dans la résistance parallèle, donc la puissance sur le haut-parleur est le quart de la puissance totale.
Nous respectons bien les conditions l'impédance totale de charge est bien de Z/2 + Z/2 (deux fois Z en parallèle), donc Z.
L'atténuation en puissance sera de 1/4, soit - 6 dB.
Ce n'est qu'un exemple, cette atténuation est trop faible pour être significative.
Nous pourrons l'ajuster à la valeur voulue en augmentant Rs et en diminuant Rp.

Autre exemple très simple

Rp= Z/3
En parallèle sur le hp, résistance équivalente Z/4
Si mous prenons Rs =3/4 Z, les conditions sont encore respectées.
Nous avons donc ¼ de la puissance en C, dont le ¼ dans le hp soit en finale le 1/16 de la puissance dans le hp.
L'atténuation est donc de 16 en puissance, soit 8 *2 donc 12 dB

C'est une très bonne valeur pour passer du niveau fort au niveau faible

Voici quelques valeurs pratiques

Rp Z Z/2 Z/3 Z/4 Z/5
Rs 1/2 Z 2/3 Z 3/4 Z 4/5 Z 5/6 Z
Rapport puissance 1/4 1/12 1/16 1/25 1/36
Atténuation -6dB -10.8 dB -12 dB -14 db -15.6 dB

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 Les variantes d'installation

Maintenant que les atténuations n'ont plus aucun secret, nous allons voir comment réaliser le meilleur montage possible.

 


Voici une première application qui vient à l'idée. Il faut utiliser un gros potentiomètre bobiné acceptant quelques watts, modèle gros et cher, qui s'oxyde et présente des mauvais contacts. Ces modèles sont toujours linéaires. Une valeur de 16 Ohms convient bien mais il serait souhaitable de rajouter une résistance de 4 Ohms et quelques watts en sortie BF de la VHF car l'impédance totale est un peu trop faible.
Ce montage n'est pas fameux car le déplacement linéaire du curseur ne rend pas une sensation linéaire. En début de course, volume fort, le potentiomètre agit peu, en fin de course l'atténuation est brutale.
Ce montage est médiocre.


Ce montage utilise aussi un potentiomètre bobiné, mais de 8 Ohms. Il agit comme une balance équilibrant correctement le son intérieur et extérieur. L'inconvénient est qu'il n'y a aucun contrôle à la table à carte et qu'il n'agit fortement que vers les extrémités. Il est souhaitable de rajouter deux résistances de 1 Ohm aux extrémités du potentiomètre pour limiter cet effet de plage centrale sans action sensible.
Ce montage est médiocre.


Pour éviter l'inconvénient du potentiomètre il suffit d'utiliser une simple résistance. Évidement il n'y a que deux positions, mais cela s'avère suffisant.
Position 1, la résistance parallèle atténue le hp interne, volume maximum au cockpit, faible à l'intérieur.
Position 2, le contraire.
La valeur de la résistance doit atténuer d'une dizaine de dB. Nous avons vu les valeurs dans le chapitre des atténuations. Rs de 5 Ohms et Rp de 4 Ohms donnent un bon résultat.
Attention il faut évidement prendre des résistances bobinées de 5 watts, plus petites elles brûleraient.
Le défaut du dispositif est qu'il n'y a pas de contrôle à la table à carte.


Cette variante est beaucoup plus astucieuse, car elle utilise un va-et vient et donc permet de régler le volume cockpit depuis la barre et la table à carte.
Si les deux inverseurs sont dans la même position, la puissance maximale passe sur le hp de cockpit, le volume intérieur est normal. Si les deux interrupteurs sont en position opposée, la résistance R2 est en série dans le hp cockpit, donc volume extérieur faible. 
R1 = Z = 8 à 10 Ohms, et R2 = 9 Z, soit entre 50 et 100 Ohms donneront un fonctionnement parfait. Une puissance de 1 W est suffisante pour R2, et 5 W pour R1.
Ce montage est le plus intéressant des systèmes rustiques, meilleur que le seul interrupteur extérieur court-circuitant la résistance série. Les maniaques envisageront de mettre un double circuit pour doser le niveau sur 2 bits (4 valeurs), c'est inutile, fort/faible est suffisant.

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 Les approches technologiques

Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ?
Les atténuateurs à résistance marchent correctement, mais si l'on veut réaliser une installation haut de gamme, il faut mettre un peu plus de moyens.
Le principe est de récupérer la sortie bf sur le haut-parleur supplémentaire de la table à carte et réaliser un petit mélangeur (mixer) télécommandé. 
Sur une installation complète, le mixer aura en entrée : VHF et BLU en mono, autoradio stéréo.
En sortie cockpit, réglage séparé des trois niveaux, stéréo ou mono.
Il n'est évidement pas question de mettre une table de mixage de disc-jockey à portée du barreur, il faut concevoir une interface simple et ergonomique.

 La commande

La meilleure commande est constituée par deux poussoirs étanches et trois leds.
Chaque led représente une entrée. A la mise sous tension le système se positionne sur entrée vhf, volume moyen, musique et BLU niveau zéro.
Un poussoir augmente le volume, l'autre le diminue, par pas de 1 dB.
En appuyant brièvement sur les deux boutons simultanément le réglage change d'entrée, la led indique l'entrée correspondante. Un double appui long "resete " le dispositif (remise à zéro).
Il n'est pas possible de faire plus simple et pratique.

Une extension du dispositif consiste à commander aussi les feux de navigation depuis la barre, ou tout autre dispositif. Il n'y a pas de limite aux commandes possibles, il suffit chaque fois de rajouter une led ou mieux, remplacer les leds par un petit afficheur à cristaux liquides qui indiquera la fonction en clair.
Ces applications seront décrites comme exemple des utilisations des microcontrôleurs, des Pics en particulier car elles sont très simples. 
Un petit microcontrôleur lit des poussoirs sur quelques pattes, pilote afficheurs ou leds sur d'autres et dialogue sur un bus.
De l'autre côté, à la table à carte, un autre microcontrôleur décode le bus et exécute les ordres, règle les gains et sort des commandes logiques.
Il existe pour cela une grande variété de périphériques, en particulier la gamme I2C Philips prévue pour piloter toutes les fonctions audio et télévision. Un amplificateur I2C stéréo se commande totalement par quelques instructions.
Tout est possible en utilisant ces excellents circuits, il suffit de lire la documentation et d'assembler les briques.
Il existe une autre approche qui consiste à utiliser un potentiomètre bobiné commandé par un petit moto réducteur. Cette solution électromécanique était à la mode avant les microcontrôleurs, elle a maintenant perdu tout intérêt sauf pédagogique.
Il est possible de remplacer les deux poussoirs par un bouton rotatif sans butées (optoélectronique ou effet Hall) mais d'un prix plus élevé. Il faudra un poussoir supplémentaire de changement de mode

 

 Les limitations du système

Le squelch n'est pas modifiable sans intervention sur l'électronique interne, il sera réglé une fois pour toutes sur le poste, tout comme le canal.

 

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 Influence magnétique sur les compas

Tous les haut-parleurs possèdent un puissant aimant axial. Ils perturbent considérablement les compas de route et du pilote. Lors de l’installation, il faudra pendre en compte les distances aux compas et se débrouiller pour les augmenter au maximum.
Les bons haut-parleurs de cockpit ont une coque en mumétal qui limite les fuites de champ, mais il est impossible de blinder efficacement, l’avant étant évidement ouvert.
Avant montage, vous devez tester vos matériels.
Le plus simple est de déplacer le haut-parleur autour du compas en le faisant tourner sous tous les axes, un observateur repérant soigneusement les écarts, bateau immobile, ou mieux compas démonté et posé au sol. Vous déterminez la distance d’influence provoquant un écart visible.
Il faut faire cela dans toutes les directions horizontales, mais aussi dans les plans inférieurs et supérieurs, les influences variant très fortement suivant les angles des vecteurs de champ. Vous ne pourrez pas le faire facilement pour le compas du pilote, mais le test avec un compas classique vous donnera une idée assez précise.
Une mesure soigneuse, dépendant des matériels vous indiquera une distance de l’ordre du mètre.Par sécurité, doublez cette distance pour l’implantation, en n’oubliant pas qu’à bord toutes les masses métalliques (moteur, barre de secours) se magnétisent et influent sur les compas.

< Il n’y a aucun autre moyen de protéger un compas que de l’éloigner de tout métal magnétique et objet magnétisé ! >

Soyez très vigilants aux équipets et tiroirs derrière la cloison qui contiennent toujours malencontreusement des objets oubliés, comme le casque du baladeur des enfants, le téléphone portable, le compas de relèvement et autres saboteurs magnétiques. Les moteurs électriques (pompes, ventilateurs,…) sont aussi redoutables.
Le compas de secours du canot de survie ou la caisse à outils au fond du coffre, ou les bouteilles de plongée en acier qui se retrouvent parfois près du compas du pilote sur le tableau arrière, sont des classiques des mauvais fonctionnements mystérieux.

Un champ magnétique parasite déforme la courbe de réponse d’un compas, en créant des caps d’attirance, le compas semblant bloqué dans une direction malgré les écarts de route, et des zones floues où, à cap constant, l’aiguille se promène de manière erratique.
Cela se vérifie par mer d’huile, moteur au ralenti barre bloquée avec un petit angle, en effectuant un tour en quelques minutes, les yeux rivés sur le compas. La moindre irrégularité de rotation indique un problème qu’il faudra corriger avant de faire sa courbe de déviation.

 

 

Cette note est un document complémentaire de la page VHF 

et de la page chaîne de réception 

Mat_Itzamma

Afficher l’angle de rotation d’un mât tournant

(Note : Réflexions préliminaires à une étude)

Mat_Itzamma

Maj : 15/07/07

 Introduction

Les mâts ailes  pivotants en carbone sont présents sur les catamarans performants. Ils améliorent considérablement les performances de la voile en présentant un profil optimal pour favoriser l’écoulement  laminaire du bord d’attaque.
Le gain en performance du mât rotatif est évident, mais cela complique l’installation du gréement et pose un problème spécifique pour l’installation de la girouette.

 

 Problèmatique de l'affichage de l’angle de rotation d’un mât pivotant

 

Cette petite note est un exemple de la démarche à suivre lors d'une étude initiale avant la réalisation d’un projet d’électronique embarquée.

Il faut commencer par se poser les bonnes questions afin de savoir si le projet est pertinent puis s’il sera réalisable. Une fois le cahier des charges parfaitement établi, la plus grosse partie du travail est faite, le reste n’est qu’un assemblage de technologies disponibles « sur étagères ».


 La première question à se poser est : Est-ce vraiment pertinent et utile ?

Sur un petit bateau, c’est un gadget, cela se voit bien depuis la barre, sur un très gros bateau de course, l’information peut être utile.
Le vrai intérêt de connaitre les angles du mât est surtout de recaler le zéro de la girouette électronique dans l’axe réel du bateau, sans cela le montage en tête de mât est impossible, il ne reste possible que le montage de deux aériens sur mâtereaux à l’arrière, avec commutateur de gîte.
Cette solution étant extrêmement médiocre l’air est très perturbé dans ces zones et les lectures fantaisistes.

Vue générale du mât aile carbone tournant sur sa rotule titane.
Le gréement est textile, il n’y a pas de pataras.

Mat_Itzamma

 Seconde question à se poser est : Est-ce réalisable ?


Si l’on décide de se lancer dans l’aventure, il faut maintenant faire le choix très délicat du capteur.
Cela s’avère complexe, car la zone de pied de mât est très critique, il y a beaucoup de manœuvres courantes  et toute excroissance rapportée sera scalpée ou écrasée par les coups de bottes lors des manipulations de voiles musclées. Très peu de matériel résistera à cet endroit.
Il faut définitivement oublier tous les capteurs avec axe, aimant et effet Hall, encodeurs optiques ou pire les antiques potentiomètres, à transmission mécanique par biellettes ou câbles. Seuls les systèmes sans contacts sont exploitables ici.

Détail du pied et de sa rotule titane.
Remarquez le fil qualité aviation à très faible perte, gainé Téflon,  pour les feux.

Mat_Itzamma

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 Comment le réaliser en pratique ?


En balayant l’ensemble des principes exploitables, le choix se réduit considérablement.
On éliminera toute idée d’embarquer un compas magnétique sur le mât et un autre sur le pont pour comparer les valeurs, le résultat est imprécis et instable, c’est inutilisable. Cela n’a pas empêché des vendeurs peu scrupuleux de mettre au catalogue ce gadget médiocre.

Il ne reste que les ultrasons pour donner les informations angulaires fiables et précises.

 

 Théorie de la mesure ultrasonique

Le principe de la mesure angulaire est une simple application trigonométrique, la comparaison des trajets relatifs entre l’émetteur sur le mât et trois récepteurs fixes sur le pont donne les angles cherchés.
Le seul angle intéressant est celui de la rotation du mât. Les calculs trigonométriques donnent aussi l’angle de basculement latéral du mât. Cet angle dépend de l’allure et de la force du vent, les haubans au vent s’allongent plus ou moins, les haubans sous le vent sont mous et le mât tombe sous le vent. La connaissance de cet angle en soi a peu d’intérêt, il ne faut pas espérer en faire un détecteur fiable de contraintes du gréement, mais sa mesure est très importante car elle intervient dans le calcul de l’angle de rotation final en compensant la non symétrie sur le plan axial. Il ne sera pas affiché mais c’est un paramètre important du calcul.

 

 Principes

Voici les grands principes à affiner.


 Il n’est pas utile d’afficher les valeurs sur un cadran, il faut les mixer avec les informations de la girouette pour ressortir seulement l’information corrigée sur la console.

 La meilleure approche semble de placer un cristal émetteur en pied de mât, la hauteur de 50 cm au dessus de la rotule est un bon compromis entre portée et précision.

 Il est plus simple de choisir le bord d’attaque du mât, en bord de fuite le hale-bas interfère.
Attention toutefois cette position a un gros défaut, le rayon de rotation est trop petit ce qui posera des problèmes de précision.
Il est plus judicieux de se fixer en bout de moustaches, l’éloignement de l’axe du mât augmentant beaucoup la précision.  Une configuration double émetteurs, un sur chaque bord est parfaite.
Si vous êtes en phase de construction d’un mât aile carbone, pensez à inclure des tubes dans les moustaches débouchant au dessus de la rotule pour installer le dispositif par la suite. Les gaines d’installation électriques domestiques conviennent parfaitement.

 Trois récepteurs sont nécessaires sur le pont, le central fournit le top synchro el la référence de célérité du son en temps réel, les deux latéraux donnent les retards relatifs permettant le calcul des angles. Avec seulement deux récepteurs la précision est très insuffisante.
Pour un montage en bouts de moustaches, il faut que les récepteurs ne soient pas dans l’ombre du mât pendant la rotation, le trajet sonore indirect est inexploitable. Et amène généralement à monter deux séries de trois récepteurs, un sur chaque bord (excitation alternée des deux émetteurs).

 Il est possible d’inclure les trois capteurs dans une règle épousant le pont pour des questions pratiques, bien qu’un montage triangle soit plus adapté.
L’espacement des capteurs latéraux est optimal à la moitié du maitre bau.

 Il faut réduire au maximum le câblage, les fils sont très vulnérables.
Il est possible d’avoir le bloc émetteur sur le mât indépendant, avec accumulateur et émission asynchrone, mais ce n’est pas une bonne idée car il faut retirer le bloc pour le recharger.
Un petit fil comportant l’alimentation et la synchro, est préférable, de toutes les manières il existe déjà le faisceau  du feu de mât et de la girouette, un câble de plus ne pose pas de problème.

 Les capteurs de pont et le bloc sur le mât sont reliés au boîtier à microcontrôleur placé à l’intérieur, sous la trappe de visite comportant  les jonctions des fils.
Les modules ultrasoniques sont très courants, ce sont les mêmes que dans les alarmes de voiture, mais à encapsuler dans un boîtier étanche et solide.


Voir le principe de mesure par ultrasons en page télémétrie 
C’est exactement la même problématique.

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 Affichage compensé de la girouette


Le traitement électronique des modules ultrasons est sans difficulté, un simple affichage d’angles est trivial.
Le  très gros problème est de réaliser un système universel qui accepte la majorité des girouettes du marché pour afficher les valeurs du vent relatif corrigé.
Il existe deux approches très différentes :


 Interception des fils du capteur de la girouette.

Le signal est manipulé et renvoyé pour que l’électronique de la girouette affiche la valeur compensée sans aucune modification du matériel commercial. La garantie n’est pas affectée, le matériel n’est pas touché, en cas de problème, il suffit de débrancher le bloc et de relier les prises directement pour retrouver le montage d’usine.

 Manipulation du bus ( NMEA ou autre)


Il faut ici patcher le logiciel de la girouette pour lui faire prendre en compte l’entrée supplémentaire.
Suivant les configurations particulières, l’une ou l’autre de ces méthodes s’imposera.
Dans tous les cas, cela demande une action de reverse engineering, les constructeurs ne communiquant jamais leurs schémas et les sources de leur firmware.

Au largue, la rotation est ici de de 45 degrés, avec un faible basculement latéral par petit temps.

Mat_Itzamma

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 Étalonnage du dispositif

Étalonnage statique


Le premier étalonnage est très facile à réaliser à quai, bateau à plat et mât droit.
Un simple pointeur laser, disponible à coût dérisoire sous forme de niveau dans les magasins de bricolage sera fixé provisoirement sur le mât en visant une règle graduée. La mesure est d’une extrême précision et permet de régler ses paramètres au dixième de degré près.

Étalonnage dynamique

Cette phase est beaucoup plus complexe car il faut compenser la chute du mât sous le vent.
Il faut pour cela lâcher les haubans sur un bord à quai et incliner latéralement le mât pour relever toutes les combinaisons de rotation + inclinaison. Les courbes sous Excel des paramètres bruts montrent la continuité des résultats et évitent des points aberrants.
Cette opération est dangereuse, en cas de fausse manœuvre le mât peut tomber entraînant des dégâts catastrophiques.
Il faut doubler les sécurités, la drisse de GV et de spi ne sont pas absolument pas suffisantes. Une estrope en partie haute du mât et une grue à mâter diminuent les risques.

Les angles latéraux étant mesurés, il reste ensuite à affiner ses algorithmes pour les prendre en compte, l’idée étant toujours que la girouette de tète de mât donne une indication de vent relatif fiable et égale sur chaque bord, quelle que soit la position du mât.
De longs essais en mer confirmeront la justesse des calculs aux diverses allures et forces de vent.

Avec deux émetteurs et trois récepteurs, cela représente des milliers de données à rentrer, il faut plusieurs jours de travail à deux.
Une fois les nuages de points relevés, vérifiés et lissés, le plus gros est fait. Les algorithmes seront mis au point ensuite tranquillement au labo sur un simulateur.
Pour la phase développement, il faut réaliser un banc d’atelier à automate intégrant tous ces tableaux de résultats, avec les sorties simulant les capteurs et lisant deux potentiomètres simulant les deux angles du mât. Cela permet d’affiner l’algorithmique.
Les puristes remarqueront que suivant la charge, l’étai subit aussi des allongements, mais l’erreur de quête reste faible, ce paramètre sera négligé. Sur un bateau de très haut niveau, la précision de l’angle de remontée au près est du dixième de degré, la compensation de ce paramètre sera intégrée dans des tables pour le calcul en fonction des valeurs brutes de la girouette et de l’anémomètre.

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 Les questions récurrentes


 Ce dispositif existe-t-il dans le commerce ?

Non.


 Pourquoi ?

L’universalité évoquée au chapitre précédent est un frein majeur pour une telle étude.
En production, ce matériel ne revient pas très cher, mais il faut une commande de mille pièces au moins pour amortir l’étude. La diffusion est trop restreinte pour lancer une présérie.


 C’est exactement ce que je cherche, pouvez-vous me le réaliser ?

La réponse est au dessus…

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 Liens

Girouettes et anémomètres 

Aciers inoxydables

Publié dans Trucs et astuce - divers lundi, 06 février 2017 09:01 0

Aciers inoxydables

(Note)

 

Maj : 31/03/10

 Introduction

J'ai mis dans cette modeste note quelques informations sur l'inox marine, car je l'utilise comme tout plaisancier sans avoir les idées bien claires sur les propriétés des nuances, la soudure, la passivation... 
Il est toujours surprenant de voir une coulée de rouille sous un élément pourtant inoxydable après quelques saisons de navigation, cela vaut la peine de réfléchir un peu lors de montage de pièces supplémentaires.
N'hésitez pas à faire des remarques pour compléter ce texte très insuffisant, ce n'est vraiment pas une de mes spécialités.

 

 Les variantes à utiliser

A l'occasion d'un bricolage à bord, ajout d'accastillage, pièce sur le mât, la tendance est d'utiliser un quelconque acier inoxydable récupéré, le poser après l'avoir adapté, et s'apercevoir qu'il vieillit très mal, se corrode, dégrade l'alliage léger des espars et peut casser à la soudure.
Voyons les différents points pour nos utilisations en accastillage. Ce sont des évidences, mais elles sont souvent oubliées et sont la source des problèmes. Les détails sont dans les liens. Si une résistance mécanique maximale n'est pas indispensable, la seule nuance marine à peu près inoxydable est le 316 L.
 La soudure se fait avec le même matériau, poste à argon pour éviter l'oxydation (par quelqu'un qui sait se servir du poste..).
 Polir soigneusement la pièce terminée pour enlever toute bavure, cratère ou éraflure.
 Passiver la pièce à l'acide phosphorique (il existe d'autres passivants, voir liens).
 Lustrer pour obtenir une finition miroir.
 Isoler inox et alliage léger par une feuille plastique, joint silicone, les rivets pop doivent être posés noyés dans la silicone.
. Rincer à l'eau douce chaque fois que possible pour éviter les ponts de sel.
.Toute agression, rayure, contact avec métal ferreux doit être effacée (polissage, passivation, lustrage…)

 

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 Compléments des lecteurs

 Jean-Noel.Goulard

Je possède un bateau en alu (OVNI 36) et un des gros problèmes est la corrosion inox-alu dans tous les systèmes de fixation (vis, rivet,...) en contact avec l'eau salée qui rend très vite l'ensemble indémontable.
Après de nombreux test, la seule solution viable est une graisse spécifique aviation de chez International : "Maxtinox "utilisée par Airbus Industrie et vendue en tube pour un usage individuel. Ses inconvénients :
- elle est pénible à utiliser car très fluide, "filante " et tâchante (et jaune canari...) mais ça se gère.
- International ne fait pas de publicité autour de ce produit, le réservant aux professionnels pour des raisons de règles de manipulation, l'étiquette de sécurité faisant référence à des risques cancérigènes (pour un usage fréquent, je suppose). Il est quand même possible d'en commander en passant par un revendeur.
- un prix un peu élevé (environ 20 € le tube de 250 gr, à vérifier) mais on en consomme si peu qu'il m'en reste après 10 ans.

 

 Liens

Les différents types d'aciers inoxydables : fila-sa.com..historique
Mon dealer local , Ridings et Dafrodis : metaux.com
Rénovateurs, détartrants, passivants : stami-france : lien mort
Rechercher dans votre moteur "nuances inox"

Boulons de quille, anodes et foudre

Publié dans Trucs et astuce - divers lundi, 06 février 2017 05:57 0
Boulons de quille, anodes et foudre

Maj : 20/05/09

 Abstract :
The importance of electrical link between keel and rigging. The problem of very bad installation by naval shipyard of a copper braid quickly destroyed by corrosion. The good solution with a simple stainless steel strip on the bolt. Protection about lightning disasters. 
Leaks electrolytic at the prow, windlass and balcony lights.

 Résumé :
L'importance du lien électrique entre la quille et le gréement. Le problème est la très mauvaise installation d'une tresse cuivre rapidement détruite par corrosion. La bonne solution avec une simple bande d'inox sur le boulon. Protection contre les désastres de la foudre.
Les fuites électrolytiques à l'avant, guindeau et feux de balcon.

 

 

 Introduction

Cette austère petite page évoque le problème de la liaison électrique de la quille et du gréement. Le montage chantier est souvent bâclé, il faut réparer ensuite. J'évoque la bonne solution pour résoudre définitivement ce problème. Cette continuité électrique est indispensable pour deux raisons.

 Les anodes

Les fuites électrolytiques. Faute de savoir isoler arbre et hélice, il faut raccorder des anodes (pendanodes) mobiles diminuant l'attaque des anodes fixes et économisant les anodes fixes quand le bateau est au mouillage.
La protection anodique n’est que très partiellement évoquée ici, car ce sujet très complexe demanderait un trop long développement.

 La foudre

Relier tout le gréement et l'équipement de pont (filières, balcon,...) permet de réaliser une cage de Faraday en protégeant l'équipage de la foudre. Les énormes courants de décharge suivent toujours les parcours à résistance électrique minimale. La liaison du mât et du gréement à la quille est maintenant régie très précisément par la norme : ISO 10134 : 1993 Navires de plaisance -- Dispositifs électriques -- Protection contre la foudre.
Consultez aussi la liste des nombreuses normes applicables à la marine, il est possible de commander les documents papier sur un site ISO, par exemple: iso.ch

 

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 Impact de foudre

En régime orageux, deux manifestations se produisent.

 L'accumulation de charges statiques

Elle débute en tête de mât, se manifestant par les feux de saint Elme, puis par des crépitements sur le haubanage et les filières. Un contact avec le balcon ou la filière isolée peut provoquer une terrible décharge de quelques dizaines de kilovolts, au-delà il y aura des amorçages spontanés et très inquiétants.

 Le coup direct

Il aura souvent été précédé par les phénomènes avant-coureurs cités précédemment. La bonne liaison électrique permet d'évacuer les charges statiques qui favorisent le risque de flash, la foudre aura plus de chances de tomber à coté. Le coup de foudre direct, est très destructeur. La continuité électrique protégera très efficacement le bateau et l'équipage, en créant une cage de Faraday, mais l'électronique de bord en service sera vraisemblablement détruite quand même par l'énorme impulsion électromagnétique.

 Minimiser les dégâts

Il faut débrancher tout ce qui ne sert pas vraiment (y compris le frigo) en zone orageuse, arrêter le radar et le GPS. Les pilotes, speedomètres et sondeurs, qui ne possèdent pas de périphériques exposés sont moins vulnérables. 
La girouette et la VHF doivent absolument avoir aussi la prise de l'aérien débranchée et éloignée du boîtier, sinon elles exploseront en risquant de mettre le feu au bateau. Il ne faut pas laisser les prises pendre dans le tableau, cela produirait un amorçage avec les fils d'alimentation, mais installer un support femelle pour recevoir chacune des prises. L'embase se trouve en pièces détachées pour la girouette chez le fabricant, sinon coupez le fil et rajoutez un jeu de prises DIN classiques dans le tableau. Pour la VHF l'embase de PL259 est très courante. Ces prises seront montées sur une petite cornière laiton, toutes les connexions sont soudées ensembles et reliées à un boulon qui reçoit une tresse de masse partant à la quille. Il est évidemment impossible de monter un commutateur ou relais pour remplacer cela, car la faible distance des contacts ouverts équivaut à un court-circuit avec de très hautes tensions. Il existe des parafoudres pour l'antenne VHF , d'efficacité moyenne. Ce sont des cartouches contenant un gaz qui s'ionise à tension élevée et court-circuite âme et masse du coaxial si l'électrode de commande est bien reliée à la quille. Cela protège seulement pour de petits impacts.

 Les parafoudres éclateurs

Les parafoudres à éclateurs ont été testés. Ils sont constitués par un tube verre, chambre avec gaz basse pression contenant deux grosses électrodes séparées de 2 centimètres, strappées par une forte résistance d'écoulement des statiques. Ils sont abandonnés, car en cas d'impact direct ils explosent en mettant le feu au bateau. Les énergies mises en jeu sont énormes.

 

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 Mauvais montage des boulons de quille

Ce problème est commun à la majorité des chantiers qui ne prennent pas en compte ce problème et font une installation déplorable. Il ne concerne évidemment pas les bateaux métalliques. Sur un bateau plastique, la masse métallique de la quille doit être impérativement reliée aux autres masses du bord, en particulier au gréement. Pour cela il faut tirer une grosse liaison électrique depuis un, ou mieux plusieurs boulons, vers le gréement.
Cette réalisation chantier est souvent très médiocre mais peut être reprise a posteriori sans trop de problèmes, sauf du côté quille où le travail saboté est très délicat à refaire.
Par bêtise, incapacité négligence ou ce que vous voudrez, le chantier ne fait pas le montage propre et se contente de coincer une tresse (toujours sous-dimensionnée par économie) sous la rondelle d'un des boulons. Cette honteuse saleté est masquée par un paquet de résine ne laissant sortir que la tresse qui barbotte dans l'eau des fonds.
Au bout de quelques saisons de navigation elle est évidemment totalement corrodée et le contact définitivement perdu. C'est grave car cela implique une réparation difficile.
Il faut casser le chapeau de "choucroute "au ciseau à bois pour dégager tout le boulon, et surtout arriver à dévisser ce boulon pour enfiler l'équerre inox. Cela peut être impossible pour l'amateur, le boulon pouvant être très bloqué, il faut une énorme clef.
Cela se fait évidemment à terre et non pas à flot pour libérer la tension due au poids de la quille.

Voici le résultat du mauvais montage chantier habituel. La liaison est perdue dans la stratification. La tresse qui est une vraie éponge absorbe l'eau des fonds et se détruit saturée par le sel. Les propriétaires qui ne démontent jamais les planchers ne s'en inquiètent pas, se contentant de constater que la rosace de quille disparaît à grande vitesse.   coupure tresse

 

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 Réalisation propre

Par simple pliage d'une tôle inox ou laiton (épaisse de plus d'un millimètre), réaliser une équerre d'une dizaine de centimètres de large percée d'un trou pour le tirant (ou boulon) de quille. Cette équerre sera vissée ou mieux pincée sur la membrure proche pour ne pas l'affaiblir.

   L'équerre de liaison

 

Sur le dessin représentant les fonds, une réalisation possible est symbolisée. La tôle est pliée à froid au marteau, il est préférable de la doubler côté boulon si elle est trop fine. L'extrémité libre peut aussi être repliée si vous voulez pincer la tresse ou le câble (type batterie).
Le boulon est ensuite remonté avec sa grosse rondelle qui pincera l'équerre contre les fonds puis normalement stratifié. Il est très facile ensuite de reprendre la tresse par une cosse sur l'aile inox toujours accessible. Ce montage est éternel et le contact ne sera jamais perdu. Les plus soigneux prolongeront cette équerre dans les fonds pour prendre plusieurs boulons, cela devient du luxe, mais en cas de foudre, cela répartit les courants et évite de volatiliser le seul tirant relié.
La conductivité de l'inox n'est pas très bonne, mais suffisante ici. Les tirants et le haubanage sont aussi en inox. Il vaut mieux l'utiliser plutôt que du laiton qui est trop sensible à la corrosion en immersion (sauf à forcer l'épaisseur) . Cette conductibilité sera suffisante pour passer les quelques milliampères de courants galvaniques et en cas de malheur les dizaines de milliers d'ampères d'une décharge de foudre, mais la tresse se sera alors volatilisée en risquant de mettre le feu au bateau. Il n'y a qu'un seul conseil (idiot) à donner, ne prenez jamais la foudre…

Il est bien préférable de ne pas stratifier à nouveau les boulons, qui resteront visibles pour une prochaine maintenance facile. Les plus soigneux décolleront le bateau de la quille sur sangles pour dégager les tiges puis le poseront sur un autre ber. La quille aura évidement été très solidement bridée auparavant sur le ber par des madriers et des serre-joints de maçons pour qu'elle ne tombe pas. Il est alors possible de re stratifier la semelle, intérieurement et extérieurement, en ayant bien mesuré la longueur du filetage disponible avant démontage pour être certain de dépasser légèrement de l'écrou après blocage. Si cela est possible, renforcez les fonds en noyant une cornière inox. Trop fort n'a jamais manqué ! Attention, si vous re stratifiez les bords des trous de boulons, restez bien centrés, il n'y a aucune tolérance à la remise en place de la quille. Remontez en noyant au pistolet à joint.

Une première analyse montre qu'il faut relier mât et gréement via les reprises internes de cadènes à la quille. Cela améliore l'effet de cage. Ce n'est toutefois pas une solution de sécurité. La foudre prenant le chemin le plus court, cette disposition risque de faire exploser la coque au niveau de la flottaison en traversant le stratifié. Il faut donc simplement relier le mât en offrant le chemin le plus direct au niveau de l'épontille, avec boulons traversant le pont, en ne reliant pas les cadènes.

Comme il est dit dans les vieux grimoires, des chaînes pendant aux cadènes par l'extérieur seraient très utiles mais difficiles à mettre en place en pratique. Imaginez un 60 pieds open partant en surfs à 30 nœuds avec une guirlande de chaînes pendouillant dans l'eau…
Voici un montage très propre, d'origine chantier, chez Bavaria, ici sur le 32h. La liaison électrique au gréement est très bien réalisée par le pied de mât relié à l'épontille, elle-même reliée aux boulons.

 Bavaria 32

 

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 La maudite tresse cuivre

La tresse cuivre étamée à comme avantage principal sa grande souplesse qui permet de la passer facilement sous les aménagements. Autre avantage, dans le cas de la liaison d'une plaque de masse en laiton fritté pour améliorer toutes les liaisons radio, elle présente une bonne surface de conduction. Plus on monte en fréquence, plus la conduction s'effectue par la surface du conducteur (effet de peau, "skin effect "). Sur un bateau, la tresse présente un grave inconvénient, elle se corrode très vite en présence d'eau de mer. Il faut absolument la proscrire dans les fonds susceptibles d'être mouillés et lui préférer du feuillard laiton, disponible en rouleaux de toutes largeurs, et beaucoup plus facile à former que de l'inox. Du câble à batterie convient aussi, à condition de souder proprement les cosses et les noyer dans la peinture ou la graisse si le contact peut être soumis à l'humidité.
Une installation astucieuse et économique peut être faite. Le guindeau est placé à l'avant et généralement la batterie à l'arrière près du moteur. Il faut donc tirer une double ligne en câble de très gros diamètre entre les deux. Si cette ligne passe dans les fonds, il est possible de couper le négatif et de le raccorder par deux belles cosses sur l'équerre du boulon de quille afin d'éviter une liaison supplémentaire. Coté guindeau, reprendre ce négatif avant le les relais inverseurs pour relier la ferrure de pataras et les balcons.

 

 Quelle dimension optimale pour le feuillard ?

Pour l'épaisseur, c'est très simple, cela a peu d'importance, ou trouve couramment des rouleaux en épaisseur de 1 mm, cela suffit car la conduction lors de l'impact ne se fait qu'en surface et c'est assez épais pour résister à la corrosion.
Pour la largeur, c'est bien plus compliqué !
Il faut trouver un compromis raisonnable. Un feuillard de 25 mm de large, monté de part et d'autre dans les vaigrages et ceinturant la coque, bien raccordé à la quille et au mat sera parfait pour évacuer les charges statiques et encaisser un coup de foudre tombant à quelques dizaines de mètres du bateau.
C'est déjà bien mieux que rien, c'est-à-dire le mauvais montage chantier coupé par la corrosion.
En cas d'impact direct, les courants sont de l'ordre de quelques dizaines de milliers d'ampères pendant un temps très bref. Le pauvre feuillard de deux fois 25 millimètres de large sera évidement volatilisé.
La question est de savoir s'il aura eu le temps d'évacuer l'énorme énergie avant de se vaporiser sans faire un trou dans la coque et électrocuter l'équipage.
La réponse n'est pas simple, les retours d'expérience sont rares, cela est très difficile à simuler et dépend de la puissance de l'impact qui peut être monstrueuse.
Pour un impact majeur, rien ne résistera, il faut donc faire l'impasse en croyant à sa chance et limiter ses ambitions à la protection d'impacts raisonnables.
Mon compromis est d'utiliser une largeur de feuillard de 20 cm, ceux qui n'en comprennent pas l'intérêt trouvent cela ridicule.
Il est souvent plus facile pour ne pas dévaigrer tout le bateau de passer le feuillard verticalement le long de la cloison de renfort sous le mat. Cela tombe dans les toilettes ou une cabine, le montage est simple. Une fois le feuillard collé, une petite feuille de placage léger le masque à la perfection.
Cette solution a aussi l'énorme avantage de faire la liaison au plus court, sur moins de deux mètres, et en cas d'impact catastrophique, un début d'incendie sur la cloison sera bien moins grave qu'un gros trou dans la coque.

 

 Croyances stupides

Une vielle légende, qui tente d'expliquer par la magie ce qui n'est pas compris, fait courir le bruit que la quille en plomb ne doit pas être raccordée, car le plomb fond... La tresse va bien au fond du puisard, mais n'est reliée à rien, alors qu'avec la quille en fonte, la continuité électrique est assurée. C'est évidement une absurdité, car en cas d'impact les charges s'écouleront au plus court à la mer et vaporiseront la coque sous la flottaison.

 

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 Sujet annexe, refaire le joint

Au bout de quelques années beaucoup de joints de quilles fuient. Il faut profiter du tirage pour carénage pour le refaire. Soudoyer votre grutier pour qu'il vous laisse sur sangles deux heures au moins avant de remettre à l'eau. Il faut absolument réaliser l'opération bateau sur sangles pour mettre les tirants de quille en tension, l'allongement est très sensible, sur cales, l'interstice se referme avec tout le poids du bateau en compression. Gratter alors le vieux joint avec des gouges et des cutters. Il faut parfois en enlever sur quelques centimètres de large et de profondeur. Si vous avez le temps, fignolez au karcher, séchez avec des chiffons, et finissez au pistolet à air chaud. Passez un primer d'accrochage puis bourrez avec des cartouches de joint silicone, lissez et accélérez le durcissement au pistolet à air chaud, le grutier commence à être un peu nerveux. Passer autant de couches d'antifoulings que possible, toujours en accélérant à l'air chaud en fonction du temps que vous pouvez négocier. Vous être tranquilles pour de longues années.

 

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 Les effets pervers

Les effets pervers, autrement appelés effets de bord. Une question se pose : La mise tout à la masse ne risque t'elle pas de griller mon électronique par remontée via le négatif ?
Nous pouvons la poser un peu différemment :
En cas de guerre, le flash électromagnétique produit par les bombes thermonucléaires pourrait-il endommager mes cassettes vidéo ?
Suivant l'intensité de l'impact, tous les stades peuvent être atteints, d'un simple écoulement de charges sans conséquences à la destruction totale du bateau.
La foudre suivra le chemin le plus court, que les appareils soit branchés ou non, cela dépend de la disposition des fils.
Un anémomètre dont la prise d'alimentation est débranchée explosera pour un impact moyen, le câblage des afficheurs présentant un effet capacitif par rapport aux autres conducteurs du bateau ; s'il était alimenté sur piles, cela ne changerait pas grand chose.
Le sondeur, s'il n'est pas sur le bus NMEA, et s'il n'y a pas de girouette, résistera probablement mieux.
Dans un montage classique, les fils passent dans la même gaine, les répétiteurs de sondeur et de girouette sont dans la même console et les bus sont câblés, tout grillera, alimenté ou non sur un impact moyen qui n'endommagera ni le bateau ni l'équipage.

Une bonne liaison protège du maximum de chocs petits et moyens, jamais des gros dont l'énergie est monstrueuse, dans ces conditions, la survie de l'électronique du bord à bien peu d'importance.

Et si l'on isolait tout ?
Le problème est qu'il est impossible d'isoler le gréement de la masse moteur et électrique. 
Si la liaison n'est pas établie, il y aura de nombreuses fuites à cause de l'électrolyte (eau de mer) et en cas de foudre, les millions d'ampères instantanés trouveront un chemin imprévisible dans le bateau en brûlant et vaporisant tout sur leur passage. Il faut forcer l'écoulement. 
Un bateau sans la moindre trace de métal conducteur aurait moins de problème, surtout si l'équipage n'a pas de dent plombée.

 

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 Les anodes

 Corrosion électrolytique

Un bateau métallique se comporte comme la célèbre pile de Volta. Deux métaux différents baignent dans un électrolyte, en établissant un contact électrique entre les deux, un courant s’établi avec transport de métal, au travers du bain électrolytique de l’électrode la plus électropositive (anode) vers la plus électronégative (cathode). 
Sur un bateau, nous n’avons pas simplement deux métaux purs mais plusieurs alliages aux potentiels électrolytiques très divers, en particulier pour un bateau métallique, la coque représentant une énorme cathode (alliage de fer ou d’aluminium), les arbres inox (propulsion et barre), d’arbre, les boulons de quille, les divers bronzes des hélices, bagues, et passe coque.

Il aurait peu de problèmes s'il était possible d'isoler l'arbre inox du moteur (relié à la quille) et l'hélice bronze de l'arbre, mais cela est difficile. Une hélice inox résoudrait la partie du problème de la liaison avec l'arbre, mais cela est très rare, le moulage inox étant plus délicat que le moulage bronze.

La protection anodique consiste à relier électriquement un métal, plus électronégatif que tous les autres à protéger, dans l’électrolyte.

Dans ces condition, cette anode sacrificielle, en métal le moins noble possible, perdra se atomes qui iront se déposer sur les autres métaux, elle se désagrègera peu à peu et devra être remplacée souvent si elle est efficace.

Outre le fait que le zinc des anodes est vendu à des prix peu raisonnables au plaisancier basique, la réalité fine est plus complexe. 
Les métaux électropositifs de chargent en polluants électronégatifs (c’est le principe même). 
Cela parait idéal à première vue, le plaqué or consiste aussi à déposer sur un métal vulgaire une très fine couche d’or qui donne l’aspect du massif (sauf rayure et usure). La seule différence est que le métal récepteur est parfaitement poli, dégraissé et passivé au préalable pour recevoir une couche très homogène.

Dans notre cas, c’est plus catastrophique, la surface est très irrégulière et partiellement isoléepar les concrétions et les algues. Les dépôts de métal par électrolyse vont donc se faire de manière très irrégulière avec des pics et des zones épargnées. Les divers carénages n’arrangeront rien car il est impossible de polir les métaux et d’enlever les trace pieds des berniques et divers organisme, constitués d’une colle organique isolante très performante. 
La conséquence est de créer une infinité de micro piles locales qui vont agir sur la structure hétérogène des alliages pour les rendre poreux et cassants.

Moralité. N’utilisez à bord que des métaux purs, parfaitement polis et passivés. Une coque en or massif, avec tout l’accastillage et le moteur du même métal poli miroir vous ferait économiser le prix des anodes. Pour les pauvres, le métaux vils inox, AG4 et bronzes seront utilisés, mais c’est dommage…

Équilibre 
Métal-Métal Ion

Potentiel 
à 25 oC en V

Ag/Ag +

+0.80

Cu/Cu 2+

+0.34

H 2/H +

(reference) 0

Fe/Fe 2+

-0.44

Zn/Zn 2+

-0.76

Al/Al 3+

-1.66

Mg/Mg 2+

-2.36

Tableau des potentiels principaux, des plus nobles (or, argent, cuivre…) aux moins nobles.

Si l'anode ne se corrode pas mais noircit, le fonctionnement est anormal. Il existe donc une source de tension parasite qui inverse le rôle de l'anode, fuite électrique ou constitution d'autres couples électrolytiques par des métaux qui se corrodent. Il faut identifier ces causes au plus vite et réparer, c'est un problème grave et perfide.

Pour améliorer durée de vie et efficacité des anodes, on peut ajouter une pendanode, simple bloc de zinc supplémentaire serti sur un bout de câble inox de deux mètres. Une seule anode suffit pour un petit bateau plastique. Il faut l'immerger à la hauteur de l'hélice. L'autre extrémité du câble est maintenue par mousqueton après quelques tours autour du balcon.
Attention, cela ne sert absolument à rien si le balcon n'est pas bien relié à la masse moteur, comme cela a été vu au chapitre précédent, sauf à faire rigoler les poissons. Vous constaterez simplement l'efficacité du système, après quelques semaines d'immersion, le zinc de la pendanode doit déjà être sérieusement attaqué.
Quand la protection par pendanode est efficace, l'anode conique de bout d'arbre d'hélice, l'olive d'arbre et la rosace de quille ne sont pas attaquées rapidement et tiennent largement une année. Si au carénage suivant, ces anodes sont complètement poreuses et désagrégées, alors que la pendanode est pimpante, cela signifie que les pièces métalliques ne sont pas équipotentielles. La pendanode de surface supérieure doit subir le maximum de l'attaque, protégeant ainsi les anodes fixes.
Il n'est malheureusement pas possible, par une astuce quelconque, d'un bout passant de part et d'autre du bateau, de plaquer un bloc de zinc amovible, au contact de l'arbre pour protéger les anodes fixes. Il faut un très bon contact électrique qui ne s'établit pas par couche de surface (barrière d'oxydation), seul le câble inox moulé dans le bloc peut l'assurer, via l'autre extrémité boulonnée au balcon relié lui-même par tresse au négatif général.

 

 Isolateur galvanique

Autre conséquence fâcheuse, le bateau, amarré à quai et relié au secteur par la prise de quai, se trouve en contact électrique avec tout l’environnement métallique voisin, bateaux, chaînes et pieux. 
L’anode va donc se déposer préférentiellement vers les métaux les plus électronégatifs, au détriment de votre protection. 
Les préservatifs n’existant pas au-delà de la taille XXL, il est donc illusoire de penser enrober les parties immergées de votre bateau dans une chaussette isolante à quai, ce serait peu pratique. L’idée stupide et dangereuse serait de dire « Je ne relie pas la terre, alors je n’aurai plus de fuite ». C’est du même ordre que de dire « si je me coupe la jambe, je n’aurai plus froid aux pieds… ». 
Supprimer la terre à quai faciliterait l’électrocution avec les appareils reliés au secteur, le rebouclage se faisant toujours par l’électrolyte (vulgairement appelé « la mer » par les incultes.

En pratique pour un bateau acier ou plastique, tous les métaux seront électropositifs, avec des écarts de quelques dixièmes de volt. Pour se protéger des métaux voisins, il suffit de décaler la tension de masse du secteur de quelques dizaines de volts et le risque de fuite vers les autres métaux est annulé. 
Cela se fait très facilement en utilisant deux diodes silicium tête bêche intercalées entre l’arrivée et la distribution de la terre sur le tableau électrique du bateau.
Ces diodes ont un seuil de 0.7 Volt et doivent tenir un fort courant par sécurité, beaucoup plus que la consommation maximale du bord. Des diodes de quelques dizaines d’ampères conviennent parfaitement. Sur un vieil alternateur de voiture, il est facile d’en récupérer six serties sur un dadiateur, trois sont à anode commune, trois à cathode commune. 
Le radiateur support sera vissé sur la barre de terre du tableau, une anode et une cathode seront reliées à l’arrivée de la terre du quai. 
Vous récupérez ainsi gratuitement d’excellentes diodes, encaissant plus de cinquante ampères en continu et des centaines sur un pic de courant. 
Vous pouvez aussi acheter deux diodes montées dans une boite plastique (mais de bien moins bonne qualité) pour plus de 100 Euros à votre shipchandler si vous ne voulez pas vous salir les mains. Cela n’est pas une panacée mais s’avère relativement utile et sans danger pour un bateau acier.

 

 Coque aluminium

Nous n’avons parlé jusqu’ici que de l’acier, pour de l’alliage léger le problème est bien plus compliqué ! Il faudrait de nombreuses pages pour développer ce sujet incomplètement effleuré ici. Le potentiel de l’aluminium pur non oxydé (métal actif sortant du sablage) est extrêmement négatif, à -1.66 V. Il ne se trouve pas de métal courant plus électronégatif, hors le lithium inutilisable ici et le magnésium qui s’oxyde très vite et ne peut s’utiliser que dans des alliages complexes avec de mauvaises propriétés. 
Il pourrait sembler a priori qu’il faille donc exclure les anodes zinc qui auraient un effet inverse, l’aluminium actif migrant vers le zinc, mais il n’en est rien ! Les spécialistes de la protection galvanique comme Pechiney préconisent les anodes zinc ou en alliage spécial en excluant le magnésium qui entraînerait une corrosion cathodique.
Le potentiel de l’aluminium sous forme d’alliage et oxydé en alumine est alors de l’ordre de 0.8 V, il est plus électropositif que le zinc. La couche d’alumine (métal passif et isolant) et les revêtements de peinture et résine sont isolants et protègent la coque, mais attention aux rayures qui entament la protection. Il faudra être particulièrement vigilant de toujours garder les œuvres vives en parfait état pour éviter les attaques, particulièrement actives dans les zones d’aération différentielle et évidement par effet de micropiles, sans oublier les fonds de cale à eaux stagnantes.
Tout serait plus simple si un bateau en alliage léger n’avait ni moteur ni électricité, ni autre métal à bord...

 

 Protection active

Pour bien protéger les coques métalliques, il faut utiliser une protection active, comme sur les bateaux acier de la Royale. Cela consiste à installer des anodes, parfaitement isolées de la coque, et reliées à un potentiel négatif par l’intermédiaire d’une petite alimentation basse tension afin de se placer un peu en dessous du potentiel du métal le plus électronégatif (l’aluminium). Avec quelques milliampères et deux volts, la coque est totalement protégée. 
Seul le manque de compétences et de compréhension de phénomènes d’électrolyse explique que la protection active n’est pas montée systématiquement. 
La protection active présente un trop grand risque sur un bateau de plaosance en alliage.

 

 FAQ : Pourquoi pas d’anodes en aluminium ?

L’aluminium avec son électronégativité ferait de parfaites électrodes sur bateau plastique ou acier s’il ne se recouvrait pas immédiatement de Al2O3, l’alumine, qui est un parfait isolant. Il faudrait racler l’anode routes les secondes pour la réactiver, ce qui explique que ce métal ne peut être employé dans les piles. Le zinc ne s’oxyde pas, ce qui est un impératif pour les utilisations en milieu électrolytiques.

 

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 Les fuites électrolytiques l'avant, guindeau et feux

Le constructeur du guindeau s'efforce toujours d'isoler le négatif du bloc métallique. C'est difficile à réaliser sur un matériel neuf et sec et très difficile à maintenir une fois en place, le guindeau étant très exposé au ruissellent. Il y a toujours du sel humide sur les bornes de raccordement qui s'infiltre à l'intérieur. Cela crée des couples électrolytiques générateurs de corrosion et de fuites.
L'autre approche est de relier d'office le corps du guindeau au négatif.
Cela a l'avantage de supprimer le risque coté négatif, mais la fuite par le positif reste présente avec ses effets dévastateurs de destruction du carter.
De plus cette approche est perverse si le balcon n'est pas exactement au même potentiel. Il faut le relier sous les boulons de fixation du guindeau et du balcon par un feuillard en s'assurant que le contact ne soit pas isolé par oxydation.
Il faut chasser toutes les fuites. Il est facile de démonter souvent les feux de balcon pour sécher et graisser. Coté guindeau, il vaut mieux prévenir et entourer bornes et cosses de joint silicone et bien protéger les gros câbles dans le pic avant.
Il y a un problème supplémentaire avec le guindeau. Les poussières de charbon et de cuivre issues de l’usure du collecteur s’accumulent dans le carter et provoquent des ponts électriques produisant les mêmes effets que l’eau de mer. Il faut tout démonter après quelques centaines d’utilisations du guindeau, nettoyer et changer la graisse.
N'oubliez pas les feux de mât qui fuient aussi.

En multipliant les précautions, la corrosion peut être maîtrisée.

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 Conclusion

Examinez votre montage de tresse sur la quille. Promenez sur toutes les parties métalliques un fil relié à une ampoule de phare voiture dont l'autre borne est reliée au positif batterie et cherchez les points isolés à cause des coupures ou des oublis de tresse. Si, sur votre bateau, le montage chantier est fait dans les règles de l'art, avec une bonne équerre, envoyez-moi un descriptif et les photos. Attention, si vous envisagez de démonter l'écrou du boulon de quille, demandez conseil à un professionnel pour ne pas faire de bêtise. Un bon montage est quand même plus pratique que naviguer avec une chaîne enroulant mât et haubans et trempant de quelques mètres dans l'eau, cela fait sale en régate...

 

 

 Les liens

 La foudre

La foudre, cherchez sur (les pages bougent) : prim.net
Foudre et brûlures : medbc.com
Trois décrets et circulaires relatifs à la foudre : aida.ineris.fr

 

 Les anodes

Corrosion électrochimique, cherchez dans Google " metaux pourbaix "

Tables des potentiels de réduction standard : wikipedia.org/wiki/Potentiel_d'oxydo reduction
bricologie.free.fr/corrosion
ampere.com/protection/fr

L'électrode de contrôle Galvatest simple et très économique permet à tout plaisancier d'effectuer les mesures de base sur ses problèmes galvaniques : galvatest.fr

Autre protection active : ccta.fr/html/principes

Filtre de Potentiel en Titane : proytec.com

Prévention de pannes moteur

Publié dans Moteurs, carburants, propulsion lundi, 06 février 2017 05:55 0

Prévention de pannes moteur

  Pannes moteur

 

Rinçage moteur à l'eau douce 
Rinçage à l'acide 
Retours d'eau par l'échappement 
Panne du calostat 
Montage de vanne sécurisé
Les particularités des moteurs marine

Maj : 22/09/10

 Abstract :
This page is devoted to various problems on the motor and its accessories not electric. How to prevent these classical dysfunctions by using some simple solutions. Problems created by bad conditions of use of these devices on boats.

 Résumé :
Cette page évoque quelques problèmes liés au moteur et à ses accessoires non électriques. Comment prévenir ces pannes classiques par des solutions simples. Problèmes créés par les mauvaises conditions d'utilisation de ces matériels sur les bateaux.

 Rinçage moteur à l'eau douce

Le problème est identique avec un refroidissement direct par eau de mer ou par échangeur. L'eau de mer dégrade le moteur ou l'échangeur et dépose une couche de sels produits par corrosion électrolytique (mélange de carbone, silice, sel…).
En changeant l'anode moteur, grattez avec un crochet métallique la partie accessible de la chambre et vous verrez l'ampleur de la gangue. Ces dépôts obstruent peu à peu tout le circuit de refroidissement. Il est très souhaitable de rincer le circuit d'eau de mer à l'eau douce quand le moteur doit rester sans tourner un moment. Le moteur doit être très chaud, et avoir tourné en charge pendant une dizaine de minutes, à froid le calostat est fermé et il toute l'eau est rejetée sans passer par le moteur.

Il faut donc modifier le circuit de refroidissement d'origine en ajoutant un "Té " ou "T ", mais non pas un sachet de thé, et un morceau de tuyau qui sera alimenté en eau douce (au travers d'une vanne) pour rincer le circuit (et non pas pour faire une théière diesel).
Il ne faut jamais raccorder directement le tuyau d'arrivée d'eau du quai sous pression !
La pression est beaucoup trop forte (parfois quelques kgf/cm²), la pompe serait en sur-débit, le moteur serait totalement noyé est sévèrement endommagé. L'eau serait refoulée par l'échappement et l'admission. Il faut donc impérativement faire tremper le tuyau d'aspiration dans un seau débordant, en alimentant celui ci par le tuyau d'eau douce du quai. Cette méthode évite tout risque de détruire le moteur.

Il existe plusieurs solutions pour réaliser ce système.

Voyons d'abord le circuit d'origine, avant modification. Dans l'ordre, crépine d'aspiration, vanne quart de tour sur passe-coque (impérativement relié électriquement à la masse), filtre à eau (à plus de 15 cm au-dessus de la flottaison), puis refroidissement de l'inverseur puis pompe à rotor néoprène. Pour terminer, départ pour un refroidissement direct dans le circuit moteur ou vers l'échangeur et sortie de l'eau dans le coude d'échappement. La modification consiste à rajouter le "Té " juste après la sortie du filtre.

Réalisation simple

 

Voici une réalisation utilisant une vanne plastique (matériel d'arrosage de jardin "Gardena "). Le "Té " au bout du tuyau qui trempera dans le seau remplace une crépine en évitant que le tuyau ne se bouche par collage en aspirant le fond.

  Deux vannes

Cette méthode présente toutefois quelques inconvénients !
Il faut enlever le panneau de descente moteur ce qui ne facilite pas les fréquents allers retours entre le cockpit et la cabine.
Le seau est posé sur le plancher de la cabine et en débordant inonde le carré (la pompe automatique vide le puisard). Il faut améliorer ce système peu pratique.

 

Solution meilleure avec vanne 3 voies

Si le moteur est contigu au cabinet de toilettes, il est possible d'éviter d'ouvrir le panneau de descente. Monter une vanne 3 voies (matériel d'arrosage) dans le compartiment moteur, mais avec l'axe de commande traversant la cloison afin de pouvoir manœuvrer le levier depuis les toilettes.
Position normale, refroidissement habituel par l'eau de mer.
Position rinçage, aiguillage vers un embout mural sortant dans le cabinet de toilette. Il suffit alors de clipser un bout de tuyau sur cet embout fixe, l'extrémité trempant dans la cuvette des WC. Le tuyau d'arrivée d'eau branché sur le quai passera par le hublot et trempera aussi dans la cuvette des WC.
Cette méthode a beaucoup d'avantages. Elle n'utilise pas de seau, n'inonde pas le carré, ne demande pas l'ouverture du panneau moteur. De plus l'eau en excès débordant de la cuvette est évacuée par le caillebotis de la douche et pompée automatiquement.

Variante : Cette méthode peut encore être simplifiée sans vanne trois voies. Certains embouts muraux de tuyaux (système arrosage jardin) sont auto obstruables quand ils sont débranchés. Cela supprime donc le besoin d'une vanne supplémentaire. Il suffit alors de brancher le morceau de tuyau mobile dans la cuvette et de fermer la vanne d'eau de mer. Cette vanne est toujours dans le compartiment moteur. Elle peut être déportée en paroi, et donc accessible sans ouvrir le capot moteur, ou bien commandée par une longue tige terminée par levier externe. Le montage d'une vanne sur paroi, avec tuyau souple bien fixé sur le passe-coque, est plus sûr que le vissage de la vanne sur le passe-coque (voir photo corrosion), la longueur de l'ensemble fait bras de levier et fragilise la base du passe-coque en cas de choc.

Autre méthode plus hasardeuse sans débordement

Ne pas installer de vanne trois voies ! Installer simplement le "Té ". Le tube d'arrivée d'eau sort sur un embout fixe à l'arrière du cockpit. La vanne de prise d'eau moteur reste ouverte. Il faut ouvrir doucement l'arrivée d'eau douce, moteur en marche. L'eau en excès sera évacuée à la mer par la crépine de coque. Il ne faut pas faire couler trop fort pour ne pas créer la surpression qui noierait le moteur. Si l'eau est trop peu ouverte, le moteur sera rincé à l'eau saumâtre, ce n'est pas grave. Une solution pour régler le débit en fonction du régime moteur est de regarder le filtre dont le couvercle est transparent, pour constater un léger refoulement à la mer de l'eau en excès. Cette solution est plus risquée si le débit est réglé trop fort.

Solution permanente par la cuve

Les plus maniaques veulent absolument rincer leur moteur chaque fois. Une méthode consiste à se raccorder sur la cuve à eau douce du bateau. Cela parait farfelu, car une centaine de litres est vidée en un quart d'heure. L'avantage est toutefois de faire d'une pierre deux coups et de vider sa cuve pour éviter à l'eau de stagner pendant les longues périodes d'inutilisation. Une très bonne méthode consiste à compenser par la trappe de visite, avec un jet sous pression et un coup d'éponge sur les parois accessibles, pour décoller les dépôts et mousses de la cuve. La pompe les élimine sans polluer le filtre à charbon de la distribution.

Le montage doit être soigné pour éviter tout risque de retour d’eau de mer dans la cuve.
Le pompage se fait à quai, pendant le nettoyage de la cuve au jet. En fin de nettoyage, il faut laisser la cuve se vider et fermer la vanne à cet instant précis en ouvrant ensuite immédiatement celle d’eau de mer pour éviter l’écrasement des tuyaux par dépression.
Il ne faut pas arrêter le moteur avant d’avoir fermé la vanne pour éviter les refoulements. 
La vanne de départ doit être au plus près de la cuve pour éviter une eau stagnante sur une section de tuyau, repaire de bactéries et de mousses.

Solution permanente par réservoir tampon

Certains plaisanciers à quai branchent directement le tuyau sous pression sur une prise au tableau arrière par raccord rapide et alimentent le bateau via un détendeur classique, sans déclencher la pompe sous pression. Cela est très pratique s'il y a beaucoup de monde à bord avec de grosses vaisselles et une douche très sollicitée. Autre avantage, le plein de la cuve se contrôle simplement en rajoutant une vanne (matériel d'arrosage). Dans ce cas aucune hésitation ! Installez un bidon de 10 litres dans un coffre, le trop plein dans le cockpit, alimenté par un mécanisme de chasse d'eau de WC. Les nouveaux systèmes plastiques sont linéaires, très sûrs est économiques, ils maintiendront parfaitement le niveau du vase. Ils se montent facilement sur les très gros bouchon des bidons vendus par les shipchandlers. Le débit est compatible avec celui demandé (il pourra être utile d'augmenter le diamètre au niveau du clapet). Il suffit de brancher le circuit de rinçage dans ce vase, cela fonctionnera parfaitement bien à quai. 

Tout commentaire ou idée d'amélioration du dispositif pratique est bienvenu.

 Rinçage à l'acide

Quand le circuit de refroidissement moteur est très obstrué, il faut intervenir avant la panne fatale. Pour cela, déposez le moteur pour démontage complet. Il ne s'agit pas d'entartrage comme dans un chauffe-eau domestique, mais des dépôts amalgamant chlorure de sodium et divers sels métalliques produits par corrosion électrolytique du circuit.

La solution du rinçage à l'acide 
est une alternative au démontage total,
mais elle est dangereuse !

Procédure de rinçage acide

La procédure consiste à supprimer le calostat qui serait détruit par l'acide. Il faut souvent mettre un vieux calostat dont la partie centrale a été arrachée, le joint fixé sur le corps est indispensable pour assurer l'étanchéité.
Démontez aussi la grille du filtre, le zinc et toutes les sondes (boucher par pinoche). Préparer un grand seau pour recycler l'acide dilué. Renvoyez le retour d'injection d'eau dans l'échappement dans le même seau pour tourner en circuit fermé. Il faut démarrer le moteur, le faire tourner une ou deux minutes au ralenti, accélérer un grand coup bref pour créer un maximum de turbulences et laisser refroidir une dizaine de minutes. Recommencez plusieurs fois le cycle. Le retour de l'eau se fait dans une passoire plastique. Examinez les rejets et continuez jusqu'à obtenir un retour propre.
Il faut évidemment terminer par un très long rinçage à l'eau douce à divers régimes moteur puis remonter tous les éléments enlevés.

Choix du mélange acide

Ce point est très critique. Dans un premier temps rincez longuement le moteur à l'eau douce, sans récupérer l'eau en sortie, en laissant chauffer en charge (hélice embrayée). Au cycle suivant passez en circuit fermé en ajoutant doucement l'acide dans l'eau. Le choix de l'acide est critique.

De l'acide tartrique, utilisé pour détartrer le matériel domestique est sans risque mais peu actif. 
L’acide formique semble bien adapté, sans influence sur la fonte.
L'acide chlorhydrique est à proscrire.
L'acide sulfurique (liquide batterie) est extrêmement agressif, même dilué à moins de 10% et demande beaucoup de prudence. 
Ne faites pas cette opération seul sans réflexion, prenez conseil de mécaniciens compétents.
Dans le très bon ouvrage, " Loisirs Nautiques, Hors série 24, Moteurs, p 218 ", il est fait référence à un produit spécialisé que je ne connaissais pas, "Ardrox 11 type 140 ", diffusé par la société Ardrox, 75004. Il devrait éviter les risques d'un acide mal maîtrisé.

 Retours d'eau par l'échappement

Un moteur peut être très gravement endommagé par une cause stupide, le retour d'eau par l'échappement à l'arrêt. Cela est lié à une mauvaise conception du circuit d'échappement. Il faut se procurer les irremplaçables catalogues Vétus concernant les équipements moteur. Ils contiennent une mine d'informations et tout le matériel pour réaliser une bonne installation. La qualité de leur production a imposé leurs produits sur tous les bateaux. Regarder avec soin la constitution de la ligne d'échappement.

Il faut bien prendre en compte les considérations sur la mise à l'air anti-siphon. Le problème à considérer est celui du refoulement de l'eau lors de l'arrêt du moteur. La colonne d'eau contenue dans le col de cygne se vide dans le pot à barbotage, n'étant plus éjectée par les gaz d'échappement. Il faut alors connaître le la hauteur d'eau dans le pot après stabilisation.

Si le pot à barbotage est trop petit et surtout monté trop haut (voir les critères Vétus); le niveau peut atteindre le coude d'échappement. C'est une catastrophe, l'eau pénètre dans les cylindres, au prochain démarrage le moteur va cogner, perdre en puissance et caler. Sur les moteurs récents les injecteurs sont faciles à démonter (vissés comme une bougie), sur les vieux moteurs ce peut être très difficile sans extracteur, par exemple avec le stupide ancien système Volvo à patte très mal conçue. Si vous avez réussi à sortir l'injecteur et constaté un dépôt blanc à la base, c'est grave. Le sel a cuit sur la base de l'injecteur. Les segments sont bloqués, il faut déposer le moteur, la réparation est très lourde. Si le moteur est ancien, le remplacement par un neuf est à considérer. La réponse n'est pas simple et dépend de la configuration.
Il peut être intéressant de fermer la vanne d'eau, d'accélérer un grand coup quelques secondes et de couper immédiatement. C'est risqué, le tuyau se trouvant en dépression violente le rotor de pompe tournant à vide (C'est mieux avec une vanne 3 voies de rinçage, en mettant le circuit à l'air). Cela demande réflexion. Il faut éviter cette pratique dangereuse et utiliser une ruse.
Les pots Vétus comportent à la base une petite sortie avec bouchon à vis pour vider l'eau à l'hivernage. Toute l'astuce consiste à brancher sur ce point bas un tuyau relié à une petite pompe électrique en ligne dont la sortie est renvoyée via un passe-coque vissé soit dans le col de cygne (coté sortie évidemment) ou sur le morceau de tuyau le reliant à la sortie de coque. Cette solution est parfaite Un interrupteur au tableau est actionné après avoir attendu une minute après l'arrêt moteur. Il est simple de savoir quand le pot est vidé ! Au début la pompe force, le bruit est sourd, au bout d'une vingtaine de secondes elle tourne à vide et s'emballe, cela s'entend très bien, il faut couper à ce moment. Un électronicien fou montera évidemment une électronique automatique (avec des timers). Le principe est très simple mais je ne le conseille pas car la fiabilité est moins bonne à cause des retours de self du moteur qui font claquer les électroniques non durcies. L'interrupteur est bien plus sûr !
Pensez aussi à utiliser ce bouchon pour connaître votre niveau à l'équilibre avant le bricolage, en reliant un bout de tuyau transparent, extrémité libre pour voir le niveau d'équilibre.

Attention à un détail important : Le trou du pot Vétus est très petit, de l'ordre de 3 mm de diamètre et ne peut pas être facilement agrandi sans affaiblir le pot. Les pompes électriques sont prévues pour des diamètres beaucoup plus gros et se mettent en sécurité détectant une arrivée bouchée. Il faut choisir une petite pompe ou l'alimenter avec une résistance série pour baisser sa puissance d'aspiration.

 Panne de calostat

 

C'est une panne très classique qu'il faut diagnostiquer rapidement. Le thermostat de régulation (à cire), ou calostat, est un clapet qui commence à s'ouvrir à 60°C et s'ouvre totalement à 74°C (sur un Volvo).

  Calorstat

 

Il sert à bloquer le refroidissement, en le by-passant, pour permettre au moteur de chauffer plus vite. Le problème est qu'il tombe en panne ! S'il reste ouvert, le moteur ne monte pas en température et se détériore lorsque la puissance est demandée. Il n'y a rien de visible à part la couleur de la fumée qui peut passer inaperçue.
Le blocage fermé est une panne grave plus fréquente. Il faut espérer que l'alarme température fonctionnera sous peine de griller rapidement le moteur. Il est très utile de vérifier l'alarme thermique, c'est très simple, le capteur se dévisse simplement, il suffit de tester sa fonction interrupteur en utilisant une batterie et une ampoule, en faisant chauffer le capteur dans une casserole d'eau. Le buzzer est testé en mettant le boulon recevant la cosse à la masse.

Le thermostat se démonte lui aussi très rapidement, un test visuel dans une casserole d'eau avec un thermomètre montrera son bon fonctionnement. Voici celui d'un Volvo 2002 déposé.

  Volvo 2002

Ce matériel est vendu moins cher comme accessoire automobile, mais attention aux caractéristiques, la plage de température est plus élevée en automobile que sur un moteur marinisé.

Pour les plus soigneux, il est conseillé d'ajouter un capteur thermique donnant la température de l'eau injectée dans l'échappement sur un cadran analogique. Le prix du capteur et de son galvanomètre est très faible chez un accessoiriste automobile. La pose du capteur demande une petite modification du carter supérieur. Ce n'est pas très complexe car le démontage est facile pour l'amener à usiner. Les capteurs sont robustes et résistent à l'eau de mer.

 Montage de vanne sécurisé

Il est très étonnant que toutes les vannes du bateau soient toujours montées vissées sur la prise de coque ! Je n'ai jamais vu ce problème évoqué, mais c'est une stupidité. Monter une vanne directement sur le passe-coque induit deux effets très pervers :

  • Les métaux de la vanne et du passe-coque sont différents, il y aura corrosion par électrolyse s'il y a contact électrique.

  • La vanne constitue un bras de levier exerçant un couple de rupture sur la base du passe-coque.

Un objet se déplaçant à la gîte peut cisailler le passe-coque et toute manœuvre du levier produit de très importantes contraintes sur la base. La rupture se produira toujours sous l'écrou, endroit de contraintes initiales maximales. Il ne faut jamais bloquer trop fort un écrou de passe-coque, prise d'eau ou capteur sous peine de rupture spontanée à moyen terme. Cet accident est très fréquent. Abusez de patte à joint et de contre plaques collées à la résine pour monter les passe-coques. La rupture est parfois perfide, une faille peut passer inaperçue, la rupture et le décollement seront inattendus.

 

L'idée est ici !     

Monter les vannes sur cloison,
par l'intermédiaire d'un tuyau caoutchouc armé
de quelques dizaines de centimètres.

 

Ces tuyaux sont extrêmement résistants, s'ils ont été bien ajustés et maintenus par colliers inox, ils seront beaucoup plus sûrs que le montage direct sur vanne. Il n'y aura plus aucun couple électrique, plus de cisaillement par contraintes…

Si la vanne vient à se coincer, aucun problème de démontage, il suffit de débrancher le tuyau et de mettre une pinoche pendant l'intervention, sans aucun risque de faire tourner le passe-coque au démontage. La vanne sera fixée par deux solides pattes.

Que l'on ne vienne pas dire que la vanne sert à fermer en cas de fuite et doit être au plus près de la coque ! Fermer quoi ? S'il y a fuite dans le circuit, ce ne serra jamais dans le raccord initial. S'il y a rupture de passe-coque, très peu probable avec ce montage, il sera aussi facile de mettre une pinoche. Réfléchissez à ce problème et déportez vos vannes lors des réparations, vous augmenterez votre sécurité…

 Les particularités des moteurs marine

Merci à Philippe pour m'avoir fourni la matière pour les chapitres suivants sur les moteurs.

Montage de Hublot

Publié dans Trucs et astuce - divers lundi, 06 février 2017 05:53 0

Remplacement des panneaux

en Plexiglas

   Coupe  non clickable

Maj : 20/06/09

 Abstract :
How to replace windows acrylic panels on a sailing boat, during renovation of the large acrylic surfaces panels fashionable during the eighties, with barrel nuts and machine slotted round head in stainless steel.
Two ways to do it, one quick and dirty, the other one more difficult but clean and for a long time.

 Résumé :
Comment remplacer les panneaux vitrés acryliques sur un voilier, à l'occasion d'une rénovation des grandes surfaces acryliques à la mode pendant les années octante, avec des canons et des vis à têtes plates en acier inoxydable.
Deux moyens pour le faire, un rapide et sale, l'autre plus difficile mais propre et pour une longue durée.

 

 

 Fabrication et préparation des panneaux

Vous avez fait tailler et percer les panneaux en Plexiglas fumé, en donnant les anciens comme modèles.
Les trous doivent être au diamètre des vis (pas des canons !) plus un mm de tolérance. Si les trous d'origine sont trop près du bord, il y a un énorme risque d'erreur à la fabrication, il faut tomber sur un très bon artisan qui comprenne votre demande, vous avez 90% de chances qu'il y ait un problème.
Vérifiez soigneusement la conformité avant de payer, ces panneaux coûtent cher, et il y a très souvent des erreurs à la fabrication malgré le modèle.

Je ne vous conseille pas de percer vous même, il faut une mèche spéciale, (affûtée plus à plat) avec perçage lent à l'eau.
Si le perçage est mal fait des contraintes (crazing) apparaîtront avec les ans et les U.V. entraînant des fissures.

Le bateau restera ouvert au moins quinze jours, il faut protéger. Si vous bouchez les ouvertures avec une feuille plastique et du gros scotch d'emballage, il faudra tout nettoyer à l'acétone, la colle suinte et bave. Ne pas laisser trop longtemps, ce bricolage minable ne résiste pas au soleil, il vaut mieux poser une bâche provisoirement. Si le délai est plus long ou si vous voulez naviguer, montez provisoirement au silicone un contre plaqué mince, vissé par une vis sur deux, avec un coup de peinture.

Le bord externe (pas celui plaqué contre le roof) du panneau plexi aura été légèrement biseauté.
Si cela a été oublié, faites le avec une lame de gros cutter tenue perpendiculairement, sans déraper, le bord du plexi ne doit pas être coupant !

Attention de ne pas rayer en manipulant le plexi. Il est livré entre des feuilles de protection pelables collées par électricité statique. N'enlevez ces feuilles qu'à la fin des travaux. Au moment de placer les scotchs de protection, soulevez les bords, et coupez simplement une bande de 3 cm pour dégager les portées et passages des vis.

 

 Scinder les nouveaux panneaux

Les anciens bateaux avaient de grands panneaux latéraux de roof d'un seul tenant. En rénovation il est souvent préférable de scinder ces panneaux en deux ou trois. Les espaces restants seront peints. Cela oblige à percer quelques nouveaux trous, mais la pose en est plus facile et surtout, le nouveau montage sera bien plus solide, les contraintes étant réduites.

 Un grand panneau peut se fendre sur toute la longueur pendant un fort coup de mer, quand le bateau travaille et se vrille.
Surveillez vos vieux panneaux fragilisés par les UV, quand le "crazing "se répand (micro fissures) et que le tour des vis commence à se fendiller, il est vraiment temps de les remplacer.

Si sous adoptez cette formule, il vous faudra tracer sur vos anciens panneaux les nouvelles coupes. Ne taillez pas trop juste, le panneau serait perdu.

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 Détails du montage

Un petit schéma va éclaircir les idées pour la suite du texte.
L'extérieur du bateau est vers le haut. Nous voyons, de l'extérieur vers l'intérieur :
En Rouge la vis inox, posée à l'extérieur pour deux raisons :
1) Le diamètre étant plus faible que celui du canon, le perçage du plexi sera plus petit
2) Le filet de la vis retient mieux le joint silicone et favorise l'étanchéité
En vert, le plexi, dont le bord est biseauté.
En pointillé noir, le congé en joint silicone pour la finition et l'étanchéité.
En noir le joint en ruban Néoprène autocollant sur une face.
En bleu clair le stratifié du roof, percé au diamètre du canon.
En marron le vaigrage bois intérieur.
En bleu foncé le canon inox.

 

   Coupe  non clickable

 

 

 Montage à sec

Le joint Néoprène noir autocollant de 2.5 cm de large est indispensable, il compense les irrégularités du roof stratifié, répartit les contraintes et évite les fissures. Il existe en épaisseurs de 3 et 6 mm. Le 6 mm est réservé aux très grands panneaux épais horizontaux, préférez le 3 qui est parfait. Il se trouve chez tous les shipchandlers.

 Les raccords se font en biseau à 45 degrés.

Attention, d'origine le panneau est monté par le chantier sans ce joint, par économie. Les vis récupérées vont donc être trop courtes de quelques mm, les canons n'ont que très peu de course. Les chantiers montent parfois de médiocres canons plastique ou alu, tout remplacer par de l'inox.
Remarquez au démontage que les longueurs ne sont pas identiques, le roof a une épaisseur variable suivant l'endroit, notez-le et pensez-y en achetant les nouvelles. Il faudra couper certaines vis à la bonne longueur (au disque), prenez des vis en plus.
 

 Conditions de pose pour un travail parfait :

Il est bien sûr impératif d'être deux et de pouvoir communiquer une fois le panneau posé, ce qui n'est pas trivial sur un grand bateau. Ne pas travailler sous la pluie, les scotchs ne tiennent pas.
Ne pas travailler en plein soleil en été en Méditerranée, le silicone sèche trop vite, installer un taud de soleil efficace.
Prévoir des chiffons, des rouleaux de papier absorbants, des bouteilles d'acétone, des sacs poubelles à l'intérieur et l'extérieur, il faut garder les mains propres, le silicone noir tache beaucoup. Sur le plexi, pas d'acétone, le white-spirit enlèvera las traces avant séchage. Poser une bâche sur les coussins, du silicone bavera !

 Si c'est votre premier essai sur un grand panneau, ne faites qu'un coté dans la demi-journée, c'est plus long que vous ne le pensez.

Présenter le panneau sans joint, le monter à sec en centrant avec quatre clous de charpentier au diamètre des canons, les clous sont placés de l'extérieur.
Il est indispensable de poser et serrer quelques vis à chaque présentation, le diamètre des canons étant supérieur au perçage du plexi, le panneau est trop bas de plusieurs mm, avec les clous seuls.
Les clous ne servent qu'à faciliter l'approche.

Plaquer doucement à la main, vérifier que tous les trous sont bien percés et correspondent.

De l'intérieur, coller un scotch sur la tranche de la découpe du roof.
Coller un scotch sur la face interne du plexi en soignant bien les arrondis, en suivant exactement la découpe.
Ces deux scotchs adjacents vont récupérer les débordements internes de silicone.

Remarque : Les documents techniques des vendeurs de produits chimiques indiquent la nécessité d'utiliser un primer d'accrochage du coté plexiglas (mais c'est la face recevant l'autocollant ?) et du coté gelcoat. Je ne l'ai pas fait, mais cela devrait encore améliorer la tenue du montage. Parlez-en avec votre spécialiste plexiglas et votre shipchandler, s'il est compétent sur les produits.

Cela s'avère utile si la surface est faible et améliore l'adhérence.

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 Montage du joint Néoprène

Démonter le panneau, bien gratter et nettoyer le gelcoat du roof à l'acétone.
Coller le joint Néoprène, à 2 ou 3 mm à l'extérieur du scotch, recouvrement aux angles en biseau, couper aux ciseaux, jamais au cutter sur le plexi !
Il faut le coller coté plexi, pré percer avec un petit poinçon chaque trou dans le joint avant pose, surtout pas à la perceuse.
Si le joint est trop large, poser le panneau fini à plat sur la panne, sur un vieux contre plaqué et découper l'excédent au cutter, en s'appuyant sur les bords du plexi.

Présenter une deuxième fois le panneau avec son joint collé, le monter à sec, toujours clous + vis).
Vérifier que tout est bien ajusté, le joint doit être en retrait de 2 mm régulièrement de la découpe du roof, il affleurera après compression.

Poser les rubans adhésifs sur le roof, en prévoyant un retrait de l'épaisseur du joint comprimé plus le plexi, pour préparer le congé final de 45 degrés.
Rajouter un autre scotch très large à l'extérieur du premier, cela bavera beaucoup.
Mettre une bonne protection sur le pont sous le panneau.

Démonter le panneau. Il reste maintenant à poser le scotch de protection sur l'extérieur du plexi, c'est plus délicat.
Le problème est qu'il ne doit pas y avoir de scotch sous la tête des vis poêlier, cela se verrait à la fin.
J'ai expérimenté une bonne solution.

Préparer des planches d'étiquettes percées au gros emporte pièce diamètre de la tête de vis plus deux mm.
Coller une étiquette sur chaque trou (c'est long). J'ai préparé un centreur très simple, une entretoise du bon diamètre enfilée sur le clou de charpentier. Toutes les étiquettes sont alors centrées à la perfection. Remettre un scotch large vers le centre du panneau, boucher les vides avec des bouts de scotch.

 

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 Pose avec la pompe à silicone

C'est enfin le moment de poser ! Déposer rapidement le silicone à la pompe coté gelcoat. C'est plus facile que de déposer sur le Néoprène bien que cela puisse se faire posé à plat, il est très délicat de placer ensuite le panneau qui bave.

Enlever l'excédent et lissez à la spatule Téflon ou à la tranche de pomme de terre. Une épaisseur régulière d'un millimètre sur toute la portée est parfaite.
Présentez le panneau, centré par quatre pointes dans les coins, approcher très doucement bien parallèlement. Le maître et l'esclave sont ensemble à l'extérieur pour cette phase.

Mettez en place canons intérieurs à sec, vis poêliers externes, filet siliconé. Le maître garde seul la pompe à silicone.
Plaquez doucement sans serrer et sans comprimer le joint, ne jamais revenir en arrière pour éviter les bulles.

L'esclave placé à l'intérieur plaque les canons, (il ne voit rien !). Le maître à l'extérieur règle le serrage. Finissez en comprimant à peine le joint.
L'ordre de placement et de serrage est simple :

 Poser toujours la vis à l'endroit qui en a le moins, la suivante loin de la précédente.
Finir en enlevant les quatre clous. Aligner les fentes des vis et canons horizontalement.

Il est maintenant interdit de retoucher aux serrages, le joint silicone a bien bavé, nettoyez et laissez sécher.

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 Finition

Faites les congés externes à la spatule Téflon ou à la tranche de patate. Enlever l'excédent à l'intérieur avec le plat de la lame de cutter sans rayer.

Décoller immédiatement tous les scotchs, sans faire un désastre, après séchage cela est impossible, vous arracheriez tout.
Et oui, il y en a de pleins sacs poubelles… Enlevez les bâches de protection et partez pour laisser sécher. Ne remettez pas les pieds sur le bateau avant 48 heures.

Il ne faut jamais toucher aux vis après séchage sous peine de fuites.

 C'est une opération assez simple mais stressante, et vous n'aurez plus jamais une fuite dans les dix ans à venir.

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 Vaigrages abîmés

Sur un bateau ancien, l'eau s'est infiltrée. Si le vaigrage interne est en contre-plaqué mince, l'appui des vis est pourri, les têtes s'enfoncent. Au changement de hublot, vous en profiterez pour refaire au moins les vernis, ou passer au Bondex, mais parfois la dégradation est irréversible.

 Il n'est pas question de masquer le problème en mettant d'énormes rondelles pour reprendre du bois sain, c'est affreux et il n'existe pas de rondelles inox ou laiton de diamètre important avec un petit perçage !  Il y a trois solutions pour restaurer, et donner un bon appui aux vis.

 Combler au mieux les trous pourris.

Recréer un appui à la spatule, avec patte à bois, Araldite, …
Poncer, vernir et rajouter des rondelles, c'est laid mais rapide.

 Déposer le vaigrage et le refaire.

Si le bateau est récent, le chantier peut vous le vendre, sinon refaites les panneaux, c'est plus long mais dix fois moins cher.
Deux problèmes se posent :
Il est souvent très pénible de décoller l'ancien vaigrage, il faut passer longtemps à la spatule et il sort en petits morceaux, mais il est simple de refaire un gabarit. Enlever la colle au solvant à moquette (en aérant bien) ou à la ponceuse orbitale (vous en aurez pour une journée à passer l'aspirateur…). Les champs du contre-plaqué découpé à la scie sauteuse sont affreux, si vous avez travaillé salement, le placage est éclaté. Si vous n'avez pas la possibilité d'emprunter une scie de table à découper, je vous conseille un bricolage tout simple :

 Découper au fil résistant chauffant. Cela vaut le coup de passer quelque temps à faire l'installation à la maison !
Dispositif utilisé :
Un fil vertical résistant suspendu au plafond de l'atelier par un bout (récupération du fil d'un vieux radiateur 220 volts, grille- pain…). Longueur 12/220 soit environ 5% de la longueur totale. Si l'appareil était marqué 1 kW le courant était de 1000/220 environ 4 ampères. Sur alimentez-le en raccourcissant pour le faire bien rougir. Guidage au bord de l'établi (ou d'une table) par une équerre métal percée d'un petit trou. Tendre par un poids sous la table ou en haut via poulies.
Alimentez par un chargeur de batteries voiture, pour le faire rougir.
C'est propre, rapide, sans éclat. Il suffit de finir au papier de verre sur les champs pour enlever le carbone.

Si vous avez détruit l'ancien au démontage, présentez d'abord le nouveau panneau sans la découpe des hublots pour bien l'ajuster. Fixez-le avec quelques vis avant de tracer la découpe par l'extérieur sinon vous serrez décalés à coup sûr.
Maintenant que vous avez l'odeur du bois brûlé dans les narines, percez aussi les trous des vis au fer à souder suralimenté, (les joies de la pyrogravure…), le tissu de verre résiste bien. Fignolez les champs proprement sans baver (peinture beige).

 Faire un jonc d'encadrement inox.

C'est une finition parfaite et durable mais un très gros travail. La découpe soignée d'une bande dans la tôle mince n'est pas à la portée de tous. Laiton ou dural ne sont pas utilisables, l'aspect est médiocre après oxydation.
A n'entreprendre que si vous pensez réussir !

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 Montage soigné sans mousse

Le montage sur joint mousse est souvent utilisé par les chantiers, en neuf et en rénovation car il est le plus rapide à mettre en œuvre. Le joint mousse épais absorbe bien les irrégularités d'un support médiocre. Le problème est qu'il s'avère très mauvais et produit d'inévitables fuites quand le bateau se déforme dans le mauvais temps, le panneau se déplace et le joint se décolle perdant définitivement toute étanchéité. C’est donc une mauvaise idée, surtout pour les grands panneaux de cockpit qui fuient après une simple sortie par un près musclé.
Il est donc bien préférable de faire un montage propre qui restera étanche plus longtemps.
La bonne méthode sans joint mousse demande un très bon état de surface d’appui, ce qui impliquera un polissage à la cale abrasive sur les deux centimètres d’appui et une vérification des creux avec un réglet inox souple. Tout doit être mis de niveau à l’enduit pour présenter une surface parfaite.
La première étape est de dépolir les plexiglas neufs sur la bande de collage, et attendre plus de 24 h que les rejets gazeux du polyméthacrylate se terminent.
Les primers d'accrochage sont indispensables, il fait les appliquer en suivant scrupuleusement les indications des fournisseurs afin d'assurer les compatibilités entre le plexiglas, le joint souple (genre sicaflex ) et la résine. 
La précaution à prendre est de percer des trous plus gros pour éviter les contraintes et de ne pas serrer les écrous.
Ce montage sans mousse est plus délicat, mais le résultat en vaut la peine.

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 Complément sur les matériaux

Quand vous irez à l'atelier qui va vous préparer les panneaux, demandez la permission de faire les poubelles, et récupérez des chutes. C'est un matériau magique qui vous rendra de nombreux services et a de nombreuses applications à bord. Il se scie, se coupe après avoir bien entaillé les deux faces, en posant sur un bord de table, ou mieux pincé à l'étau entre deux cornières (plus des serre-joints si la coupe est large). Les bords se polissent bien et rapidement en utilisant une lame de cutter tenue perpendiculairement. Il se plie parfaitement, en chauffant doucement les deux faces au pistolet à air chaud. Pliez très doucement quand il commence à ramollir en le posant sur une forme.
Il permet de réaliser des supports de crayons, de compas de relèvement, d'une finition parfaite.
Il se colle avec une colle spéciale (au solvant), et avec un petit coup de main, les collages sont invisibles.
C'est aussi un isolant électrique.

Le matériau utilisé est du polyméthylmétacrylate ou du polycarbonate. Il est vendu sous maintes appellations commerciales suivant l'origine :
 Plexiglas, Altuglas, Perspex, verre acrylique, Tuffac, Macrolon…

Il est disponible en diverses teintes plus ou moins opaques, en gris, marron fumé…
Examinez bien un échantillon en lumière du jour avant de fixer votre choix.
Pour naviguer en Méditerranée, il faudra préférer des panneaux foncés en 8 mm.
Pour les grands panneaux de ponts, comme sur les "Feeling ", choisir plus épais et beaucoup plus foncé.

 

Pour les informations techniques, un coup de Google avec les noms des marques citées au dessus vous donnera accès aux spécifications techniques.

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