Raccordement à quai: Comment le courant de quai arrive à bord en toute sécurité
Stefan Schorr
· 06.01.2023
Dans cet article :
La première journée de navigation avec le yacht acheté d'occasion a été très agréable. Les voiles, relativement neuves, se sont parfaitement tenues, le comportement en mer s'est avéré agréable et les manœuvres d'amarrage sous la machine se sont déroulées sans problème. Le bateau est maintenant bien amarré. Il ne reste plus qu'à poser le câble d'alimentation à quai et la partie conviviale de la journée peut commencer.
Eh bien, oui. Le propriétaire précédent a laissé un vieux câble électrique peu fiable dans le coffre, qu'il a jusqu'à présent branché sur la première prise de courant à contact de protection disponible sur le ponton. Le chargeur de batterie est branché dans la prise multiple qui est accrochée au câble dans le coffre. Peut-on y brancher en toute tranquillité un radiateur électrique en céramique ? Un système électrique défectueux est la cause la plus fréquente d'incendie sur les yachts. "Dans environ 80 % des cas, la cause de l'incendie peut être attribuée à ce problème", explique Holger Flint. Le responsable du service des sinistres de l'assureur de yachts Pantaenius à Hambourg fait en outre état d'une nette augmentation des dommages causés par les incendies. "En 2017, nous étions à une proportion d'environ 10 pour cent, actuellement nous arrivons à près de 20 pour cent du nombre total de sinistres, le volume total des sinistres étant disproportionné à environ 26 pour cent. Les dommages causés par les incendies restent logiquement l'une des causes les plus fréquentes de perte totale".
Il est donc urgent d'agir si le système électrique est vétuste, que le bateau ait été acheté d'occasion ou qu'il soit en possession depuis longtemps. Sur notre exemple de yacht, le courant de quai doit à l'avenir arriver à bord en toute sécurité et alimenter un réseau électrique de 230 volts avec cinq prises de courant dans le yacht.
Danger de mort - les amateurs d'électricité doivent faire appel à des professionnels
Dans notre cas, c'est Torsten Roth de l'entreprise Roth Funktechnik & Yachtelektrik de Bremerhaven qui fournit l'assistance. Roth énumère le matériel nécessaire pour une alimentation en courant alternatif de 230 volts. Le spécialiste propose aux propriétaires de réaliser eux-mêmes, dans un premier temps, les étapes de travail qui prennent beaucoup de temps mais qui sont moins exigeantes. La pose des câbles électriques et le montage à bord de la prise de quai, du coffret de distribution et des prises de courant permettent d'économiser une journée de travail de l'artisan. Seuls les composants mis à disposition par l'électricien et disposant d'une autorisation de l'Association allemande de l'électrotechnique, de l'électronique et de la technique d'information (VDE) peuvent être installés, ce qui est compréhensible. "Après tout, c'est moi qui porte le chapeau si quelque chose ne fonctionne pas", explique Roth, 47 ans.
La norme DIN EN ISO 13297 "Petits navires - Systèmes électriques - Installations à courant alternatif" est déterminante pour le travail sur un réseau électrique de 230 volts sur les yachts. "Cette norme sert à la protection des personnes, à la sécurité des systèmes électriques et à la protection contre les incendies sur les petits bateaux", peut-on lire sur la page d'accueil du bureau de normalisation DIN Schiffs- und Meerestechnik (NSMT) à Hambourg. Les petits bateaux sont définis par une longueur de coque inférieure à 24 mètres. Le fait que cette norme ne soit disponible que sous forme de fichier PDF d'une centaine d'euros réduit la probabilité que les propriétaires de yachts se la procurent. Un professionnel de l'électricité sait en revanche ce qui est prescrit. Une autre raison de faire appel à un spécialiste : "Avec la combinaison 230 volts et eau, il faut savoir exactement ce que l'on fait", avertit Torsten Roth. Un choc électrique de 230 volts peut être mortel. "La demi-connaissance et l'électricité ne sont généralement pas une bonne combinaison, même en 12 volts", explique Roth en faisant référence aux installations électriques parfois aventureuses sur les yachts.
Les composants issus de la navigation professionnelle sont plus sûrs que les accessoires de yachts
Comme Torsten Roth et ses trois collaborateurs travaillent depuis 1999 non seulement pour des chantiers navals, mais aussi régulièrement sur des bateaux professionnels, il préfère utiliser le standard industriel prescrit pour la navigation professionnelle. "Si l'on utilise les bons composants, ils sont bien meilleurs que ceux fabriqués spécialement pour les yachts". Même les composants de yacht les plus chics doivent bien entendu disposer d'une homologation VDE.
La première chose à faire est de se débarrasser de l'ancien câble électrique de l'ancien propriétaire. Dans les marinas européennes, le seul système autorisé pour le courant de quai aux bornes électriques est la distribution de courant CEE. La fiche et la prise CEE sont directement reliées au câble d'alimentation à quai, la fiche bleue est branchée sur la borne électrique. Jusqu'à une longueur de câble de 15 mètres, un câble à trois fils d'une section de 1,5 millimètres carrés peut être utilisé, selon Roth. À partir de 25 mètres de longueur de câble, une section de 2,5 millimètres carrés est prescrite. Diviser un long câble de quai en longueurs plus maniables est une bêtise. Le câble doit être "acheminé sans interruption du courant de quai au bateau". "Chaque connexion affaiblit le système", explique Roth. Il ne faut pas non plus combiner deux câbles de sections différentes. Une section de câble trop fine entraîne des pertes de tension. Dans le pire des cas, ce ne sont donc plus que 200 volts qui arrivent à bord au lieu de 230. Les 30 volts restants sont restés sur la longueur du câble. Cette tension a été "brûlée" en puissance, c'est-à-dire en chaleur.
Le danger d'un éventuel incendie de câbles fait froid dans le dos du spécialiste
Il est par exemple risqué d'accrocher plusieurs tambours de câble Schuko l'un derrière l'autre à un adaptateur CEE-Schuko afin d'amener le courant de quai au yacht sur de longues distances. Ou si, dans un port bondé, deux yachts utilisent la borne électrique sur un câble CEE-Y avec une fiche et deux raccords. "Évitez les deux, s'il vous plaît" !
La prise et la fiche CEE sont sécurisées par un couvercle à ressort et un verrou ou par un petit levier à pression. Ainsi, la connexion ne se sépare pas par inadvertance. Il existe également des prises de quai plus petites et plus élégantes, dont le boîtier et la fiche sont homologués VDE. "Mais ils rendent généralement l'âme plus rapidement. Les surfaces de contact sont nettement plus petites que celles de la CEE et brûlent donc rapidement", explique Roth. Sur les grands yachts, on installe tout à fait deux prises de courant à quai. Selon la manière dont le yacht a accosté, le câble d'alimentation à quai est branché à la proue ou à la poupe. Un commutateur doit veiller à ce qu'il n'y ait pas de 230 volts sur les pôles de la prise qui n'est pas utilisée.
Depuis la prise de quai, c'est ainsi que l'on appelle la connexion au câble dans le jargon, une ligne d'un mètre maximum est posée jusqu'à la boîte à fusibles du bord, équipée d'un disjoncteur différentiel. Toutes les lignes électriques de 230 volts doivent alors commencer là. Torsten Roth estime qu'il est exagéré d'utiliser un câble PUR robuste sur un yacht. Il en va de même pour les câbles autorisés pour la navigation professionnelle. Il mise sur des câbles flexibles, résistants à l'huile.
Les câbles domestiques habituels sont à proscrire !
Il ne faut en aucun cas utiliser à bord des câbles avec des fils rigides comme à la maison - ils pourraient se briser sous l'effet des vibrations. Au lieu de cela, chaque câble doit être composé de fils flexibles individuels, appelés torons. La section des conducteurs doit être d'au moins 2,5 millimètres carrés. Le câble électrique proprement dit est passé dans une gaine de protection hautement flexible homologuée VDE. Cette gaine ondulée est résistante à la température, aux UV et à l'huile et répond à la norme IP65, elle offre donc également une protection contre les jets d'eau. Au niveau des prises, le câble passe par le bas du boîtier afin d'éviter que l'humidité ne s'infiltre le long du câble.
Lorsque toutes les prises sont montées et que les câbles électriques sont posés dans leurs gaines, l'électricien vient à bord pour effectuer les branchements. Avant de commencer son travail, le bateau est d'abord mis hors tension : le câble d'alimentation à quai est donc débranché et les batteries sont déconnectées.
Toutes les lignes électriques de 230 volts se rejoignent au niveau de la boîte à fusibles appelée petit tableau de distribution. Selon la norme DIN EN ISO 13297, un disjoncteur de protection à courant de défaut (FI ou RCD = Residual Current Device) doit être présent dans l'environnement à risque d'humidité à bord. Ce fusible, également appelé disjoncteur de protection des personnes, doit se trouver à moins d'un mètre de la prise de quai. "Le disjoncteur de protection des personnes est absolument nécessaire à bord", explique l'électricien Roth. "On ne peut en effet jamais savoir si le réseau électrique sur le ponton est protégé par un tel dispositif. Si l'on n'a pas de FI à bord, on peut installer le disjoncteur dans un boîtier transportable sur le câble d'alimentation à quai, c'est mieux que rien".
Si tout est en ordre dans un circuit électrique, il y a autant de courant qui va vers le consommateur que de courant qui en part. Mais en raison d'un défaut, comme une isolation endommagée, une partie du courant peut s'écouler au lieu de revenir par la ligne. Dans le pire des cas, à travers une personne mise à la terre. Pour que même en cas d'électrocution, il n'y ait pas de danger de mort, le FI compare la quantité de courant à l'aller et au retour. Si la différence est supérieure à 30 mA, les deux pôles sont immédiatement séparés. Le disjoncteur FI ne se déclenche d'ailleurs que si une tension de 230 volts lui parvient réellement. Le bouton de test permet donc de vérifier facilement le courant de quai. Si la pleine tension est présente, une pression sur le bouton devrait couper immédiatement le circuit électrique.
Pour s'assurer que le disjoncteur fonctionne correctement, il convient d'actionner régulièrement le bouton de test. L'intervalle de test est indiqué dans la documentation du FI.
L'IA de bord se déclenche- les causes peuvent être les suivantes
Si le FI se déclenche dans la vie quotidienne à bord, il y a deux raisons classiques. "La plus fréquente est l'humidité dans la prise de quai", explique Roth. Elle est suivie par le chauffe-eau. "Un jour ou l'autre, la cartouche chauffante ou le thermoplongeur du chauffe-eau fait ses adieux. Ou au printemps, le chauffe-eau se met en marche alors que le réservoir d'eau n'a pas encore été rempli. La cartouche chauffante fonctionne alors à sec, le FI se déclenche".
Si vous produisez du courant 230 volts à bord, même avec un générateur ou un onduleur, vous devez exclure techniquement que ce courant puisse atteindre la prise de quai. Sinon, le courant pourrait être appliqué à la fiche CEE du câble de quai sur les pôles qui ne sont pas protégés contre le contact. Le raccordement du système de commutation nécessaire doit être effectué par un professionnel.
Une lampe témoin de réseau installée dans le petit distributeur ou sur la table à cartes est très pratique. Celui-ci détecte si les conducteurs N et L sont inversés. Dans une installation purement CEE, cela ne peut se produire que si la fiche a été mal branchée. Mais si, dans un port, on n'a accès au courant de quai qu'avec un adaptateur CEE de type Schuko, c'est le hasard qui choisit le conducteur N et le conducteur L, sans témoin lumineux. Cela n'a pas d'importance pour le fonctionnement électrique, mais le câble prévu pour le L doit également conduire le L.
Un coupe-feu est-il nécessaire à bord du yacht ?
Avec un interrupteur coupe-feu supplémentaire (AFDD = Arc Fault Detection Device) dans le petit tableau de distribution, les arcs électriques dans les installations électriques défectueuses sont également détectés. Ceux-ci peuvent se former en cas d'interruptions et de défauts d'isolation dus à des vibrations, des dilatations ou des rétractions thermiques, des plis importants dans les câbles, une charge mécanique élevée ainsi que la corrosion et le vieillissement. Dans les deux cas, l'AFDD coupe le circuit avant que des incendies à déclenchement électrique ne se produisent.
Roth estime que l'on peut se passer de l'AFDD. "Je n'ai encore jamais vu d'interrupteur anti-incendie sur un yacht de série récemment construit. Pour simplifier, on peut dire que les incendies de câbles ne se produisent que si l'installation n'a pas été faite par un professionnel", explique Roth. De toute façon, dans 99 pour cent des cas, un incendie de câble se produit dans le réseau électrique de la batterie. C'est là que circule un courant nettement plus élevé à basse tension. C'est surtout le cas lorsqu'on utilise un onduleur, car celui-ci peut tirer un courant très élevé du côté 12 volts.
Revenons à l'installation 230 volts : des disjoncteurs automatiques pour les différents circuits électriques sont placés dans le petit tableau de distribution. Celui qui connaît son courant maximal peut dimensionner ses fusibles en conséquence et joue ainsi la carte de la sécurité, même dans des ports inconnus. Un disjoncteur de six ampères se déclencherait dans la plupart des cas avant le système de la marina, mais il peut déjà être trop faiblement dimensionné pour le chargeur de batterie qui démarre ou un aspirateur puissant.
Le problème du conducteur de protection : comment éviter la corrosion galvanique
La norme DIN EN ISO 13291 prescrit que le conducteur de protection du courant alternatif doit être relié à la terre du bateau. La terre du bateau peut être le pôle négatif de la batterie de bord ou le moteur, ou encore la coque pour les yachts métalliques. Ainsi, le moteur, le système d'arbre, le saildrive, l'appareil à gouverner, les vannes de mer et bien d'autres éléments sont également reliés au conducteur de protection du courant de quai, et des courants de compensation galvaniques peuvent se produire.
Lorsque deux métaux ayant un potentiel électrochimique différent sont plongés dans un liquide conducteur et qu'ils sont reliés par un conducteur, un courant circule et le métal de moindre qualité se dissout. À bord, il peut s'agir par exemple du saildrive en aluminium et des palplanches rouillées du port. Le liquide conducteur est l'eau de mer, et la connexion électrique est assurée par le conducteur de protection de la prise de quai.
Avant que les composants tels que l'hélice, les vannes marines ou le safran en métal de mauvaise qualité ne se dissolvent, les anodes sacrificielles de l'hélice et/ou de la coque se décomposent. Dans les cas extrêmes, la coque en aluminium peut aussi se couvrir de bulles, voire de piqûres, si une quantité suffisante de cuivre se trouve dans la peinture antisalissure du yacht voisin ou si les palplanches mises à la terre dans le port sont rouillées.
Transformateurs d'isolement et isolateurs
La corrosion galvanique prend fin dès que le circuit électrique est interrompu, c'est-à-dire lorsque la prise de quai est débranchée et qu'il n'y a plus de connexion du conducteur de protection. Pour satisfaire aux prescriptions et utiliser le courant de quai sans risque, un transformateur de séparation est nécessaire. Celui-ci découple proprement le réseau de quai du réseau de bord, mais coûte au moins 1.000 euros.
"Sur les yachts en aluminium, je pense qu'un transformateur d'isolement est une nécessité absolue. Sinon, je ne le recommande qu'en cas de problèmes avérés", explique Roth. "Le propriétaire dont l'amarrage permanent est un jour remplacé par un rideau de palplanches doit y regarder de plus près. Car cela augmente le risque de corrosion galvanique lors de l'utilisation du courant de quai".
Alternativement, la norme ISO 13297 autorise un découplage galvanique de la prise de quai, à condition qu'il soit à sécurité intégrée (fail safe). Les isolateurs galvaniques certifiés en conséquence sont aussi chers qu'un transformateur d'isolement. De nombreux isolateurs proposés en tant que "Zinc Saver" ne satisfont pas à la prescription Fail Safe et ne sont donc pas adaptés.
Le réseau électrique de 230 volts à bord est maintenant en place. L'électricien Roth jette encore un coup d'œil sur le réseau 12 volts et remplace les câbles entre l'alternateur du moteur et les batteries par des câbles très flexibles avec une section de câble adaptée et des cosses tubulaires bien serrées dans des tubes de protection.
La distribution de 12 volts à la table à cartes est également contrôlée : "Je vois quelques aventures sur ce bateau exemple, mais au moins il n'y a pas de danger de mort", déclare Roth. C'est rassurant, explique Jonas Ball, porte-parole de Pantaenius, mais "plus un bateau est ancien et plus les propriétaires précédents ont bricolé le système électrique, plus il est probable que des composants non adaptés aux pièces humides ou des sections de câbles incorrectes aient été installés, ou que d'autres problèmes surviennent". Le réseau électrique 12 volts est donc certainement aussi un projet d'optimisation qui en vaut la peine sur un yacht d'occasion, mais aussi sur un yacht que l'on possède depuis longtemps.
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