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Pourquoi l’humidité endommage les circuits électriques et les appareils électroniques ? Condensation, boîtier électrique IP, découvrez des solutions durables contre l’humidité.
Les boîtiers électriques étanches sont classifiés selon la norme IP (Indice de Protection). Cette norme internationale permet d’évaluer le niveau de protection d’un boîtier contre les éléments extérieurs susceptibles d’endommager les composants électriques ou électroniques.
Un boîtier IP garantit ainsi une protection contre :
Le niveau de protection est indiqué par deux chiffres après la mention IP (par exemple IP65, IP66 ou IP67), qui précisent la résistance du boîtier face aux intrusions de solides et de liquides.
Les problèmes d’humidité concernent de nombreux appareils électriques et électroniques. Les installations électriques peuvent subir des dommages liés à l’humidité. Certains composants sont particulièrement sensibles, tels que les boîtes de dérivation ou les tableaux électriques placés à l’extérieur.
L’humidité est également un vrai problème pour les capteurs et les appareils électroniques, particulièrement ceux qui sont soumis à des conditions climatiques extrêmes.
Nos objets du quotidien contiennent de plus en plus de capteurs : température, humidité, pH, mouvement, pluie, pression… ces dernières années ont vu une explosion du nombre d’objets connectés.
La même tendance est visible dans le cadre professionnel, où les procédés sont de plus en plus automatisés et où l’acquisition de données se généralise dans tous les domaines (agriculture, biotechnologie, musées, médical, automobile..).
D’autres appareils contenant de l’électroniques sont également particulièrement touchés par les problèmes d’humidité : luminaires extérieurs, drones, etc.
Pourquoi ces dispositifs, pourtant munis de boîtiers étanches certifiés par la norme IP, rencontrent-ils malgré tout des problèmes de condensation ? Pour comprendre, il faut analyser :
Les boîtiers IP ne garantissent pas une étanchéité à l’air. L’air et la vapeur d’eau peuvent circuler lentement à travers :
Même un boîtier électrique étanche extérieur peut donc laisser entrer progressivement l’humidité.
Plus un boîtier de raccordement électrique étanche est manipulé, plus le risque augmente.
Lorsque l’appareil est placé en zone humide, l’humidité ambiante finit par pénétrer.
Ce capteur possède une sonde à l’intérieur du boîtier et une autre à l’extérieur. Il est donc très facile d’évaluer les échanges d’air en comparant l’humidité à l’intérieur et à l’extérieur du boîtier.
Sur le long terme, on peut voir que l’humidité intérieure suit les mêmes tendances que l’humidité extérieure : le boîtier n’est donc pas totalement étanche. En revanche, un zoom sur quelques jours montre que l’échange est très lent.
Résultat : la concentration en vapeur d’eau augmente dans le volume confiné.
Une fois l’air humide présent dans le boîtier, il suffit d’une baisse de température pour provoquer une humidité par condensation.
Une fois que de l’eau liquide s’est formée à l’intérieur de la boite, il devient très compliqué de s’en débarrasser. Lorsque la température dans la boîte augmente, l’eau va bien s’évaporer, mais risque de condenser à nouveau dès qu’elle rentre en contact avec la paroi extérieure plus froide.
Pour un niveau donné d’humidité relative et de température dans un boitier, on peut calculer très facilement en dessous de quelle température se forme la condensation :
Les effets peuvent être :
Un mauvais contrôle de l’humidité réduit considérablement la durée de vie des équipements.
Le dépôt d’un vernis sur les circuits imprimés (« tropicalisation ») permet de les protéger contre l’humidité, mais également contre des produits chimiques corrosifs ou des poussières. Ces vernis sont des polymères tels que l'acrylique, le silicone, le parylène ou le polyuréthane. On les applique en couche très fine (de l’ordre de quelques dizaines de µm) à la surface des circuits imprimés.
Cette solution a néanmoins plusieurs limites :
Pour éviter la condensation, la solution la plus évidente est de chauffer l’intérieur du boîtier pour réduire l’humidité relative.
C’est néanmoins une solution difficile à mettre en œuvre dans des petits volumes et qui comporte des risques : si la chauffe est mal contrôlée, la température peut endommager les composants.
On trouve dans le commerce des bouchons compensateurs de pression (ou bouchons d’équilibrage de pression), parfois vendus comme « anti-condensation ». Attention, ces bouchons permettent avant tout de limiter l’usure des joints, mais n’ont aucun effet immédiat sur la condensation.
Découvrez la preuve en image “Comment éviter la condensation dans les boîtiers électriques ?”
Le gel de silice est un dessiccant très efficace et peu onéreux, qui adsorbe la vapeur d’eau. Dans un environnement parfaitement étanche à l’air, il est donc très efficace.
L’inconvénient du gel de silice est qu’il perd sa capacité d’adsorption pour lorsque l’humidité relative est supérieure à 70% environ. Lorsque de l’air humide pénètre dans le boîtier, le gel de silice est saturé et devient inactif.
Par ailleurs, le gel de silice est commercialisé sous forme de billes contenues dans des sachets. Pour les objets mobiles, les sachets vont bouger et potentiellement endommager les composants internes du boîtier.
Le produit breveté AS-B a été conçu pour éviter la condensation dans des conditions extrêmes :
Il fonctionne comme un régulateur passif d’humidité, sans énergie, sans maintenance.
Le produit AS-B est également un limiteur de risque en cas d’intrusion d’eau liquide à l’intérieur des boîtiers, par exemple en cas d’usure des joints. Il va en effet accélérer très significativement l’évaporation de l’eau et permettre ainsi d’extraire l’eau liquide beaucoup plus rapidement.
Le produit AS-B peut résister à des conditions extrêmes de température et d’humidité. Il a été soumis au laboratoire à des températures entre -25°C et 110°C et à des taux d’humidité entre 8% et 100% sans qu’aucune dégradation ne soit observée.
Les étiquettes AS-B sont :
L’humidité appareil électronique est un problème structurel :
Un véritable contrôle de l’humidité interne est indispensable pour éviter la dégradation des équipements.
Air Sponge AS-B constitue une solution durable et passive, adaptée aux environnements industriels exigeants.
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