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Le dispositif de protection de mise à la terre de l'arbre d'hélice du navire est conçu pour empêcher l'électricité statique de provoquer une déformation et une fissuration de l'arbre d'hélice, et pour éviter la corrosion électrochimique des tourillons, bagues, etc. du vilebrequin.

Pour qu'un navire puisse naviguer, la poussée générée par la rotation de l'hélice doit être transmise à la coque. La rotation de l'hélice est assurée par la puissance du moteur principal du navire. Par conséquent, un système fiable de transmission de puissance, appelé ligne d'arbre, doit être installé entre le moteur principal et l'hélice. Autrement dit, la puissance du moteur principal est transmise à l'hélice par l'intermédiaire de composants tels que le vilebrequin, l'arbre de poussée, l'arbre intermédiaire, l'arbre d'hélice, les paliers, les accouplements rigides et les presse-étoupes de l'arbre d'hélice.

Différents métaux présents dans l'eau de mer génèrent une différence de potentiel à une certaine distance. Le métal au potentiel le plus faible est corrodé par le métal au potentiel le plus élevé (dans les mêmes conditions, le métal au potentiel d'électrode le plus faible se corrode spontanément), ce qui induit un courant et provoque une corrosion électrochimique.

L'hélice est généralement en cuivre et l'arbre d'hélice en acier. Contrairement au cuivre, l'acier est un métal réactif, et la corrosion débute toujours à partir de ce métal. La différence de potentiel entre l'hélice et l'arbre d'hélice génère un courant électrique circulant de l'hélice (cuivre) vers l'arbre (acier). Si l'arbre d'hélice est en contact direct avec la coque, cette différence de potentiel est transmise à la coque, et l'arbre d'hélice ne subit pas de corrosion électrochimique.

L'hélice et l'arbre tournent grâce à des paliers et ne sont pas en contact direct avec la coque, mais par l'intermédiaire du film d'huile présent dans les paliers. Ceci interrompt la liaison entre l'arbre et la coque, et la différence de potentiel se propage vers les tourillons et les coussinets du vilebrequin du moteur principal, présentant une résistance relativement faible, à travers les ruptures du film d'huile. Il en résulte une corrosion électrochimique des tourillons et des paliers principaux, avec formation de piqûres sur ces derniers. Dans les cas les plus graves, cela peut entraîner une usure excessive des paliers, des vibrations de l'arbre, une surchauffe des paliers, voire des dommages mécaniques, affectant sérieusement la résistance et la durée de vie du moteur. De plus, en cas de rupture du film d'huile ou de mélange d'huile de lubrification avec de l'eau, la différence de potentiel peut générer un fort courant de fuite entre les paliers principaux, les paliers intermédiaires et l'arbre, provoquant des décharges instantanées et des étincelles. Ces étincelles représentent un danger potentiel d'explosion dans le carter du moteur principal.

Principe de composition et de fonctionnement

Le dispositif de protection contre la mise à la terre de l'arbre d'hélice se compose généralement d'une bague collectrice en alliage de cuivre fixée sur l'arbre intermédiaire du moteur principal, d'un support de bague collectrice, de balais en graphite argenté, de porte-balais, de câbles de mise à la terre, d'un socle, d'un millivoltmètre et d'un circuit d'alarme relié au dispositif. Généralement, trois balais en graphite argenté sont prévus : deux sont directement reliés à la coque pour réduire la différence de potentiel entre l'arbre d'hélice et la coque, et le troisième est relié au millivoltmètre qui affiche et surveille cette différence de potentiel.

Le dispositif de protection de mise à la terre de l'arbre maintient un contact étroit entre la bague collectrice en alliage de cuivre et la brosse en carbone grâce à un dispositif de pression, formant une boucle lorsque le moteur principal est en marche, éliminant ainsi efficacement la différence de potentiel générée entre l'arbre et la coque, protégeant ainsi l'arbre et l'hélice de la corrosion électrochimique et évitant la génération d'étincelles électriques, afin de protéger efficacement la sécurité du moteur principal et de l'arbre.

Les matériaux de construction des navires de haute mer et de leurs systèmes de canalisations d'eau de mer sont principalement constitués d'acier, et l'eau de mer est fortement corrosive pour ce matériau. Sans mesures de protection efficaces pour la coque et les canalisations d'eau de mer, ces matériaux subiront des réactions chimiques et/ou électrochimiques en service, entraînant une corrosion qui réduira considérablement la durée de vie du navire. Actuellement, les méthodes de protection courantes consistent à appliquer des revêtements anticorrosion sous la ligne de flottaison, à peindre l'extérieur des canalisations d'eau de mer avec une peinture antirouille, à revêtir les parois internes de revêtements anticorrosion en film mince, ou à utiliser des gaines anticorrosion.