Dépannage électrique pour applications automobiles

06-18-2013 | Automobile

Diagnostiquer une chute de tension

Le phénomène appelé chute de tension fait partie des problèmes électriques les plus répandus actuellement dans les aires de service automobiles. Si la chute de tension n'est pas maîtrisée, elle peut causer de nombreuses pannes électriques difficiles à élucider et à résoudre, tout particulièrement si elle touche le côté terre d'un circuit. Vous risquez même de remplacer par erreur des pièces qui n'étaient pas défectueuses.

Plus un véhicule possède de connexions et de câbles, plus le système électrique est vulnérable face à ces chutes de tension.

Pour limiter les chutes de tension électrique, respectez les bonnes pratiques en matière de sécurité électrique. Cela signifie qu'il faut mesurer la chute de tension avant de tirer des conclusions. Une chute de tension sur un circuit vous indique quand le circuit est trop limité pour alimenter un composant (moteur, relais, ampoule, etc.), ou le faire fonctionner correctement. Si le circuit est limité, réparez-le et testez-le à nouveau. S'il n'y a pas de restriction sur le circuit et que le composant ne fonctionne pas, ou pas correctement, alors remplacez le composant.

Par exemple, si une conduite d'eau s'écroule entièrement, l'eau arrête de circuler, la pression chute à zéro et la roue hydraulique cesse de tourner. En matière d'électricité, la même chose se produit lorsqu'un câble se détache ou qu'un contact se rompt. Le courant ne circule plus et la tension tombe à zéro. Le moteur du démarreur s'arrête ou un phare s'éteint.

Symptômes de la chute de tension

Souvent déroutants et contradictoires, les symptômes d'une chute de tension électrique varient selon la fonction du circuit et la sévérité de la chute de tension :

  • pièces électriques non fonctionnelles
  • dispositifs électriques paresseux et lents
  • dispositifs intermittents ou irréguliers
  • dispositifs qui fonctionnent lentement ou de manière irrégulière lors des périodes de charges électriques importantes
  • interférences radio excessives ou bruits sur la radio
  • câbles ou couplage de la transmission ou de l'accélérateur défectueux
  • défauts répétés des câbles de la transmission ou de l'accélérateur
  • pièces de la transmission endommagées
  • problèmes de performance de la transmission ou du moteur
  • démarrages difficiles, voire pas de démarrage
  • tensions de l'ordinateur ou des capteurs élevées
  • performance irrégulière de l'ordinateur de bord ou du moteur
  • codes de pannes erronés dans la mémoire d'un ordinateur de bord
  • panne de l'embrayage du compresseur de conditionnement de l'air prématurée ou répétée

Cette liste de symptômes soulève plusieurs points.

  1. Les inspections visuelles ne détectent pas la plupart des cas de chute de tension. Vous ne pouvez généralement pas voir la corrosion à l'intérieur d'un contact ou du câble endommagé qui provoque le problème.
  2. Une chute de tension du côté de la terre, une cause de problèmes électriques souvent négligée, peut engendrer la plupart de ces symptômes. La performance d'un circuit ou d'un composant dépend de la qualité de sa mise à la terre.
  3. Plus les systèmes électriques sont sophistiqués, plus leur mise à la terre est importante. Le nombre de composants électriques a progressé rapidement et la plupart d'entre eux ne possèdent pas de câble de mise à la terre séparé. À la place, ces appareils sont généralement mis à la terre sur le moteur ou sur la carrosserie. La rouille, la graisse, les vibrations et/ou des réparations bâclées limitent souvent le circuit du moteur/de la carrosserie jusqu'à la batterie.
  4. De nombreux composants, comme les capteurs du moteur, partagent une terre commune. C'est pourquoi une mise à la terre défectueuse complique le diagnostic, car elle affecte plusieurs composants à la fois.
  5. Certains manuels d'entretien et tableaux de codes de diagnostic ou certains arbres de défaillance recommandent de vérifier la mise à la terre en dernier. En réalité, il est bien plus rapide de vérifier les circuits de mise à la terre avant de parcourir l'arbre de défaillance.
  6. Il est bien plus rapide et avisé de vérifier régulièrement la chute de tension sur un circuit, plutôt que de mémoriser de longues listes de symptômes. S'il ne faut retenir qu'une chose de notre expérience, c'est que chercher des symptômes ne peut en aucun cas remplacer des tests réguliers et approfondis pour détecter les chutes de tension.

L'expérience nous a enseigné d'autres raisons de vérifier la chute de tension en premier. Une chute de tension, en général sur le côté de la terre, est cause d'inexactitudes et d'anomalies sur les relevés des voltmètres et sur les images des oscilloscopes. En outre, lorsque vous connectez un voltmètre ou un oscilloscope sur un système avec une mauvaise mise à la terre, l'équipement de test en lui-même peut créer une terre de substitution correcte. Cela peut s'avérer très frustrant : tant que votre équipement de test est connecté, le circuit fonctionne et vous ne pouvez pas trouver la cause de l'erreur !

Procédures de base

Lorsqu'un problème électrique vous tape sur les nerfs, respirez profondément et pensez au composant électrique de base, le circuit en série. Les images 1 à 7 vous présentent des circuits en série basiques. Quelle que soit la complexité d'un système, vous pouvez toujours le simplifier en le décomposant en mini-circuits en série. Ensuite, inspectez chaque circuit à la recherche d'une chute de tension.

Par ailleurs, vous pouvez comparer l'électricité à de l'eau circulant dans un circuit hydraulique. La pression de l'eau dans le réservoir pousse des litres d'eau dans les conduites. L'eau fait tourner la roue hydraulique puis retourne dans le réservoir. Dans un circuit électrique, la pression électrique (tension ou volts) pousse le volume électrique (courant ou ampères) à travers le circuit en faisant fonctionner une charge. La charge peut être un ordinateur, un moteur, une lampe, un relais ou un autre appareil. Dans un circuit hydraulique, l'eau utilise l'essentiel de son énergie pour faire tourner la roue hydraulique. L'eau continue de circuler vers le réservoir, mais avec une pression moindre.

De même, la pression électrique (tension) est utilisée pour faire fonctionner la charge. C'est pourquoi la tension chute approximativement à zéro sur le côté de la terre, alors que le courant continue de circuler vers la batterie. Comme la tension sur un circuit de mise à la terre correct doit être de zéro, certains techniciens l'appellent point zéro.

Une conduite de retour coudée limite la circulation de l'eau vers le réservoir, ce qui ralentit la roue hydraulique et génère un relevé de pression sur le côté retour de la roue. De même, une chute de tension du côté de la terre limite la performance de la charge et génère un relevé de tension sur le côté terre de la charge.

Résistance - Limites

Afin de mieux visualiser ce qu'est une résistance excessive, imaginez-vous un enfoncement ou un coude qui réduit le débit de l'eau dans une conduite. Un peu de bon sens vous indique qu'un coude n'importe où sur le circuit hydraulique (côté alimentation ou retour) limite le débit de l'eau, ce qui ralentit la roue hydraulique ou la stoppe.

Une résistance excessive produit le même effet sur un circuit électrique. Des connexions de mauvaise qualité, des câbles endommagés ou sous-dimensionnés sont comme des conduites coudées : ils limitent le débit du courant. Comme sur le circuit hydraulique, réduire le débit du courant n'importe où, sur le côté phase ou terre, nuit à la performance de la charge. L'effet sur la charge est difficile à prévoir, car il varie selon la sévérité de la restriction. Par exemple, le moteur sur un circuit limité peut s'arrêter ou simplement fonctionner plus lentement que la normale.

Un circuit limité peut également faire patiner et user prématurément l'embrayage du compresseur de conditionnement de l'air. Un ordinateur sur un circuit limité peut s'éteindre ou fonctionner de manière irrégulière. Lorsqu'un circuit est limité par de la corrosion, des connexions desserrées ou d'autres types de résistance, le courant et la tension chutent. Si le nombre de volts chute, le nombre d'ampères chute également. C'est pourquoi, si vous trouvez une chute de tension sur une connexion ou un câble, vous savez que cette connexion ou ce câble est limité(e).

Observez les circuits hydrauliques représentés sur les illustrations et retenez ces deux points essentiels. Premièrement, la liberté de circulation est aussi importante sur la terre que sur la phase. Deuxièmement, seule une restriction du côté de la terre peut causer des relevés de tension supérieurs à 0-0,1 V sur un circuit de mise à la terre.

Une conduite de retour complètement effondrée arrête le débit de l'eau, paralysant ainsi la roue hydraulique et générant un relevé de pression sur le côté retour de la roue. De même, un fil de terre endommagé arrête complètement le débit du courant, éteint la charge et provoque une tension du système sur le côté terre de la charge.

Tests de chute de tension

La chute de tension électrique varie selon le débit du courant. Si vous ne faites pas circuler de courant sur le circuit, vous ne pouvez pas mesurer la chute de tension. Comme les batteries d'un ohmmètre ne peuvent pas fournir le courant qui circule normalement dans la plupart des circuits, les tests avec des ohmmètres ne détectent généralement pas les restrictions aussi précisément qu'un test de chute de tension.

Les problèmes de circuit ouvert, comme des câbles ou des connexions endommagés ou déconnectés arrêtent le débit du courant. Après avoir réparé un circuit ouvert, mettez à nouveau le circuit sous tension et vérifiez s'il reste une chute de tension. Tant que vous ne faites pas circuler de courant et ne vérifiez pas à nouveau le circuit, vous ne pouvez pas savoir si l'intégralité du circuit est en état d emarche.

Même si l'idéal consisterait à disposer de connexions, de fils et de câbles sans résistance, la plupart d'entre eux présentent un peu de chute de tension. Si vos manuels ne listent pas les valeurs de chute de tension, utilisez les limites maximums suivantes :

  • 0,00 V sur une connexion
  • 0,20 V sur un fil ou un câble
  • 0,30 V sur un interrupteur
  • 0,10 V sur une terre

Comme la plupart des circuits informatiques fonctionnent avec quelques milliampères, ils ne tolèrent pas les chutes de tension aussi bien que le font les autres circuits. Notez qu'un milliampère correspond à un millième (0,001) d'ampères. La limite de fonctionnement recommandée est une chute de 0,10 V sur les câbles et les interrupteurs à faible courant. Tester des circuits à faible courant nécessite également un voltmètre à haute impédance (10 mégohms). Un voltmètre à basse impédance peut trop charger un circuit à faible courant, à tel point qu'il affiche un relevé incorrect, voire pas de relevé du tout ! La plupart des multimètres numériques professionnels possèdent une impédance d'entrée de 10 mégohms. Utiliser un multimètre numérique est le moyen le plus rapide pour mesurer précisément les chutes de tension. Si le multimètre numérique que vous possédez ne dispose pas de la sélection de gamme automatique, utilisez une gamme basse tension (0-1 V) pour tester la chute de tension. Souvenez-vous que les lampes témoins ne sont pas suffisamment précises pour diagnostiquer les chutes de tension électriques.

Tests rapides de la terre

Étant donné que la plupart des symptômes listés plus haut peuvent être causés par des chutes de tension sur les circuits de terre, pensez à adopter cette nouvelle habitude de travail : testez la terre en premier ! Avant de réaliser un réglage, vérifiez s'il n'y a pas de problème électrique ou testez un système de démarrage, de charge, ABS ou de traitement de l'air ; faites les tests de routine sur les mises à la terre du moteur et de la carrosserie. Connectez votre multimètre numérique entre le moteur et la borne négative de la batterie. Désarmez l'allumage en toute sécurité et démarrez le moteur pendant quelques secondes.

Si la chute de tension est excessive, réparez le circuit de terre du moteur et effectuez à nouveau le test. Notez que sur certains systèmes d'allumage sans distributeur, le moyen le plus facile d'éviter que le moteur démarre pendant le test de la terre est de sortir le fusible de la pompe à carburant. Ensuite, connectez votre multimètre numérique entre la borne négative de la batterie et la cloison pare-feu du véhicule. Ensuite, démarrez le moteur et allumez les principaux accessoires électriques. Trop de chute de tension ? Réparez alors la mise à la terre de la carrosserie et testez à nouveau.

Une fois que les terres du moteur et de la carrosserie se trouvent dans les limites, continuez votre diagnostic. Ne soyez pas surpris si réparer ces terres suffit à résoudre les problèmes de la voiture. Le fait qu'un véhicule réussisse le test de mise à la terre de la carrosserie ne signifie pas que vous pouvez mettre votre voltmètre à la terre n'importe où. Certains techniciens tournent en rond pendant des heures, car leurs voltmètres ne sont pas bien mis à la terre. Pour travailler en toute sécurité, utilisez un fil de raccordement de 6-10 mètres de long, avec des pinces crocodiles à chaque extrémité. Lorsque vous devez tester une pompe à carburant électrique, un système d'éclairage ou le calculateur de l'ABS, à l'arrière du véhicule, mettez votre multimètre numérique à la terre sur la batterie à l'aide du fil de raccordement.

Problèmes de mise à la terre avec les ordinateurs

Parce que les circuits informatiques fonctionnent à très faible courant, les tests de terre standard peuvent ne pas révéler une terre marginale sur un ordinateur de bord. Avant de condamner un ordinateur de bord, vérifiez tout d'abord sa mise à la terre. Faites fonctionner le système informatique et réalisez des tests inversés sur chaque borne de terre des ordinateurs. Si vous obtenez une mesure supérieure à 0,10 V, parcourez ce circuit de terre et localisez le problème.

Parfois, les bornes de mise à la terre des ordinateurs sont connectées à un emplacement où elles peuvent être facilement perturbées ou sujettes à la corrosion, par exemple un boulon contenant un thermostat. Les bornes des connecteurs des ordinateurs peuvent également se corroder. Pour que la chute de tension soit éliminée, il suffit parfois d'enlever les connecteurs et d'asperger les bornes avec du nettoyant pour composants électriques.

L'expérience montre que 0,30 V sur les bornes de terre d'un ordinateur peut suffire à causer des problèmes. Essayez de détecter cela avec une lampe témoin ! De mauvaises mises à la terre des ordinateurs et/ou des capteurs peuvent causer des tensions plus élevées que la normale sur les capteurs et provoquer des codes de panne erronés. Dans de nombreux cas, la terre défectueuse empêche l'ordinateur ou le capteur d'obtenir un signal de tension proche ou au niveau du point zéro. Bien sûr, accéder à l'ordinateur pour vérifier sa terre peut être compliqué. Toutefois, remplacer des ordinateurs et des capteurs coûteux par erreur est encore plus gênant.

Connectez un multimètre numérique sur une partie d'un circuit et il lira directement la chute de tension sur ce fil, ce câble, cet interrupteur ou cette connexion. Ici, un multimètre numérique afficherait la perte de tension entre la batterie et la charge. L'autre afficherait la perte de tension entre le côté terre de la charge et la batterie.

Problèmes de mise à la terre de la carrosserie

Faites bien attention aux mises à la terre de la carrosserie qui pourraient manquer. Si quelqu'un d'autre a travaillé sur le véhicule, il peut avoir oublié de reconnecter les fils ou les câbles de terre de la carrosserie. Souvenez-vous que lorsque la terre de la carrosserie est limitée, le courant cherche un autre chemin pour revenir jusqu'à la batterie. Le chemin alternatif le plus facile peut passer par le câble de changement de vitesse ou le câble d'accélération de la transmission. Ce courant peut non seulement souder les câbles entre eux, mais aussi creuser ou éroder les bagues et les roulements à l'intérieur de la transmission.

Si vous découvrez que l'isolation sur le fil de terre de la carrosserie est brûlée ou cloquée, vous pouvez parier que le courant de démarrage a surchauffé le fil. Lorsque la terre du moteur est limitée, le courant de démarrage essaye de retourner à la batterie par le circuit de terre de la carrosserie. L'expérience a montré que si le circuit de terre de la carrosserie peut supporter la charge du courant, le client peut ne pas avoir remarqué le problème immédiatement.

Lors de périodes de débit de courant important, une terre de carrosserie limitée peut ralentir ou arrêter un composant. Par exemple, les clignotants arrêtent de fonctionner lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein. Les tests ont confirmé qu'une terre carrosserie limitée provoquait l'arrêt des clignotants. La terre ne pouvait pas supporter le courant des clignotants en même temps que celui des feux de freinage.

Travailler en toute sécurité

En respectant les bonnes pratiques en matière de sécurité électrique, vous pouvez résoudre les problèmes électriques plus rapidement et plus utilement qu'en changeant les pièces au jugé. Utilisez aujourd'hui votre multimètre numérique pour éliminer les chutes de tensions électriques. C'est la chose la plus responsable à faire.