Protection contre l'oxydoréduction

[invitece916a6c]

Je ne suis pas bien calé en chimie et j'ai un soucis avec des affirmations que je vois ici et là, et qui me semblent un peu embrouillées.

J'aimerais votre avis sur le différentes solutions que j'indique plus bas.

J'ai un circuit de refroidissement pour une machine avec d'un côté l'élément en cuivre qui capte la chaleur à l'intérieur de la machine et un radiateur en alu à l'extérieur. Entre les deux on a des canalisations quasi quelquonques en je-ne-sais-quoi (polymère semi-rigide). Le liquide caloriporteur est de l'eau distillée toute bête avec du liquide de refroidissement auto qui circule grace à une pompe qui débite 4000 litres par heure.

L'eau distillée ne conduit pas l'électricité, mais elle se charge probablement en ions machin-chose au fil du temps, ce qui la rend conductrice. Vous me corrigez si je me trompe.

Je vois partout dire que le couple cuivre/alu pose problème à cause de l'oxydoréduction. Bon, j'ai vite compris la source du problème. Ca forme en gros une pile d'environ 2 volts, et les électrons migrent du cuivre vers l'alu. Et un dépôt se forme sur le cuivre alors que l'alu devient de plus en plus fin.
C'est bien ça ?

J'ai fait le test chez moi en mettant des morceaux de fil de cuivre et un morceau d'alu dans un cul de bouteille. J'ai mis de l'eau et j'ai 0.5 volts avec mon vieux voltmètre à aiguille. J'ai ajouté du sel dans l'eau, pareil. Par contre ça sent "tout drôle"
Je ne constate visuellement aucun dépôt sur le cuivre pour le moment. Ca fait 2 semaines que ça trempe.

Le dépôt sur le cuivre ne se limite pas à une fine couche je suppose. Il augmente jusqu'à épuisement de l'alu ?

La couche d'alumine à l'intérieur du radiateur ne protège pas de l'oxydoréduction car elle conduit le courant.

Méthode 1 : la cuirasse
Pour se protéger de l'oxydoréduction il faudrait recouvrir l'alu et/ou le cuivre avec un autre métal. Par anodisation par exemple. Je suppose qu'il faut que le métal en question soit non conducteur. Or je ne connais pas de métal non conducteur.
Ca fonctionne ?

Méthode 2 : prendre l'adversaire à revers
Relier le cuivre et l'alu par un conducteur éléctrique ne fait que faciliter le passage des électrons, donc problème agravé.
Oui mais ... ça a le mérite de forcer le passage des électrons. Ils ne passent plus par l'eau mais par le conducteur électrique.
Ca permet de faire en sorte que le dépôt ne se fasse plus dans l'échangeur en cuivre, mais sur sa surface extérieure, concentré sur la zone reliée au conducteur. On choisi alors une zone 'sacrifiée'.
Vous pensez que ça marche ?
Si oui, alors il faut probablement ajouter une résistance afin de ralentir le processus. Résistance plus faible que celle du circuit d'eau. Par exemple 10 fois plus faible.
Et le conducteur électrique ... il est en cuivre ? En alu ? Je vais avoir du mal à en trouver un dans un autre matériau

Méthode 3 : détourner l'attention de l'adversaire
Autre solution, mettre un morceau d'alu en contact direct avec l'échangeur en cuivre. J'ai vu qu'on appelle ça une anode sacrificielle.
Mais dans ce cas, le radiateur ne sera pas du tout attaqué car éléctriquement trop loin par rapport à l'anode sacrificielle ?
Et le dépôt sur le cuivre se fera uniquement au contact cuivre/alu ?
Il suffirait de changer de temps en temps ce morceau d'alu. Ou d'en choisir un suffisament gros.

Méthode 4 : la gégène
Et puis dernièrement il m'est venu une idée.
Ahah
Polariser l'alu et le cuivre de manière artificielle. Je me suis rendu compte que je ne suis pas le premier à y penser vu que les structures métaliques enterrées sont souvent protégées avec ça.

Le principe est de mettre un générateur de courant qui fasse en sorte que l'alu (dans mon cas) soit au pôle moins, et que le cuivre soit au pôle plus. De cette manière les électrons ne peuvent plus circuler de l'alu vers le cuivre.
Ah oui très bonne idée... mais ils circulent dans l'autre sens alors ?
Le cuivre va perdre des électrons qui vont aller faire un dépôt sur l'alu ?

J'ai pensé à la possibilité de faire en sorte qu'on ai une différence de zéro volts entre l'alu et le cuivre (à quelques millivolts près), mais je vois partout qu'il faut carrément une tension négative du côté corrodé, genre 0,85 volts pour de l'acier.
Porké ? Je ne peux pas mettre les deux à un potentiel identique ?

Méthode 5 : la proie
Il reste la méthode de l'anode sacrificielle faite dans un autre matériau. Genre zinc ou magnésium.
Si je colle cette anode sur le radiateur, mon alu va rester sain et sauf, mais le cuivre aura un dépôt.
Si je colle cette anode sur le cuivre, on revient à la méthode 3.
C'est bien ça ?

Méthode 6 : empêcher l'adversaire d'avancer
Remplacer l'eau par de l'huile végétale.
Eh oui
Ca ne conduit pas l'électricité. Par contre le pouvoir de "captation" de chaleur est probablement moins bon. Et la pompe ne débitera plus autant.
Et il faut trouver un additif pour que rien ne se développe dans ce liquide.
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[invitea047670f]

salut
comme tu l'aq dis l'eau destillé ne conduit pas de l'éléctricité car il n'est pas chargé avec les ions mais, et en plus le Cu et l'Al sont des réducteur et impossible d'avoir une réaction d'ox/red avec juste les reducteur.
alors tu dois chercher la nature de la solution: liquide de refroidissement auto qui circule grace à une pompe.
apres on va voir.

[moco]

Je vais commenter ton texte, en y intercalant mes réponses.
Toi : J'ai un circuit de refroidissement pour une machine avec d'un côté l'élément en cuivre qui capte la chaleur à l'intérieur de la machine et un radiateur en alu à l'extérieur. Entre les deux on a des canalisations en je-ne-sais-quoi (polymère semi-rigide). Le liquide caloriporteur est de l'eau distillée toute bête avec du liquide de refroidissement auto qui circule grace à une pompe qui débite 4000 litres par heure.

L'eau distillée ne conduit pas l'électricité, mais elle se charge probablement en ions machin-chose au fil du temps, ce qui la rend conductrice. Vous me corrigez si je me trompe.

Je vois partout dire que le couple cuivre/alu pose problème à cause de l'oxydoréduction. Bon, j'ai vite compris la source du problème. Ca forme en gros une pile d'environ 2 volts, et les électrons migrent du cuivre vers l'alu. Et un dépôt se forme sur le cuivre alors que l'alu devient de plus en plus fin.
C'est bien ça ?
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Moi : Non. les électrons vont de l'alu au cuivre. Al cède ses électrons en formant un ion Al3+, et les électrons vont sur le cuivre, où ils réduisent l'eau selon l'équation :
2 e- + 2 H2O ---> 2 OH- + H2
Il se dégage du gaz H2 sur l'électrode de cuivre, et la soltuion devient basique.
L'alu va en effet s'user, mais il ne se déposera pas de cuivre sur le cuivre. D'où viendrait ce cuivre-là ?
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Toi : J'ai fait le test chez moi en mettant des morceaux de fil de cuivre et un morceau d'alu dans un cul de bouteille. J'ai mis de l'eau et j'ai 0.5 volts avec mon vieux voltmètre à aiguille. J'ai ajouté du sel dans l'eau, pareil. Par contre ça sent "tout drôle"
Je ne constate visuellement aucun dépôt sur le cuivre pour le moment. Ca fait 2 semaines que ça trempe.
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Moi : Tout cela est normal. Mais je ne sais pas très bien ce que signifie une odeur "drôle"
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Toi : Le dépôt sur le cuivre ne se limite pas à une fine couche je suppose. Il augmente jusqu'à épuisement de l'alu ?
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Moi : Il n'y a pas de dépôt sur le cuivre !
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Toi : La couche d'alumine à l'intérieur du radiateur ne protège pas de l'oxydoréduction car elle conduit le courant.
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Moi : La couche d'alumine ne conduit pas le courant. Mais effectivement elle protège de l'oxydation. Donc au bout de quelque temps, la pile ne fonctionne plus.
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Toi : Méthode 1 : la cuirasse
Pour se protéger de l'oxydoréduction il faudrait recouvrir l'alu et/ou le cuivre avec un autre métal. Par anodisation par exemple. Je suppose qu'il faut que le métal en question soit non conducteur. Or je ne connais pas de métal non conducteur.
Ca fonctionne ?
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Moi : C'est difficile. Il faudrait vernir le cuivre, ou le recouvrir de goudron. Mais on n'est jamais à l 'abri d'une rayure. pareil pour l'alu. En général, on recouvre l'alu d'une couche la plus éàpaisse possible d'alumine. Malheureusement elle présente souvent des petits canaux perméables. Je ne sais pas ce que tu entends par dépôtz par anodisation.
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Toi. Méthode 2 : prendre l'adversaire à revers
Relier le cuivre et l'alu par un conducteur éléctrique ne fait que faciliter le passage des électrons, donc problème agravé.
Oui mais ... ça a le mérite de forcer le passage des électrons. Ils ne passent plus par l'eau mais par le conducteur électrique.
Ca permet de faire en sorte que le dépôt ne se fasse plus dans l'échangeur en cuivre, mais sur sa surface extérieure, concentré sur la zone reliée au conducteur. On choisi alors une zone 'sacrifiée'.
Vous pensez que ça marche ?
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Moi : Aïe ! Tu n'as rien compris. Les électrons ne passent pas à travers l'eau. les électrons ne peuvent traverser que des substances métalliques. Ils partent de la masse d'aluminium visa l'extérieur du circuit, le bâti, la terre que sais-je. Et ils retournent vers le cuivre toujours par l'extérieur. Jamais à travers l'eau. Dans l'eau il y a des ions comme Al3+ ou OH- qui se déplacent, mais pas d'électrons.
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Toi : Si oui, alors il faut probablement ajouter une résistance afin de ralentir le processus. Résistance plus faible que celle du circuit d'eau. Par exemple 10 fois plus faible.
Et le conducteur électrique ... il est en cuivre ? En alu ? Je vais avoir du mal à en trouver un dans un autre matériau
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Moi : Peu importe la valeur de la résistance. la corrosion Al see fera toujours. Il faudrait une résistance infinie
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Toi : Méthode 3 : détourner l'attention de l'adversaire
Autre solution, mettre un morceau d'alu en contact direct avec l'échangeur en cuivre. J'ai vu qu'on appelle ça une anode sacrificielle.
Mais dans ce cas, le radiateur ne sera pas du tout attaqué car éléctriquement trop loin par rapport à l'anode sacrificielle ?
Et le dépôt sur le cuivre se fera uniquement au contact cuivre/alu ?
Il suffirait de changer de temps en temps ce morceau d'alu. Ou d'en choisir un suffisament gros.
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Moi : De plus en plus dingue ! Puisqu'il n'y a pas de dépôt de cuivre ! Tu l'as déjà ton anode sacrificielle. C'est le tube d'alu. En rajouter une autre ne servirait à rien !
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Toi : Méthode 4 : la gégène
Et puis dernièrement il m'est venu une idée.
Ahah
Polariser l'alu et le cuivre de manière artificielle. Je me suis rendu compte que je ne suis pas le premier à y penser vu que les structures métaliques enterrées sont souvent protégées avec ça.

Le principe est de mettre un générateur de courant qui fasse en sorte que l'alu (dans mon cas) soit au pôle moins, et que le cuivre soit au pôle plus. De cette manière les électrons ne peuvent plus circuler de l'alu vers le cuivre.
Ah oui très bonne idée... mais ils circulent dans l'autre sens alors ?
Le cuivre va perdre des électrons qui vont aller faire un dépôt sur l'alu ?
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Moi : Oui. C'est une bonne idée. Mais c'est très difficile de trouver la bonne tension à appliquer, car elle n'est pas constante dans le temps
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Toi : J'ai pensé à la possibilité de faire en sorte qu'on ai une différence de zéro volts entre l'alu et le cuivre (à quelques millivolts près), mais je vois partout qu'il faut carrément une tension négative du côté corrodé, genre 0,85 volts pour de l'acier.
Porké ? Je ne peux pas mettre les deux à un potentiel identique ?
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Moi : Si tu appliques une contre-tension, comme dans le paragraphe précédent, tu aurtas les duex métaux au m'ême potentiel
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Toi : Méthode 5 : la proie
Il reste la méthode de l'anode sacrificielle faite dans un autre matériau. Genre zinc ou magnésium.
Si je colle cette anode sur le radiateur, mon alu va rester sain et sauf, mais le cuivre aura un dépôt.
Si je colle cette anode sur le cuivre, on revient à la méthode 3.
C'est bien ça ?
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Moi : En principe, c'est bon. Mais c'est difficile de trouver un métal qui ait un potentiel plus négatif que Al. Le magnésium devrait peut-être aller, mais ce n'est pas sûr, à cause de l'absence de connaissances concernant les concentrations des ions ASl3+ et Mg2+.
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Toi : Méthode 6 : empêcher l'adversaire d'avancer
Remplacer l'eau par de l'huile végétale.
Eh oui
Ca ne conduit pas l'électricité. Par contre le pouvoir de "captation" de chaleur est probablement moins bon. Et la pompe ne débitera plus autant.
Et il faut trouver un additif pour que rien ne se développe dans ce liquide.
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Moi : Oui. C'est une bonne idée. Mais pourquoi prendre de l'huile végétale qui coûte cher, et qui n'est pas chimiquement stable ? Tu as meilleur temps de prendre de l'huile minérale, genre fuel, mazout, essence, huile de vaseline. Ce sont des huiles stables, qui ne vont pas s'oxyder avec le temps.

[invitece916a6c]

le Cu et l'Al sont des réducteur et impossible d'avoir une réaction d'ox/red avec juste les reducteur.

Dans ce cas, comment ce fait-il que je vois partout sur ce forum que le couple cuivre/aluminum est à proscrire ?
J'ai vu par exemple une personne qui demandait si elle pouvait faire un panneau solaire thermique en alu avec des tuyaux en cuivre, et on lui réponds que non.

Et puis si ces deux métaux n'interagissent pas, je ne vois pas pourquoi j'ai une tension électrique entre eux lorsque je les met dans l'eau.
Si il y a tension électrique, il y a forcément déplacement d'électrons. Donc altération des matériaux.

J'ai bien peur que votre réponse soit fausse.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitece916a6c]

les électrons vont de l'alu au cuivre.
L'alu va en effet s'user, mais il ne se déposera pas de cuivre sur le cuivre. D'où viendrait ce cuivre-là ?

Je me suis effectivement trompé sur le sens de cirlation des électrons.

Qui a parlé d'un dépôt cuivre sur cuivre ? Je pensais à un dépôt de je-ne-sais-quoi sur le cuivre.
Si l'alu s'use, il faut bien que ces particules aillent quelque part. Soit en suspension dans le liquide, soit en se déposant sur le cuivre. Et j'ai vu ici et là des commentaires indiquant que le cuivre se recouvre à cause de l'oxydoréduction. Peut-être est-ce faux. C'est justement pour cela que je tente de trouver des réponses de qualité.

La couche d'alumine ne conduit pas le courant. Mais effectivement elle protège de l'oxydation. Donc au bout de quelque temps, la pile ne fonctionne plus.

?!!!
Si l'alumine ne conduit pas le courant (ce qui est vrai d'après ce que j'ai lu ailleurs) alors l'oxydoréduction ne peut même pas commencer. Elle ne commence pas du tout. Car l'alumine est présente dès le départ sur l'alu.
Encore une fois, je ne comprends pas comment il est possible qu'on parle partout de l'oxydoréduction de l'alu alors que je vois partout aussi que l'alu est protégé électriquement par l'alumine.
note : je parle bien du cas où l'alu et le cuivre ne sont pas en contact direct.

Les électrons ne passent pas à travers l'eau. les électrons ne peuvent traverser que des substances métalliques. Ils partent de la masse d'aluminium visa l'extérieur du circuit, le bâti, la terre que sais-je. Et ils retournent vers le cuivre toujours par l'extérieur. Jamais à travers l'eau. Dans l'eau il y a des ions comme Al3+ ou OH- qui se déplacent, mais pas d'électrons.

Ah d'accord. L'eau ne conduit pas l'électricité, ok ok.
Claude François est donc mort à cause des extra-terrestres.
Et aussi, mon ohm-mètre m'indique que l'eau est conductrice, mais il ment. Fichu matériel asiatique.

Mais pourquoi prendre de l'huile végétale qui coûte cher, et qui n'est pas chimiquement stable ? Tu as meilleur temps de prendre de l'huile minérale, genre fuel, mazout, essence, huile de vaseline. Ce sont des huiles stables, qui ne vont pas s'oxyder avec le temps.

Ah, voilà une réponse constructive. Tout de même
Mais je ne remplacerais pas l'eau par du fuel car en cas de surchauffe (si la pompe tombe en panne) je crains que ça ne fasse pas joli-joli. Machine détruite + incendie.
Mais je note l'idée.
L'huile minérale et l'huile de vaseline sont, je pense, bien moins fluides que l'eau. Et surtout bien moins bonnes pour les échanges thermiques. Mais ce ne sont que des suppositions de ma part.

[invite7500bbe7]

Ton système ressemble à un radiateur de voiture, qui , en utilisation normale, liquide de refroidissement, ... ne s'use pratiquement pas (certain ne se changent pas même après 20 ans et 250 000km)
Pourquoi ne pas copier. (ajout de produit protecteur par exemple...)

Sinon l'huile silicone est un excellent fluide pour ce genre d'utilisation, ça gèle pas, ça tiend de hautes températures, ça ne corrode rien...on utilise ça pour les cryostats au labo (donc pour transporter le froid dans des tuyaux...si ça porte le froid, ça porte le chaud aussi bien.)

L'eau pure conduit très mal le courrant, mais elle n'est pas pure et en plus tu dis avoir du liquide de refroidissement mélangé avec donc plein d'ions, donc ça conduit très bien. Si tu relie le système entier (cuivre, alu, liquide) à la terre je pense que tu élimines le problème d'oxydoréduction en grande partie (c'est un phénomène de corrosion très lent sans apport d'energie electrique et ni ton cuivre ni ton alu n'est relié à une pile)

[moco]

J'ai peur que tu n'aies pas compris ce qu'est le courant électrique et l'électrolyse.
L'eau pure ne conduit pas le courant.
L'eau impure conduit le courant, à cause des ions qu'elle contient. Mais le courant qui passe dans l'eau n'est pas un courant d'électrons. C'est un courant d'ions. L'eau contient des ions qui sont mobiles, et qui se déplacent vers le pôle de sens opposé au leur. Les électrons ne circulent que dans les métaux. Le courant électrique peut être soit un courant d'électrons soit un courant d'ions. Les deux sortes de courant peuvent se mesurer en Ampères. Un circuit électrique peut passer à travers uine solution. Dans la partie du circuit qui est en métal, le courant est assuré par des électrons mobiles. Dans la partie du circuit qui traverse la soltuion aqueuse, le courant est assuré par des ions.

[invite7500bbe7]

Oui, moi je sais...ça ne change pas ce que j'ai dis.

[invite8241b23e]

JE ne croi spas que c'était à toi que parlai smoco, mais plutôt à Bracamentête :

Ah d'accord. L'eau ne conduit pas l'électricité, ok ok.
Claude François est donc mort à cause des extra-terrestres.
Et aussi, mon ohm-mètre m'indique que l'eau est conductrice, mais il ment. Fichu matériel asiatique.

... qui au passage peut garder pour lui ce genre de commentaire, on veut bien l'aider, mais s'il n'a pas compris, qu'il reste humble, surtout avec moco qui donne un sacré coup de main...

[invitea26508d8]

Ah un fan de tuning PC, c'est très bien de s'attarder sur les causes et effets de ce que l'on fabrique!
Bon tout d'abord, lorsqu'on utilise de l'eau déminéralisée comme toi, il faut savoir qu'elle est très corrosive! Dés que l'eau est déminéralisée, elle est à +ou- 0.2 µS/cm de conductivité ou 18 méga ohms de résistivité! Sa conductivité ne cesse d'augmenter car elle absorbe le CO2 atmosphérique et elle oxyde les métaux qu'elle atteint. Ca tu l'as bien compris.
Moi je serais toi je ferais de l'électrodéposition au cuivre sur tes éléments en aluminium comme ça tu n'aurais plus de problème d'oxydo réduction. Ou appliquer la méthode 3 qui est utilisée sur les rails de chemins de fer (placer des bornes de zinc tous les x Km)
Si t as besoin d'aide pour électrodéposition demande-moi...
A+

[FC05]

Bracamentête, d'abord, sache que moco est vraiment trés balaise, surtout sur ce qui concerne le chimie minérale et qu'il donne quasiment jamais des mauvaises réponses, sauf quand les questions sont mal posées ...

Pour ce qui des phénoméne entre le cuivre et l'alu, ils sont tous les deux à l'état réduit, donc il ne peut y avoir de réaction entre eux.

Pour qu'il y ait probléme, il faut :

-un oxydant (en général O2)
- un contact électrique entre les deux métaux (soudure, masse ou terre commune)
- qu'il baignent dans un liquide conducteur (même faiblement)

Dans ce cas la surface du métal qui a le potentiel le plus haut (Cu ici) n'est pas oxydée, bien propre, elle sert de surface pour la capture de l'oxydant, puis elle "prends" des électrons au métal le plus négatif (Al) qui s'oxyde en Al3+.

Donc pour éviter (réduire ça) il faut, comme l'a indiqué moco, faire en surte que le Cu soit isolé de l'air ... le contraire du refléxe de base qui consiste à peindre la partie qui rouille.

Si mes souvenir son bons, il y aune expérience avec une plaque en alu mise dans de l'acide pas trop concentré, il ne se passe rien.
Par contre si on met en contact un clou, en ayant rayé la couche d'alumine, il y a un réaction d'xydation trés rapide de Al, avec dégagement de H2, sans que le clou s'oxyde.

[invitea047670f]

salut
j'espère Mr que tu as bien saisi ce qu'il a dis nos collègue, je veux juste rajouté une chose, c'est que dès qu'on regarde l'echelle des potentiel des OX/RED on remarque que l'Al à un potentiel négative et on dis qu'il est facile de l'oxydé, et pas saché Mr que non car ce pauvre métal capable de formé une couche protectrice qui le protège de la corrosion et qui est non conductrice de l'éléctricité.
donc si tu veux bien avoir la cause de ton probleme tu dois savoir la composition de ta solution (+ de l'eau distillé qui est un tres tres mauvais conducteur de l'éléctricité = pas des ions mobiles = pas de circuit fermé = pas de pile ).

[inviteb8530e9e]

Bonjour,

Pardonnez ma naïveté, il est possible qu'en isolant le radiateur aluminium du chassis ou de toute autre partie métallique pouvant faire masse aucun courant ne puisse circuler pour alimenter le processus d'oxydoréduction.