[ Dépannage : Capacitor plague, condensateurs foireux ]

Un fléau récent sévit dans nos appareils électroniques, et les fait tomber en panne à la chaîne.

Le vecteur ? Les condensateurs !

Son nom ? Capacitor plague (en anglais : plague = peste / fléau / plaie).

La peste électrolytique !

Ces composants défectueux sont devenus LA cause première de pannes dans un nombre affolant d'appareils. On les retrouve dans presque n'importe quel produit : carte mère et alimentations à découpage (pour ordinateurs, écrans LCD et plasma, tuner TNT, lecteur DVD, HiFi, etc...)

On peut dire grossièrement que deux pannes sur trois dans les alimentations à découpage sont directement liées aux condensateurs "foireux".
Le phénomène existe depuis grosso modo le début des années 2000, et continue de sévir.

Quand on pense à tous ces appareils qui partent à la poubelle (ou au "recyclage") pour un ou deux malheureux composants à quelques euros...
Toutes ces terres rares, ces matériaux précieux, si durs à extraire... et maintenant si durs (impossibles ?) à récupérer une fois moulés ou fondus en composants intégrés à nos si "chers" appareils...

Rôle / Utilité d'un condensateur électrolytique

Les condensateurs électrolytiques sont une famille particulière des condensateurs.

Ils ont pour principale fonction de lisser, mais aussi de filtrer, ou de bloquer les composantes continues.

Dans les alimentations, ils sont là pour rendre lisse et continue une tension alternative redressée (générée à partir d'un transformateur relié au secteur, ou d'un transformateur fonctionnant à haute fréquence). Ils jouent le rôle d'accumulateur pour les passages "à vide", ainsi que de réserve de courant.

Largement utilisés dans les alimentations, signalons tout de même que les condensateurs électrolytiques du fait de leur construction, possèdent une résistance série non négligeable et présentent une mauvaise réponse aux hautes fréquences.

Une histoire de chimie

Les condensateurs électrolytiques vieillissent mal de manière générale, mais les récentes hécatombes s'expliquent autrement. Pour la petite histoire, il serait question d'espionnage industriel qui aurait mal tourné : une formule d'électrolyte aurait été volée pour être ensuite refourguée à des fabricants, sauf que cette formule était incomplète. Ces fabricants se sont ensuite retrouvés avec un nombre incalculable de condensateurs défectueux écoulés avant que le problème n'apparaisse. Et toutes les marques, même les plus grandes et réputées (sous-traitance) ont été victimes des fournées de condensateurs foireux. Les défaillances seraient dues à un problème chimique de l'électrolyte, qui devient instable au bout d'un certain temps et génère de l'hydrogène.
Les premiers cas datent du début des années 2000, pour autant l'éradication de cette "peste" est loin d'être effective, mais pour d'autres raisons...

Une histoire de dimensionnement...

La formule volée n'est plus censée être employée dans les condensateurs depuis longtemps, et donc le problème devait disparaître de lui-même à la date estimée de 2007 (liée à la durée de vie de ces condensateurs). Cependant, un problème aux effets similaires persiste.
Cette fois-ci, c'est la conception ainsi que le choix des condensateurs qui est pointé du doigt. Le mauvais emploi des condensateurs à électrolyte à base d'eau fait qu'ils vieillissent prématurément, s'assèchent, et se transforment chimiquement. Les problèmes de conception ou de mauvais choix techniques sont :

• point de fonctionnement ou fonction du condensateur sous-évalués (filtrage de l'ondulation sous de forts courants dans les alimentations à découpage)
• confinement et proximité de sources de chaleur : plus la température augmente, plus le condensateur vieillira vite.
• durée de vie "surestimée", dimensionnement au plus juste...

Tous ces problèmes provoquent les mêmes symptômes sur les condensateurs.

Symptômes / Diagnostique

Il est souvent difficile de discerner les effets provoqués par un condensateur défectueux dans un appareil, car ils varient selon sa fonction. Et l'évolution est parfois imprévisible : très lente ou bien soudaine, provoquant quelques disfonctionnements puis une panne plus ou moins franche, ou bien encore uniquement dans des conditions particulières. Il peut même y avoir un fonctionnement dégradé sans que l'utilisateur ne s'en rende compte : surconsommation, génération de parasites...

Pour trouver la panne, un examen visuel des condensateurs suffit dans la majorité des cas. Un dessoudage est parfois nécessaire pour regarder en dessous.

• Le sommet est gonflé, même légèrement. Un condensateur en bonne santé a un "capot" absolument plat.

• Le sommet est gonflé, et les stries d'évacuation sont plus ou moins ouvertes (avec suintement de l'électrolyte).

• La base en caoutchouc est gonflée ou boursouflée, ou hors du sertissage.

• Présence d'oxydation ou de suintement au niveau d'une ou des deux connexions : toute trace de liquide plus ou moins marron est suspecte (hors traces de colle de fixation).

• Et les cas extrêmes !

D'autres aspects sont aussi à surveiller :

• Une surchauffe en fonctionnement
• Une odeur caractéristique d'électrolyte chauffée (odeur de poisson / poisson pané !)

Si un seul de ces symptômes est révélateur, un condensateur peut ne présenter aucun défaut visible. Seule la mesure peut discriminer un condensateur foireux (capacimètre, ESR-mètre). Les symptômes prévalents mesurables sont :

• Une capacitance en hausse ou en chute
• Une résistance série qui augmente
• Un courant de fuite qui s'accroît

En cas de panne avérée, il faut aussi contrôler les éléments périphériques en amont, qui dans quelques cas peuvent défaillir à cause de la surintensité occasionnée par le fautif : diodes de redressement, régulateur de tension, protections (fusible, VDR), tout élément de pilotage (AOP, transistor, convertisseur), etc...

Un autre problème, est le vieillissement prématuré des matériaux du condensateur.
Certains condensateurs semblent ainsi souffrir de dégradation au niveau du caoutchouc qui scelle le composant, notamment à cause de procédures de soudage en dehors des spécifications prévues (soudure à la vague trop chaude / trop longue, refonte trop chaude pour les CMS) ou de trop grandes variations de températures répétitives. Ces composants laissent alors s'échapper leur électrolyte, ou bien s'assèchent.

Au delà de ces récents déboires, le phénomène du vieillissement inexorable des condensateurs électrolytiques est bien connu des électroniciens. Mais il ne se produit habituellement qu'au bout de plusieurs décennies !
La remise en route de très vieux appareils électroniques passe ainsi souvent par un "recapage" (ou "recap") : un changement de tous les condensateurs.

Action / Prévention

Il est dur, voire impossible de prévenir ce phénomène. Il y a un nombre tellement impressionnant de fabricants de composants et d'appareils électroniques, qu'il est impossible de lister les modèles concernés par le problème. Il est d'autant plus dur à prévoir, que le problème peut ne jamais se déclarer, du moins par rapport à la durée de vie ou du temps d'utilisation réel de l'appareil.

En cas de défaillance avérée, la solution est bien sûr de changer le condensateur fautif, mais aussi ses congénères : ceux de la même série impérativement, ceux de la même marque éventuellement. Toujours choisir un condensateur de même valeur (farads). La tension de service elle, peut être plus élevée (si la place le permet !) et on peut choisir une température de fonctionnement plus haute (105°C au lieu de 85°C).

Informations

Condensateur (Wikipedia / fr)

Capacitor plague (Wikipedia / eng)

Obsolescence programmée (Wikipedia / fr)

MTBF : temps moyen entre pannes (Wikipedia / fr)
MTTFF : temps moyen avant la première panne (Wikipedia / fr)