--- title: "La corrosion se simule entre deux essais, pas à leur place" locale: "fr" url: "https://irz.fr/fr/articles/corrosion-simulation-between-tests-fr" markdown_url: "https://irz.fr/fr/articles/corrosion-simulation-between-tests-fr.md" category: "tech" tags: ["corrosion", "électronique", "PCB", "simulation", "humidité", "haute tension", "DTU"] published_at: "2026-08-28T09:09:00.000Z" author: "Hugo Marchal" translation: "https://irz.fr/en/articles/corrosion-simulation-between-tests-en.md" --- # La corrosion se simule entre deux essais, pas à leur place À DTU, un modèle relie film d’eau, géométrie et courant de fuite sur PCB. Son intérêt n’est pas de remplacer l’essai climatique, mais d’explorer les paramètres entre deux expériences. Après une panne liée à l'humidité, la carte peut être parfaitement sèche au moment de l'expertise. Le diagnostic commence donc avec une preuve qui a parfois déjà disparu. La condensation peut former un film conducteur, produire un courant de fuite, déclencher une migration électrochimique puis disparaître avant l'ouverture du boîtier. Si une dendrite métallique n'est pas restée en place, la cause peut être beaucoup moins visible que le composant finalement endommagé.[1](https://spectrum.ieee.org/electronics-corrosion-multiphysics-simulation) À la Technical University of Denmark, le groupe CELCORR essaie donc de déplacer une partie du diagnostic **avant** la panne. Ses chercheurs combinent essais climatiques, mesures électrochimiques, observation des gouttes et modèles multiphysiques.[2](https://orbit.dtu.dk/en/publications/mechanistic-insight-into-water-film-formation-and-subsequent-corr/)[3](https://celcorr.dtu.dk/projects/anish-rao-lakkaraju) La carte de couleurs n'est pas le sujet. Ce qui compte, c'est la place donnée au modèle : parcourir rapidement des combinaisons, puis renvoyer les cas utiles vers l'expérience. ## Une flaque microscopique Quelques micromètres d'eau suffisent à changer la nature électrique de la surface. Humidité et variations de température peuvent déposer de l'eau sur la surface d'un PCB. Des résidus hygroscopiques issus de la fabrication aggravent le phénomène en attirant l'humidité. Sous tension électrique, ce film devient un électrolyte entre conducteurs.[2](https://orbit.dtu.dk/en/publications/mechanistic-insight-into-water-film-formation-and-subsequent-corr/)[3](https://celcorr.dtu.dk/projects/anish-rao-lakkaraju) Un courant de fuite signale alors qu'un chemin ionique existe réellement entre des conducteurs. Des ions métalliques peuvent quitter une électrode, migrer puis se redéposer sous forme de dendrites. Quand cette croissance finit par relier deux potentiels, le résultat peut aller d'une dérive intermittente au court-circuit.[2](https://orbit.dtu.dk/en/publications/mechanistic-insight-into-water-film-formation-and-subsequent-corr/) > **La panne commence avant la dendrite** > Chaîne simplifiée reliant condensation, film d'eau continu, courant de fuite, migration électrochimique et court-circuit sur un circuit imprimé > - HUMIDITÉ + TENSION + GÉOMÉTRIE > - GOUTTES condensation > - FILM continu électrolyte > - FUITE courant mesurable > - DENDRITE migration ECM > - Le modèle s'intéresse surtout aux conditions qui font apparaître le chemin conducteur avant le court-circuit final. > La migration électrochimique a besoin d'un chemin conducteur. La formation et la coalescence du film d'eau deviennent donc des variables de conception. ## Les gouttes doivent se rejoindre Une publication de 2025 donne au modèle une limite expérimentale utile.[2](https://orbit.dtu.dk/en/publications/mechanistic-insight-into-water-film-formation-and-subsequent-corr/) L'équipe de Anish Rao Lakkaraju a utilisé un PCB d'essai, de la chronoampérométrie, de l'imagerie in situ et un modèle COMSOL de distribution secondaire du courant pour suivre la croissance et la fusion de gouttes condensées.[2](https://orbit.dtu.dk/en/publications/mechanistic-insight-into-water-film-formation-and-subsequent-corr/) Sur la géométrie étudiée, le résultat est net : **la coalescence des gouttes est nécessaire pour provoquer les courants de fuite et les dendrites observés**.[2](https://orbit.dtu.dk/en/publications/mechanistic-insight-into-water-film-formation-and-subsequent-corr/) Le pourcentage d'humidité ne décrit donc pas le risque à lui seul. L'eau doit former un trajet réel entre deux zones polarisées. Cela rend plusieurs choix de conception calculables : espacement entre électrodes, géométrie des conducteurs, épaisseur du film humide, tension appliquée et zones qui bloquent ou facilitent la continuité du trajet.[1](https://spectrum.ieee.org/electronics-corrosion-multiphysics-simulation) ## Faire varier sans fabriquer IEEE Spectrum précise que l'article est sponsorisé par COMSOL. C'est donc une démonstration d'usage, pas un benchmark indépendant du solveur.[1](https://spectrum.ieee.org/electronics-corrosion-multiphysics-simulation) Le workflow, lui, reste vérifiable dans les travaux DTU. CELCORR a construit des applications simplifiées autour d'une carte 3D avec deux électrodes polarisées en sens opposé et une couche d'eau. Les partenaires industriels peuvent modifier les paramètres et comparer les courants de fuite calculés.[1](https://spectrum.ieee.org/electronics-corrosion-multiphysics-simulation) Au banc, chaque nouvelle géométrie peut exiger une carte, un montage, un cycle climatique, une mesure et parfois une analyse destructive. Le calcul peut balayer en série l'écart entre pistes ou l'épaisseur d'eau. Ensuite seulement, les cas utiles retournent au banc. > MODÈLE + ESSAI > **Deux outils, deux tâches** > - observe condensation, courant réel, dendrites et matériaux réels: Expérience > - balaye rapidement géométrie, film d'eau, tension et paramètres: Modèle > - le modèle secondaire publié n'intègre pas le transport de masse: Limite > - les modèles tertiaires ajoutent transport et cinétique des réactions: Suite > La simulation produit une carte des hypothèses à tester ; elle ne supprime pas le banc climatique. ## La limite est publiée Le papier DTU documente aussi une chose rare dans une démonstration logicielle : ce que le modèle **ne** sait pas encore représenter.[2](https://orbit.dtu.dk/en/publications/mechanistic-insight-into-water-film-formation-and-subsequent-corr/) Le modèle de distribution secondaire du courant ne prend pas en compte le transport de masse. Les auteurs expliquent qu'il reste capable d'étudier l'effet de la coalescence sur les courants de fuite, mais qu'il ne décrit pas toute la chimie qui mène à la croissance d'une dendrite.[2](https://orbit.dtu.dk/en/publications/mechanistic-insight-into-water-film-formation-and-subsequent-corr/) Le cas IEEE indique que l'équipe travaille désormais sur un modèle de distribution tertiaire, où les propriétés de transport et les constantes de vitesse des réactions entrent plus finement dans le calcul.[1](https://spectrum.ieee.org/electronics-corrosion-multiphysics-simulation) L'équipe peut ainsi partir d'un modèle volontairement limité, isoler les variables dominantes et n'ajouter de nouveaux phénomènes que lorsque l'écart avec l'expérience le justifie. Plus de physique n'améliore rien si les nouveaux paramètres sont impossibles à mesurer correctement. ## La haute tension change l'échelle La forte puissance change ensuite les conditions du problème. Distances de fuite, champs, encapsulants et mécanismes de corrosion ne se déduisent pas d'un petit PCB basse tension par simple changement d'échelle. Le projet CRED, créé par CELCORR en 2024, vise justement les électroniques haute tension et haute puissance utilisées notamment dans les renouvelables et l'électrification.[5](https://celcorr.dtu.dk/cred-project) Son programme inclut des essais sous humidité et gaz corrosifs, la modélisation du transport à travers les emballages polymères, des éléments de test haute tension et des règles de conception sur les distances de fuite.[5](https://celcorr.dtu.dk/cred-project) CRED décrit ici un programme de recherche. Rien dans l'article IEEE ne montre que le petit modèle de film d'eau prédit déjà la durée de vie d'un convertisseur complet. Une étude antérieure sur un PCB de commande de puissance montre toutefois que l'approche simulation + électrochimie est déjà utilisée pour étudier les réactions sous condensation et contamination par acides organiques faibles.[4](https://orbit.dtu.dk/en/publications/prediction-of-the-electrochemical-migration-induced-failure-on-po/) ## Chercher la frontière sûre Pour un ingénieur, la leçon transférable est moins « achetez un solveur multiphysique » que **définissez les frontières de conception que votre essai seul explore trop lentement**. Si une panne dépend simultanément de l'humidité, de la tension, du matériau et d'un espacement de pistes, tester quelques prototypes donne des points. Un modèle suffisamment vérifié relie ces points et sert à choisir les prochains essais. Il devient alors possible de poser des questions plus utiles que « est-ce que cette carte résiste à 85 % d'humidité ? » : - à partir de quelle continuité du film d'eau le courant s'envole-t-il ? - quel espacement casse le trajet conducteur ? - quelle contamination déplace cette frontière ? - le même mécanisme tient-il lorsque la tension augmente ? La simulation ne révèle pas toute seule la racine d'une panne. Son intérêt est de rétrécir l'espace des causes plausibles jusqu'à ce qu'un essai puisse trancher. ## References 1. [IEEE Spectrum / COMSOL, Identifying the Root Cause of Electronics Failures With Simulation Apps, août 2026](https://spectrum.ieee.org/electronics-corrosion-multiphysics-simulation) 2. [Lakkaraju et al., Mechanistic Insight into water film formation and subsequent corrosion-linked dendritic growth on PCBs, Corrosion Science, 2025](https://orbit.dtu.dk/en/publications/mechanistic-insight-into-water-film-formation-and-subsequent-corr/) 3. [CELCORR / DTU, PCBA design strategies for increasing intrinsic humidity robustness and developing predictive measures](https://celcorr.dtu.dk/projects/anish-rao-lakkaraju) 4. [Xue et al., Prediction of the electrochemical migration induced failure on power PCBs under humidity condition — A case study](https://orbit.dtu.dk/en/publications/prediction-of-the-electrochemical-migration-induced-failure-on-po/) 5. [CELCORR / DTU, Centre for Climate Robust Electronics Design (CRED)](https://celcorr.dtu.dk/cred-project)