LA COMPLÉMENTARITÉLe premier accompagne notre quotidien, de la source de production jusqu’à l’utilisation finale, et constitue la norme la plus usitée. Le second s’impose aux nœuds stratégiques de l’interconnexion et reste irremplaçable dans de nombreuses applications.

Courants alternatif et continu

Convertisseuralternatif-continuCe type de convertisseur

est utilisé pour l’élec-

tronique grand public

(téléphone mobile par

exemple).

RedresseurTransforme le courant

alternatif en courant

continu.

Onduleur (à droite)Transforme le courant

continu en courant

alternatif.

Hacheur (ou convertisseurcontinu-continu)Dispositif d’électronique de puis-

sance : modifie la vitesse d’un

moteur à courant continu (ex. :

moteur de locomotive). C’est

l’homologue du transformateur

pour le CA. En augmentation de

tension, on parle de survolteur ;

dans le cas contraire, de dévolteur.

Courant électrique qui change de sensplusieurs fois par seconde.

Courant électrique s’écoulanten permanence dans le même sens.

Le CC peut être produit

à partir d’une dynamo,

de piles ou d’accumula-

teurs, ces deux derniers

capables d’emmagasiner

l’énergie électrique.

Les piles sont

généralement à usage

unique, tandis que

les accumulateurs

sont rechargeables

(batteries automobiles).

Liaison HVDCUne interconnexionHVDC (High-VoltageDirect Current, hautetension en CC) se com-pose d’un redresseur,d’une ligne de transmis-sion proprement dite enCC et d’un onduleur.

Liaison France-AngleterreLongueur : 78 km

Type : câble sous-marin

Tension : ± 270 000 volts

(270 kV)

Puissance : 2 000 MW

Onduleur

Onduleur

Redresseur

Redresseur

Courant alternatif (CA)

Courant continu (CC)

Phase

Neutre

Prise de terre

Accumulateur

Piles

Dynamo

Un guide pour mieux comprendre un phénomène naturel, une technique, un mécanisme…VV DÉCRYPTAGE

NUMÉRO 12 / ALTERNATIVES / 1312 / NUMÉRO 12 / ALTERNATIVES

Si le courant continu a été pro-duit dès 1799 par la pileélectrique du comte italienAlessandro Volta, il a falluattendre un peu plus d’un

siècle, en 1882, avec l’alternateur conçuaux États-Unis par le Serbe NikolaTesla, pour que le courant alternatifdémontre ses avantages décisifs pourle transport d’énergie (de « force » selonla terminologie de l’époque). Aujour-d’hui pourtant, bien que le courantalternatif (CA) l’emporte dans presquetous les domaines pour la productionet le transport d’électricité, le courantcontinu (CC) n’a pas dit son dernier mot.Pour se remémorer les spécificités de cha-cun, on se connectera avec intérêt sur lesite :http://www.poweron.ch/fr/aktuell/aktuell.html.

Alternatif: le plussouple d’emploiPour la production d’énergie, le scoreest sans appel : l’alternatif règne en maître quasi absolu avec toutes lesmachines rotatives (alternateurs)

convertissant une énergie mécanique(turbines à gaz, à vapeur, hydrauliques,éoliennes) en énergie électrique. Pourle transport et l’utilisation finale, sa sou-plesse est par ailleurs incomparable,puisqu’il se prête aisément à toutes lesmodifications possibles de ses caracté-ristiques de tension et d’intensité, selonles distances à parcourir et les puis-sances souhaitées en bout de ligne. Lespostes de transformation tout au longdu réseau augmentent la tension (225,400 kV) autant que nécessaire pourlimiter les pertes en ligne et la modu-lent ensuite selon qu’elle est destinéeà des usages industriels (50-150 kV) oudomestiques (230-400 V en Europe).

Continu: de nouvellesopportunitésLe courant continu est encore très présentdans de nombreux types de moteurs, notamment les moteurs de traction (ferroviaire) et de levage, de par sa capacité à offrir un couple élevé (voir«mot à mot» page 14) au démarrageet à vaincre les à-coups, la vitesse du�

Pour les applications

domestiques, le CA

est distribué en mono-

phasé, avec seulement

deux fils, la phase et

le neutre, en 110 V

(Amérique du Nord)

ou 230 V (Europe).

Pour les applications

industrielles, il est

distribué via quatre

câbles : un pour chacune

des trois phases, plus

un pour le neutre.

Ceci permet de véhiculer

plus d’énergie.

entre régions électriques non directementconnectables entre elles. Cela, en raison deleurs instabilités respectives (Inde) ou dedifférences de méthodes de pilotage (Amé-rique du Nord) et, surtout, entre réseaux desynchronismes différents (50 Hz et 60 Hz),comme c’est le cas en Arabie saoudite. LeCC reste également très présent avec les dif-férents types de piles qui alimentent les «objetsnomades » de notre vie quotidienne: appa-reils photos, caméscopes, baladeurs, calcu-lettes, etc. Enfin, avec le développement del’électronique de puissance, courants continuet alternatif sont plus que jamais utilisés enassociation, grâce à des dispositifs à conver-tisseurs statiques permettant d’adapter laforme du courant (tension, intensité) à desapplications spécifiques: gestion de réseaux dedistribution d’électricité (filtrage, améliorationdu facteur de puissance), électroménager(variateurs, plaques de cuisson à induction,etc.), appareils portables (chargeurs, conver-tisseurs très basse tension), automobile… ■

DÉCRYPTAGE

/ NUMÉRO 12 / ALTERNATIVES14

� moteur s’adaptant à la charge. Le CC ali-mente ainsi de nombreuses lignes de che-mins de fer en France (1500 V) et en Europe(3000 V), même si une norme européenne(25000 V triphasé) se met en place. Asso-ciés à des variateurs, les moteurs à CC se révè-lent aussi très intéressants pour les applica-tions modernes à basse vitesse et à très longuedurée de vie, nécessitant une compacité élevée: petite robotique, bureautique, manu-tention, etc. Le CC a en outre fait un retourspectaculaire dans les années 1960, pour la transmission et l’interconnexion à très

haute tension (au-dessus de200 kV) de fortes puissan-ces (souvent supérieures à1 000 MW), sur les très longues distances (40 kmen câble et 600 km en ligne

aérienne), ainsi que dans lescas de traversées sous-marines ou enterrées.Les lignes à CC s’y révèlent en effet fiables,économiques et peu encombrantes. La tensionest maintenue à son niveau nominal quasi-ment tout au long du trajet (les pertes en lignesont très réduites). Deux conducteurs contretrois en alternatif sont nécessaires et il y amoins de contraintes sur les isolants. Par exem-ple, un câble sous-marin de 200 kV à CC relie la France et l’Angleterre. De plus, avecl’intégration croissante des réseaux (qui sonttoujours en CA), le CC permet d’assurer l’inter connexion « dos à dos » (back-to-back)

VV PERSPECTIVES����((((

NUMÉRO 12 / ALTERNATIVES /15

✔ L’urbanisationcroissanteDeuxième pays le pluspeuplé au monde, l’Indeconnaît un exode ruralqui accroît son défiénergétique.

EN INDELe double défi de l’énergie

Garantir et sécuriserl’approvisionnement

énergétique pour soutenir une croissance

économique parmi lesplus dynamiques de

la planète, mais aussiaméliorer au plus

vite une gestionenvironnementale

complexe. En Inde,l’ampleur des défis est

à la mesure des besoins.

Géant économique en devenir,l’Inde témoigne d’un formi-dable appétit énergétique quivient bouleverser toutes lesdonnées communément admi-

ses. Car le défi est de taille.Deuxième pays le plus peu-plé au monde après la Chine,avec un peu plus d’unmilliard d’habitants, l’Indeconnaît une croissance éco-nomique annuelle de 6 % enmoyenne depuis dix ans.Mais elle fait face à des situa-tions contrastées sur le plandes infrastructures, de l’évo-lution démographique, del’organisation sociologique ou du climat(irrégularités de la mousson). Elle condensedonc à elle seule une bonne part des pro-blématiques énergétiques du début de cesiècle.

Approvisionnement énergétique:le défi géopolitiqueSi la population est le premier atout pour ledéveloppement économique du pays, celle-ci est très inégalement répartie sur le territoire

avec 60 % de ruraux et uneurbanisation qui doit êtremaîtrisée. Un chiffre résumecette inégalité : l’électrifica-tion ne couvre aujourd’huique 44 % de la population.Le ministère de l’Énergieentend combler ce déficit,d’une part, en réduisant lesdéperditions électriques surles réseaux, d’autre part, enfavorisant les investissements

dans la transmission et la distribution. Corol-laire d’un taux de croissance élevé, lademande d’énergie est très soutenue, mais,si les ressources énergétiques ne manquentpas, elles sont insuffisantes pour satisfaire �

D’ici vingt ans,l’Inde devrait

devenir le deuxièmeacheteur mondial

d’énergie.

“”

Tous les modes de production industrielled’électricité fournissent du courant alternatif.FAUX : Les panneaux photovoltaïques transforment l’énergie solaire en courant continu. Un onduleur est alors nécessairepour produire un courant alternatif injectable dans le réseau commercial ou domestique privé. C’est aussi le casd’une pile à combustible.

VRAI ou FAUX ?

PERTES EN LIGNEPuissance dissipéepar échauffementdes câbles (effetJoule). En France,ces pertes sontestimées à près de 2,5 % de laconsommation glo-bale, soit environ13 TWh/an.

COUPLE ÉLEVÉEffort en rotation appliqué àun axe par deux forces égaleset opposées. Au contraire des moteurs thermiques, lesmoteurs électriques peuventfournir leur couple maximum à vitesse nulle ou très faible.Cela permet le démarrage en douceur de charges impor-tantes comme celles trouvéesen traction et en levage.

ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCEBranche du génie électriquequi permet le pilotage de latension et du courant fournispar des générateurs de puis-sance vers des récepteurs (à courants alternatif oucontinu) à l'aide de disposi-tifs semi-conducteurs spéci-fiques (diodes de puissance,transistors, thyristors, etc.).

Un éclairage sur les tendances énergétiques futures

✔

Mer d’Oman

Golfe du Bengale

PakistanChine

NépalNewDelhi

Calcutta

Bombay

Sri Lanka

Courants continu etalternatif sont plus que jamais utilisés en association.”

“

Alimentation des TGVLes trains à grande vitesse sont alimentés en courant alternatif 25 000 volts-50 hertz. C’est ce que l’on appelle le courant de traction. Les sous-stations, situées le long de la Ligne à grande vitesse Est européenne, permettent de transformerle courant très haute tension (THT) 225 000 ou 400 000 volts du réseau électriqueRTE en courant de traction pour les caténaires de la ligne. La caténaire transmet ensuite le courant au moteur du TGV par l’intermédiaire du pantographe (dispositif articulé) situé sur la toiture des motrices.

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