Le courant triphasé

Ah la sale bête !

Le courant « normal » fait déjà peur, alors dès que l’on voit « Triphasé » sur un appareil, un compteur ou un tableau électrique, c’est plus fort que soi, on se recule comme si on venait de découvrir une énorme araignée !

Une peur probablement causée par le fait de savoir que la tension fourni est nettement supérieure aux 230 V « classiques », soit 400 V !

Et celui ou celle qui a déjà été en contact accidentel avec du 230 V, se doute bien que 400 V, ça doit « piquer » un peu plus 🙁 !

Alors c’est quoi du triphasé, et comment « ça marche » ?

On va pour cela reprendre l’animation du chapitre précédent illustrant le mode de fabrication du courant électrique :

 

 

Cette animation ne montre que la génération d’une seule alternance, en l’occurrence celle de la bobine supérieure.

Dans la « fabrication » du courant triphasé, il y a 3 bobinages.

Pour faire un tour complet, il faut faire 360°.

Puisqu’il y a 3 bobinages répartis uniformément sur ce cercle (sur ce générateur électrique), chaque bobinage est placé tous les 120° (3 x 120° = 360°).

Si on regarde cette fois les trois signaux électriques produits par par la rotation de notre aimant sur les 3 bobinages, on remarquera 3 alternances décalées elles aussi de 120° :

 

 

Avec un gros plan sur les seules alternances (qui se répètent bien entendu) :

 

 

Explications :

On vient de prendre une photo (façon de parler bien sûr) au moment du maximum de 230 V de l’alternance 2 (quand le pole positif rouge de l’aimant est en face de la bobine N°2).

Ce maximum de tension obtenue est représenté par le point jaune sur la courbe 2.

On se rend bien compte que 120° avant le maximum de l’alternance 2, c’était l’alternance 1 qui était à son maximum, et lorsque l’aimant aura parcouru de nouveau 120° (arbitrairement dans le sens des aiguille d’une montre), ce sera l’alternance 3 qui verra son maximum positif atteint.

Il n’y a donc pas de production supérieure à 230 V !

Dans la production du courant triphasé, ce sont 3 tensions de 230 V qui sont produites de façon « décalées dans le temps », déphasées de 120° les unes des autres.

Mais alors pourquoi on dit que le triphasé ça fait 400 V ?

Oh, voilà une bonne question 😉 !

Quand on mesure la tension dans une prise de courant classique (avec 2 trous), on mesure cette tension entre une phase et un point zéro stable.

La tension maximale est donc ici +230 V ou – 230 V soit 230 V alternatif :

 

 

Mais lorsque l’on mesure la tension entre 2 phases d’une alimentation triphasée, on n’utilise plus le point de référence qu’est le neutre.

Notre nouveau point de référence étant une autre alternance de 230 V (une autre phase), il varie cette fois en permanence entre +230 V et -230 V.

La tension qui existe entre 2 phases (quelles qu’elles soient), représente la différence de potentiel maximale qui les sépare.

Pour bien comprendre cette différence de tension maximale qu’il peut y avoir entre deux phases, reprenons encore notre cercle trigonométrique et plaçons dessus les 3 phases :

 

 

Explications :

L’axe horizontal représente les tensions (+230 V maximum à droite du centre et -230V maximum à gauche du centre).

Les 3 phases sont en rouge et réparties tous les 120 °.

La tension maximum entre 2 phases (on mesure les deux du dessus) sera obtenue quand les phases seront dans la disposition du schéma ci-dessus, c’est à dire une passant par le zéro (vers le bas sur le schéma), et les deux autres avec un angle de 30° par rapport à l’axe horizontal.

Pour connaître à ce moment la différence de potentiel qui sépare ces 2 phases (la tension entre les 2), il faut rapporter perpendiculairement la valeur réelle de ces tensions sur l’axe horizontal (en suivant les pointillés jaunes).

Pour calculer la valeur de l’une et de l’autre, on utilise le cosinus (beurk 🙁 ) de l’angle de 30° appliqué à notre cercle de rayon 230 (pour 230 V) :

Cos (30°)  x 230 = 199,185 V (donc environ 200V)

Donc pendant qu’une phase atteint + 200V, l’autre atteint -200V (celle du bas est à ce moment précis à 0V)

On a donc bien une différence de potentiel maximum entre 2 phases de 400 V !

 

Montage en triangle ou en étoile

Ça vous rappelle de mauvais souvenirs ?

Moi oui en tout cas, parce qu’adolescent, n’ayant pas à ce moment d’exemples d’applications concrètes, j’avais plus la tête à regarder les oiseaux dehors (ou les filles quand il y en avaient 😉 )

Quels sont donc ces choses étranges ?

Non, pas les filles, les montages 😉 ! (allez, on se reprend, le cours est presque fini 😉 !)

Derrière ces termes de « montage en triangle » ou « montage en étoile », il y a une explication simple.

Quand on utilise les trois phases et le neutre, on aura 3 fois 230 V, et le dessin est une étoile à 3 branches (les appareils branchés nécessitant du 230V sont représentés en jaune) :

Quand on utilise seulement les 3 phases sans le neutre, on aura 3 fois 400 V, et le dessin est un triangle (les appareils branchés nécessitant du 400V pour plus de puissance sont représentés en orange) :

 

Bien évidemment, il y aurait beaucoup plus de choses à dire et de calculs à montrer sur ces montages, mais cela sortirait complètement du cadre de cette formation sur l’électricité appliquée à l’habitation.

Nous resterons dans la simplicité pour une bonne compréhension.

Nous aborderons quand même ultérieurement le cas des installations/rénovations domestiques en triphasé 😉 .