12_Courant alternatif et continu

LA COMPLÉMENTARITÉ
Le 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
Convertisseur
alternatif-continu
Ce type de convertisseur
est utilisé pour l’élec-
tronique grand public
(téléphone mobile par
exemple).
Redresseur
Transforme le courant
alternatif en courant
continu.
Onduleur (à droite)
Transforme le courant
continu en courant
alternatif.
Hacheur (ou convertisseur
continu-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 sens
plusieurs fois par seconde.
Courant électrique s’écoulant
en 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 HVDC
Une interconnexion
HVDC (High-Voltage
Direct Current, haute
tension en CC) se com-
pose d’un redresseur,
d’une ligne de transmis-
sion proprement dite en
CC et d’un onduleur.
Liaison
France-Angleterre
Longueur : 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…
V
VDÉCRYPTAGE
NUMÉRO 12/ ALTERNATIVES/ 1312 /NUMÉRO 12/ ALTERNATIVES
Si le courant continu a été pro-
duit dès 1799 par la pile
électrique du comte italien
Alessandro Volta, il a fallu
attendre un peu plus d’un
siècle, en 1882, avec l’alternateur conçu
aux États-Unis par le Serbe Nikola
Tesla, pour que le courant alternatif
démontre ses avantages décisifs pour
le transport d’énergie (de « force » selon
la terminologie de l’époque). Aujour-
d’hui pourtant, bien que le courant
alternatif (CA) l’emporte dans presque
tous les domaines pour la production
et le transport d’électricité, le courant
continu (CC) n’a pas dit son dernier mot.
Pour se remémorer les spécificités de cha-
cun, on se connectera avec intérêt sur le
site : http://www.poweron.ch/fr/aktuell/
aktuell.html.
Alternatif: le plus
souple d’emploi
Pour la production d’énergie, le score
est sans appel: l’alternatif règne en
maître quasi absolu avec toutes les
machines rotatives (alternateurs)
convertissant une énergie mécanique
(turbines à gaz, à vapeur, hydrauliques,
éoliennes) en énergie électrique. Pour
le transport et l’utilisation finale, sa sou-
plesse est par ailleurs incomparable,
puisqu’il se prête aisément à toutes les
modifications possibles de ses caracté-
ristiques de tension et d’intensité, selon
les distances à parcourir et les puis-
sances souhaitées en bout de ligne. Les
postes de transformation tout au long
du réseau augmentent la tension (225,
400 kV) autant que nécessaire pour
limiter les pertes en ligne et la modu-
lent ensuite selon qu’elle est destinée
à des usages industriels (50-150 kV) ou
domestiques (230-400 V en Europe).
Continu: de nouvelles
opportunités
Le courant continu est encore très présent
dans 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 démarrage
et 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 directement
connectables entre elles. Cela, en raison de
leurs instabilités respectives (Inde) ou de
différences de méthodes de pilotage (Amé-
rique du Nord) et, surtout, entre réseaux de
synchronismes différents (50 Hz et 60 Hz),
comme c’est le cas en Arabie saoudite. Le
CC reste également très présent avec les dif-
férents types de piles qui alimentent les « objets
nomades » de notre vie quotidienne: appa-
reils photos, caméscopes, baladeurs, calcu-
lettes, etc. Enfin, avec le développement de
l’électronique de puissance, courants continu
et alternatif sont plus que jamais utilisés en
association, grâce à des dispositifs à conver-
tisseurs statiques permettant d’adapter la
forme du courant (tension, intensité) à des
applications spécifiques: gestion de réseaux de
distribution d’électricité (filtrage, amélioration
du facteur de puissance), électroménager
(variateurs, plaques de cuisson à induction,
etc.), appareils portables (chargeurs, conver-
tisseurs très basse tension), automobile… ■
DÉCRYPTAGE
/NUMÉRO 12/ ALTERNATIVES
14
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 longue
durée de vie, nécessitant une compacité
élevée: petite robotique, bureautique, manu-
tention, etc. Le CC a en outre fait un retour
spectaculaire dans les années 1960, pour
la transmission et l’interconnexion à très
haute tension (au-dessus de
200 kV) de fortes puissan-
ces (souvent supérieures à
1 000 MW), sur les très
longues distances (40 km
en câble et 600 km en ligne
aérienne), ainsi que dans les
cas de traversées sous-marines ou enterrées.
Les lignes à CC s’y révèlent en effet fiables,
économiques et peu encombrantes. La tension
est maintenue à son niveau nominal quasi-
ment tout au long du trajet (les pertes en ligne
sont très réduites). Deux conducteurs contre
trois en alternatif sont nécessaires et il y a
moins 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, avec
l’intégration croissante des réseaux (qui sont
toujours en CA), le CC permet d’assurer
l’inter connexion « dos à dos » (back-to-back)
V
VPERSPECTIVES
(
(
(
(
NUMÉRO 12/ ALTERNATIVES/15
✔L’urbanisation
croissante
Deuxième pays le plus
peuplé au monde, l’Inde
connaît un exode rural
qui accroît son défi
énergétique.
EN INDE
Le double défi de l’énergie
Garantir et sécuriser
l’approvisionnement
énergétique pour
soutenir une croissance
économique parmi les
plus dynamiques de
la planète, mais aussi
améliorer au plus
vite une gestion
environnementale
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 qui
vient bouleverser toutes les
données 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’un
milliard d’habitants, l’Inde
connaît une croissance éco-
nomique annuelle de 6 % en
moyenne depuis dix ans.
Mais elle fait face à des situa-
tions contrastées sur le plan
des infrastructures, de l’évo-
lution démographique, de
l’organisation sociologique ou du climat
(irrégularités de la mousson). Elle condense
donc à elle seule une bonne part des pro-
blématiques énergétiques du début de ce
siècle.
Approvisionnement énergétique:
le défi géopolitique
Si la population est le premier atout pour le
développement économique du pays, celle-
ci est très inégalement répartie sur le territoire
avec 60 % de ruraux et une
urbanisation qui doit être
maîtrisée. Un chiffre résume
cette inégalité : l’électrifica-
tion ne couvre aujourd’hui
que 44 % de la population.
Le ministère de l’Énergie
entend combler ce déficit,
d’une part, en réduisant les
déperditions électriques sur
les réseaux, d’autre part, en
favorisant les investissements
dans la transmission et la distribution. Corol-
laire d’un taux de croissance élevé, la
demande d’énergie est très soutenue, mais,
si les ressources énergétiques ne manquent
pas, elles sont insuffisantes pour satisfaire 
D’ici vingt ans,
l’Inde devrait
devenir le deuxième
acheteur mondial
d’énergie.
“
”
Tous les modes
de production industrielle
d’électricité fournissent
du courant alternatif.
FAUX : Les panneaux photovoltaïques
transforment l’énergie solaire en courant
continu. Un onduleur est alors nécessaire
pour produire un courant alternatif
injectable dans le réseau commercial
ou domestique privé. C’est aussi le cas
d’une pile à combustible.
VRAI ou FAUX ?
PERTES
EN LIGNE
Puissance dissipée
par échauffement
des câbles (effet
Joule). En France,
ces pertes sont
estimées à près
de 2,5 % de la
consommation glo-
bale, soit environ
13 TWh/an.
COUPLE ÉLEVÉ
Effort en rotation appliqué à
un axe par deux forces égales
et opposées. Au contraire
des moteurs thermiques, les
moteurs électriques peuvent
fournir leur couple maximum
à vitesse nulle ou très faible.
Cela permet le démarrage
en douceur de charges impor-
tantes comme celles trouvées
en traction et en levage.
ÉLECTRONIQUE
DE PUISSANCE
Branche du génie électrique
qui permet le pilotage de la
tension et du courant fournis
par des générateurs de puis-
sance vers des récepteurs
(à courants alternatif ou
continu) 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
Pakistan
Chine
Népal
New
Delhi
Calcutta
Bombay
Sri
Lanka
Courants continu et
alternatif sont plus
que jamais utilisés
en association.”
“
Alimentation des TGV
Les 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 transformer
le courant très haute tension (THT) 225 000 ou 400 000 volts du réseau électrique
RTE 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.
mot à mot