Référence : Mesure de puissance électrique sur les pompes à

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1. Rappels sur la notion de puissance électrique :
La puissance électrique que l'on note souvent P et qui a pour unité le watt (symbole W) est le produit de la
tension électrique aux bornes de laquelle est branché l'appareil (en volts) et de l'intensité du courant électrique
qui le traverse (en ampères) pour des appareils purement résistifs.
(Source : http://fr.wikipedia.org)
En courant continu, la puissance électrique Pa (en Watt) absorbée par un récepteur soumis à une tension U
(en Volt V) et traversé par un courant d’intensité I (en Ampère) est :
En régime sinusoïdale (courant alternatif monophasé), le produit U x I ne représente pas toujours la
puissance réelle absorbée. Le produit U x I est appelé puissance apparente S et s’exprime en Voltampère
(VA) :
Pourquoi la puissance absorbée est-elle inférieure à la puissance apparente ?
Il faut en fait tenir compte du déphasage (décalage temporel) entre le signal de tension et le signal d’intensité.
Selon les propriétés du récepteur (pas forcément purement résistif), le déphasage peut être plus ou moins
important. Dans l’exemple ci-dessous, sur les intervalles de temps hachurés, la tension et l’intensité sont de
signes contraires. Cela signifie que le dipôle ne fonctionne pas comme un récepteur qui consomme de
l’énergie, mais comme un générateur qui fournit de l’énergie au réseau.
Emetteurs : Destinataires :
SERVICE TECHNIQUE BRON RESEAU HITACHI
Référence : Mesure de puissance électrique sur les pompes à chaleur Inverter
Date : lundi 16 mars 2015
Nombre total de page (incluant celle-ci) : 15
Pa = U x I
S = U x I

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Expérimentalement, on constate que
 cos ϕ , ϕ étant le déphasage entre la tension U et l’intensité I.
La puissance active est donc donnée par Pa = U x I x cos ϕ
En régime sinusoïdal, le courant et la tension ont donc pour expression :
où U et I sont les valeurs efficaces de la tension et du courant, et φ est le déphasage de la tension par rapport
au courant.
Le produit de ces deux grandeurs a pour expression :
Le premier terme de la somme est appelé puissance active, le deuxième terme de la somme puissance
fluctuante. La valeur de cos(φ) correspond au facteur de puissance en régime sinusoïdal.
Exemple :
La courbe ci-dessus représente la puissance consommée par un dipôle soumis à une tension sinusoïdale de
valeur efficace égale à 230 V, traversé par un courant également sinusoïdal de valeur efficace égale à 18 A et
dont le facteur de puissance est égal à 0,8. On constate que la puissance instantanée varie entre +7,45 kW et
-0,83 kW soit une amplitude de variation de 8,3 kW (2UI) et une moyenne d'environ 3,3 kW : = UI cos φ.

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Puissances en régime sinusoïdal de tension et en régime non sinusoïdal de courant :
Ce cas est très important : la distribution de l'électricité se fait en régime sinusoïdal de tension (si l'on fait
abstraction de la pollution du réseau), mais une grande quantité des récepteurs utilisés par les particuliers ou
les industriels appellent des courants non-sinusoïdaux du fait des convertisseurs de l'électronique de
puissance qui sont utilisés pour les alimenter. En particulier, la majorité des appareils électroniques
grand-public sont alimentés à travers un montage redresseur qui absorbe un courant alternatif en forme de
pics. Cela est justement le cas pour les pompes à chaleur mettant en œuvre des compresseurs
inverters.
Le signal d’intensité est en fait composé de plusieurs signaux : signal fondamental et des signaux
harmoniques. Seul le premier harmonique (le signal fondamental) transporte la puissance active.
La puissance active sera donc :
Conclusion sur ces rappels : pour les pompes à chaleur alimentées par un signal électrique sinusoïdale
monophasé, la puissance active (en Watt, puissance facturée sur un tarif bleu) est définie par :
Pa = U x I x cos ϕ, la valeur de cos(φ) correspondant au facteur de puissance de l’appareil concerné.

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2. Exemples de mesures de puissance sur une pompe à chaleur :
Nous avons réalisé des mesures sur un système YUTAMPO à l’aide d’un analyseur de réseau (oscilloscope
électronique branché sur la phase et le neutre de l’alimentation commune ballon et groupe).
Signaux de tension et d’intensité compresseur à l’arrêt :
Constats :
- Tension avec un signal sinusoïdale « propre »
- Intensité avec un signal très déformé (fort taux de distorsion, présence de signaux harmoniques)
- Facteur de puissance PF = 0.08 en moyenne
- Puissance active en W : 16 à 16.5 W (237 * 0.8 * 0.08 = 15.16)
- Puissance apparente en VA : proche de 200 VA (U = 237 V, I = 0.8 A, U x I = 189.6 VA)

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Signaux de tension et d’intensité compresseur en fonctionnement :
Constats :
- La tension conserve un signal sinusoïdal « propre »
- Le signal d’intensité change nettement, tout en restant déformé (fort taux de distorsion, présence de
signaux harmoniques)
- Facteur de puissance PF = 0.7 en moyenne, soit presque x10 par rapport à sa valeur à l’arrêt
- Puissance active en W : entre 426 et 618 W, pour une puissance apparente entre 602 et 831 VA
(rapport de 0,7 correspondant au facteur de puissance)
En première conclusion, il apparait que le facteur de puissance sur cet appareil n’est ni égal à 1, ni constant
selon si le compresseur est à l’arrêt ou en fonctionnement. Lorsque le compresseur est à l’arrêt, le très faible
facteur de puissance induit une puissance électrique active très faible, de l’ordre de 15 W, pour une puissance
apparente de l’ordre de 190 W.