CONTACTS ELECTRIQUES SOUMIS AUX ARCS DE COUPURE

CONTACTS ELECTRIQUES SOUMIS AUX ARCS DE COUPURE DU
COURANT CONTINU POUR DES APPLICATIONS AUTOMOBILES
Damien Sallais*, N. Ben Jemaa*, E. Carvou*, A. Perrin**, C. Bourda***
* : Université de Rennes 1, Equipe Contacts Electriques, 35042 Rennes, France
** : Université de Rennes 1, Sciences Chimiques de Rennes, France
*** : Metalor Technologies, 28190 Courville-sur-Eure, France
e.mail: [email protected]
La multiplication des dispositifs électriques ou électroniques de confort et de sécurité des
automobiles modernes accroît leurs besoins en puissance électrique. Pour satisfaire cette
demande, l’actuel réseau sous 14 VDC ainsi que les systèmes de commande qui lui sont
rattachés doivent évoluer.
C’est le cas en particulier des dispositifs de coupure utilisés pour assurer ou interrompre
le passage du courant. Leur actionnement engendre des arcs électriques, dont les conséquences,
si elles ne sont pas maîtrisées, peuvent conduire au dysfonctionnement des équipements et porter
atteinte à la sécurité des personnes les utilisant. Il est donc indispensable de posséder une bonne
compréhension des phénomènes mis en jeu lors de la commutation et de proposer des solutions
innovantes pour garantir la fiabilité et les performances des dispositifs de coupure futurs.
Deux solutions potentiellement envisageables pour répondre aux besoins croissants en
puissance électrique des nouvelles générations d’automobiles sont tout d’abord confrontées. La
première, qui consiste à augmenter le courant sous 14 VDC, se révèle plus avantageuse en terme
de durée d’arc et de gap d’extinction ainsi qu’en terme d’érosion mais nécessite une
augmentation par un facteur 3 du diamètre des câbles électriques. La seconde solution étudiée est
le passage à une tension de 42VDC. Cette option entraîne cependant une augmentation
considérable des durées d’arc et gaps d’extinction des matériaux de contact usuels.
L’aspect mécanique est ensuite examiné dans le but de minimiser la durée de l’arc et le
gap d’extinction. Les effets de la vitesse d’ouverture sur les paramètres de l’arc sous 42 VDC
sont ainsi présentés pour les matériaux de contact usuels et des plages de vitesses d’ouverture
optimales sont mises en évidence suivant la nature de la charge du circuit électrique considéré.
Enfin, face à la nécessité de développer de nouveaux matériaux de contact, de nouveaux
pseudo alliages AgMeO ont été élaborés et testés électriquement. Quatre composites en
particulier, l’AgZrO2 et les argent-oxyde de terre rare AgGd2O3, AgNd2O3 et AgSm2O3,
représentent une solution matériau intéressante en terme de réduction du gap d’extinction sous
14 VDC et sous 42VDC en comparaison avec l’AgSnO2, largement utilisé sous 14 VDC mais
inenvisageable pour des niveaux de tension plus élevés.