ROYAUME DU MAROC
Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail
DIRECTION RECHERCHE ET INGÉNIERIE DE FORMATION
Centre de Développement des Compétences
Module M04
Diagnostic des systèmes
électriques automobile
Spécialité : Technicien Spécialisé Diagnostic Et Electronique
Embarquée Automobile.
Niveau :Technicien Spécialisé
Secteur : Réparation des Engins à Moteur
SOMMAIRE
Table des matières
I.
LA STRUCTURE DE LA MATIERE
1.
L'ATOME
2
5
A.
PREALABLE :
7
B.
CONSTITUTION DE L’ATOME :
9
C.
CHARGE ELECTRIQUE :
2.
CONDUCTEURS ET ISOLANTS
12
13
a.
Conducteurs des électrons :
16
b.
Conducteurs d’ions.
18
c.
Sens du courant
23
II.
GRANDEUR ELECTRIQUE
1.
Tension électrique
24
55
2 .Courant électrique
57
Circuit de courant
58
3 . Résistance électrique.
59
a.
59
Résistance électrique des matériaux
b.Résistance comme composant électrique
61
c .Loi d'Ohm
62
III.
71
Appareils de mesure
1.Appareils de mesure analogiques
71
III.1.Multimètres
73
1. Champs magnétiques
81
2.Générateurs
101
3.Alternateurs
103
TRAVEAUX PRATIQUE ……………………………………………………… 104
OFPPT/DRIF/CDC
2
Présentation du Module
- Le module l’électrotechnique est le 9èmede la liste des modules prescrits dans
le programme d’étude de la réparation de véhicules automobile. Cette
compétence a pour objectif de développer chez l’apprenant des compétences
nécessaires pour la réparation des éléments de la transmission d’un véhicule
automobile ;
- Le module décrit la conception et le principe de fonctionnement des circuits et
des composants électriques de base.
Il traite :
 Bases de l'électrotechnique
 Application de l'électrotechnique
La durée du module est estimée à 120 heures
Les travaux pratiques
: 60heures
Les notions théoriques
: 60 heures
L'Épreuve de fin de module
 Théorique
 Pratique
I.
: 2 heures
: 5 heures
LA STRUCTURE DE LA MATIERE
1. L'ATOME
A. PREALABLE :
Pour fournir quelques notions simples d'électricité, il est nécessaire de savoir que la matière
est constituée de molécules et que celles-ci peuvent être formées d'un ou de plusieurs atomes.
OFPPT/DRIF/CDC
3
materia
molecole
atomo
Structure de la matière.
B. CONSTITUTION DE L’ATOME :
Chaque atome dispose d’une partie centrale appelée noyau, composée de protons, particules
de charge positive, et de neutrons, particules sans charge. Protons et neutrons ne peuvent se
déplacer.
Autour du noyau, en zone périphériques (orbite) gravitent les électrons, des particules très
petites dotées d'une charge négative.
Structure d'un atome de lithium
.
C. CHARGE ELECTRIQUE :
La charge électrique est la caractéristique de certains corps, pouvant induire des forces
d'attraction ou de répulsion entre eux. Il est important de savoir que des charges de même
signe se repoussent, alors que des charges de signe opposé s'attirent.
La charge de l'électron est égale à celle du proton, donc de ce fait un atome est normalement
neutre.
Des charges de signe opposé s'attirent
OFPPT/DRIF/CDC
4
Des charges de même signe se repoussent
Répulsion entre les charges.
2. CONDUCTEURS ET ISOLANTS
L'électricité est le flux d'électrons d'un atome à l'autre
CONDUCTEURS :
Les conducteurs (cuivre, graphite, métaux en général) sont des matériaux dans lesquels
existent des électrons libres de se déplacer.
ISOLANTS :
Les isolants sont des matériaux dans lesquels les électrons, à cause de très fortes liens avec
le noyau, ne sont pas libres de se déplacer.
SEMI-CONDUCTEURS :
Il sexiste des matériaux, appelés semi-conducteurs, qui possèdent des caractéristiques
intermédiaires entre celles des conducteurs et celles des isolants.
a. Conducteurs des électrons :Ce sont tous des conducteurs électriques
constitués de matières métalliques. Les atomes métalliques peuvent libérer des
électrons hors de leurs orbites. Ces électrons libres se déplacent facilement entre
les atomes métalliques qui sont bien ancrés à la grille métallique. En appliquant
une tension, si le circuit électrique est fermé, tous les électrons libres du
OFPPT/DRIF/CDC
5
conducteur et du récepteur sont forcés d'effectuer en même temps un
mouvement ordonné. Le courant électrique circule.
Mouvement ordonné des électrons libres
b. Conducteurs d’ions.Ils permettent le transport du courant grâce au mouvement
ordonné des particules chargées (ions). Dans ce cas, les ions positifs sont appelés
cations car ils se déplacent en direction des électrodes négatives, les cathodes.
Les ions chargés négativement qui se dirigent vers les électrodes positives
(anodes) sont appelés anions.= Elle peut être déclenchée par rayonnement, par
réchauffement ou par des champs électriques.
Lorsque le mélange air-carburant est ionisé par le fort champ électrique présent dans
l'espace, séparant les électrodes de la bougie d'allumage, il devient conducteur
d'électricité et l'étincelle se forme.
Ionisation à la bougie d'allumage
c. Sensdu courant
Sens de déplacement des électrons. A la source de la tension électrique, il y a un
surplus d'électrons au pôle négatif et un manque d'électrons au pôle positif. Si le pôle
positif est connecté avec le pôle négatif de la source de tension par l'intermédiaire d'un
récepteur, les électrons se déplacent alors dans le circuit extérieur, du pôle négatif au
pôle positif de la source de courant, à travers le récepteur (Ill. 2).
OFPPT/DRIF/CDC
6
Batterie comme "pompe" à électrons
II. GRANDEUR ELECTRIQUE
1. Tension électrique
Il y a une tension électrique entre deux bornes d'un générateur (p. ex. d'une batterie)
lorsqu'on trouve une différence dans le nombre d'électrons présents. La valeur de la
tension électrique dépend de l'importance de la différence du nombre d'électrons. Une
tension électrique est provoquée par une rupture d'équilibre dans la source de tension
Création de tension provoquée par une rupture d'équilibre
Le pôle où il y a un surplus d'électrons est dit négatif, celui où il y a un manque
d'électrons est dit positif.
Il y a une tendance au rétablissement de l'équilibre électrique entre le pôle négatif et le
pôle positif lorsqu'on les relie. Les électrons se déplacent du pôle négatif vers le pôle
positif, créant ainsi le travail électrique (Ill. 2).
OFPPT/DRIF/CDC
7
Flux des électrons dans le circuit de courant
La tension électrique est la tendance à l'équilibre existant entre différentes quantités de
charges. Elle est la cause de la circulation du courant électrique.
Il n'y a pas de tension électrique aux bornes d'un alternateur lorsque celui-ci n'est pas
en rotation. En effet, les électrons libres se trouvant dans les bobinages sont répartis
régulièrement, par conséquent, les bobines sont électriquement neutres. Lorsque le
générateur est mis en rotation, les électrons affluent alors vers le pôle négatif. Il en
²résulte un surplus d'électrons au pôle négatif par rapport au pôle positif, soit une
tension électrique.
L'unité de la tension U est le volt (V).
ANALOGIE HYDRAULIQUE :
La tension électrique peut se comparer à la différence de niveau entre l'eau du bassin d'une
digue et l'eau en aval, et c'est également la "force" qui pousse le courant à circuler dans un
cicruit électrique.
Sans tension, on ne peut avoir de circulation électrique, mais la seule présence de tension ne
génère pas forcément un courant électrique.
La tension peut être définie de différentes façons suivant le contexte.
FORCE ELECTROMOTRICE :
Lorsque l'on parle de la tension d'une batterie exclue du circuit, on parle de FORCE
ELECTROMOTRICE (f.e.m.).
Comme une digue qui, avec ses parois fermées, ne laisse pas tomber l'eau d'amont en aval
même s'il existe une différence de niveau, ainsi, dans un circuit électrique ouvert, il existe une
force électromotrice mais il ne circule pas de courant électrique.
OFPPT/DRIF/CDC
8
1. RESERVOIR A
2. RESERVOIR B
3. RIDEAU
4. TUYAU
5. TURBINE
6. DENIVELLE
7. POMPE
2 .Courant électrique
Il faut la présence d'une tension électrique pour qu'un courant électrique circule.
Le courant électrique résulte du déplacement ordonné des électrons libres.
Circuit de courant électrique (Ill. 3). Le courant électrique ne peut circuler que dans
un circuit électrique fermé. Un circuit électrique est composé au mimi-num d'un
générateur de tension, d'un récepteur et des conducteurs (câblage). Le circuit électrique
peut être fermé ou interrompu au moyen d'interrupteurs. Dans les schémas électriques,
les interrupteurs sont généralement représentés en position ouverte.
Circuit de courant
OFPPT/DRIF/CDC
9
ANALOGIE HYDRAULIQUE :
En faisant una analogie hydraulique, le courant électrique qui circule dans un circuit électrique
est semblable au flux de l'eau qui circule dans un tuyau.
L’eau contenue dans un bassin représente la quantité de litres disponibles. Le débit représente
le nombre de litres d'eau qui circulent dans le tuyau dans l'unité de temps.
1.
RESERVOIR A
2.
RESERVOIR B
3.
COURANT
4.
POMPE
Equivalence hydraulique du courant électrique.
3 . Résistance électrique
.
En électrotechnique, le terme de résistance électrique a deux significations :
 Propriété physique des matières conductrices de courant électrique ;
 Composants matériels dans l'électrotechnique et l'électronique.
a. Résistance électrique des matériaux
Dans un conducteur électrique alimenté par une tension, les électrons ne peuvent pas
passer sans opposition. Ce freinage opposé au flux d'électrons s'appelle résistance
électrique R.
La résistance électrique R est le freinage du courant électrique dans un conducteur.
Son unité est indiquée en ohm (Ω).
EQUIVALENCE HYDRAULIQUE :
Quand un fluide circule dans un conduit qui présente un rétrécissement, on note une chute de
pression proportionnelle au type de rétrécissement.
OFPPT/DRIF/CDC
10
Chute de tension et équivalence hydraulique.
1.
2.
3.
4.
RESERVOIR A
RESERVOIR B
CHUTE DE PRESSION
RETRECISSEMENT
OFPPT/DRIF/CDC
11
Types de courant
Courant continu (DC1), signe-). Il circule dans un circuit, où la tension et la
résistance sont constantes, lorsque les électrons se déplacent à vitesse constante dans la
même direction (Ill. 3).
Courant continu
Courant alternatif (AC ), signe ~). Il circule dans un circuit, où la tension et la
résistance sont constantes, lorsque les électrons libres adoptent un mouvement de vaet-vient régulier dans le conducteur (Ill 4).
2
1) DC Direct Current (angl.) = courant continu
2) AC AlternatingCurrent (angl.) = courant alternatif
Courant alternatif
b.Résistance comme composant électrique
OFPPT/DRIF/CDC
12
On distingue les résistances fixes et les résistances variables. Les symboles des
composants les plus importants figurent dans l'Ill.1.
Symboles des résistances
Résistances fixes. Leur valeur est définie à la production. Pour obtenir d'autres valeurs
de résistances, plusieurs résistances fixes peuvent être couplées dans un circuit en
parallèle, en série ou dans un circuit mixte,
Résistances variables. Une valeur spécifique peut être réglée à l'aide d'un curseur ou
d'une connexion fixe. Elles sont souvent couplées en série avec le récepteur pour
permettre le réglage de la tension d'alimentation.
Potentiomètres (Ill. 2). La résistance totale de la piste peut être mesurée entre les
bornes A (début) et E (fin). Grâce au curseur (raccord) S, la valeur de la résistance
entre les bornes S et A peut être modifiée de façon progressive entre 0 et la valeur
maximale de résistance.
Le curseur permet d'obtenir une tension de sortie U2 réglable en continu entre 0 et la
tension d'alimentation U
OFPPT/DRIF/CDC
13
Potentiomètre
Le rapport entre la tension totale U et la tension partielle U2 est égal au rapport entre la
résistance totale (R1 + R2) et la résistance partielle R2
En technique automobile, les potentiomètres sont souvent utilisés pour mesurer l'angle
de rotation de certains éléments mécaniques (comme p. ex. l'accélérateur électronique,
le potentiomètre de papillon, etc.). Cette mesure cle l'angle de rotation du curseur est
convertie en une tension électrique qui sera transmise à une centrale de commande.
c .Loi d'Ohm
Dans un circuit électrique fermé, la tension U aux bornes fait passer un courant I à
travers une résistance R (Ill. 1). Du rapport entre la tension U en volt et le courant 1 en
ampère résulte une résistance R en ohm. On appelle cette équation la loi d'Ohm.
I=
A=
Illustration 1 : Valeur des mesures dans un circuit de courant électrique
Tableau 1. En alimentant la résistance R1 = 2 Ω et = 1 Ω avec une tension continue
variable U, on obtient pour chaque résistance, avec la même tension U,différentes
valeurs de courant I1 et I2.
OFPPT/DRIF/CDC
14
Si
l'on rapporte les valeurs I1 et I2, en fonction de la tension U,on obtient deux droites de
progression différente (Ill. 2). Sur le diagramme, il apparaît que :
 Le courant I est proportionnel à la tension U (I ~ U) ;
 Une résistance de faible valeur laisse passer un courant I plus élevé si la tension
d'alimentation U reste constante, c'est-à-dire que l'accroissement
 Du courant devient plus grand
Ien fonction de U
Tableau 2. En appliquant aux bornes des résistances variables R1 et R2 une tension
constante de U1 = 5 V et U2 = 10 V, on obtient alors différentes valeurs de courant I1 et
I2.
Si l'on rapporte les valeurs I1 et I2 en fonction de la résistance R. on obtient deux
hyperboles (Ill.3). Sur le diagramme, il apparaît que :
 À tension U constante, plus la résistance R augmente, plus le courant I diminue
;
 Le courant I est inversement proportionnel à la résistance R (I ~ 1/R).
OFPPT/DRIF/CDC
15
Illustration 3 : I en fonction de R
D. Puissance, travail, rendement
Puissance électrique du courant continu
La puissance électrique Pest égale au produit de la tension U et du courant I.
P=U•I
L'unité de la puissance électrique est le
watt (W).
1 watt est la puissance d'un courant de 1 A avec une tension de 1 V.
1 W = 1 V • 1 A = 1 J/s = 1 Nm/S
Travail électrique du courant continu
Le travail électrique W est égal au produit de la puissance électrique Pet du temps t
durant lequel la puissance Pa été fournie.
W=P•t
W= U •I • t
L'unité du travail électrique W est le
watt-seconde (Ws).
1 watt-seconde est le travail fourni par une puissance de 1W pendant une durée de
1s.
3 600 000 Ws correspondent à 1 kWh.
1 Ws = 1\/ • 1A • 1s = 1 J = 1 Nm
Rendement
Le rendementɳest égal au rapport entre la puissance utile Pu et la puissance absorbée Pa
ɳ= Pu / Pa
Pperdue= Pa - Pu
OFPPT/DRIF/CDC
16
La puissance absorbée Pa est toujours supérieure à la puissance utile Pu. Le rendement
ɳest toujours inférieur à 1 ou à 100%. Ceci est dû à la perte de puissance Pperdue qui
apparaît lors de chaque transformation d'énergie.
D. Couplage des résistances
Couplage de résistances en série (Ill. 1)
Le couplage en série est utilisé pour diviser la tension dans un circuit électrique. Les
composants branchés en série se partagent la tension totale proportionnellement à leur
résistance. On peut p. ex. coupler une diode électroluminescente avec une résistance
pour l'alimenter à sa tension nominale (2,4 V) ceci afin de pouvoir l'utiliser dans le
réseau de bord (12 V) d'un véhicule automobile.
Illustration 1 : Couplage en série
Le couplage en série est soumis à des lois précises : Le même courant traverse
simultanément toutes les résistances.
I = I1 = I2 = I3 = …
La tension totale est égale à la somme des tensions partielles.
U = U1 + U2 + U3 + …
Les tensions partielles sont proportionnelles à leur résistance (répartition de la
tension).
U 1 : U 2 : U 3 = R1 : R 2 : R 3
OFPPT/DRIF/CDC
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La résistance totale est égale à la somme des résistances partielles.
R = R 1 + R 2 + R 3 +…
Couplage de résistances en parallèle (Ill. 2)
Le couplage des résistances en parallèle est utilisé pour diviser le courant. Tous les
récepteurs sont soumis à la même tension. Le courant total /se divise selon la valeur
inverse de chacune des résistances, ce qui signifie qu'une résistance de faible valeur
permet le passage d'un courant plus important que celui d'une résistance de valeur plus
élevée.
Généralement, tous les consommateurs d'un véhicule automobile (p. ex. les lampes
d'éclairage) sont branchés en parallèle sur la batterie.
Illustration 2 : Couplage en parallèle
Le couplage en parallèle est soumis à des lois précises :
Toutes les résistances sont alimentées avec la même tension.
U = U1 = U2 = U3 = …
Le courant total est égal à la somme des courants partiels (division du courant).
I = I1 + I2 + 13 + …
La résistance totale est égale à la somme des inverses des résistances partielles.
1/R =1/R1+ 1/R2+ 1/R3+ …
La résistance totale est toujours inférieure à la plus petite des résistances partielles.
Couplage mixte de résistances (Ill. 1)
Un couplage dans lequel des résistances sont branchées, tant en parallèle qu'en série,
est appelé couplage mixte.
OFPPT/DRIF/CDC
18
Couplage mixte de résistances
Les lois applicables au couplage mixte sont les mêmes que celles du couplage en série
ou en parallèle.
Pour calculer la résistance totale du couplage, il faut le simplifier en procédant par
étapes. Les résistances couplées en parallèle ou en série doivent ainsi être converties
en résistances dites équivalentes.
4 .Mesures dans un circuit électrique
Mesure de la tension électrique
La tension électrique peut être mesurée avec un voltmètre. Le voltmètre est branché en
parallèle aux bornes du récepteur ou de la source de tension.
Mesure de la tension
Mesure de l'intensité du courant électrique (Ill. 3)
Le courant électrique est mesuré au moyen d'un ampèremètre. L'ampèremètre est
branché dans le circuit, c'est-à-dire qu'il est branché en série, soit dans la ligne
d'alimentation du récepteur soit dans la ligne de masse. Le raccord positif de
l'ampèremètre doit être connecté au côté positif de la source de tension.
OFPPT/DRIF/CDC
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Mesure de l'intensité du courant
En montant par erreur un ampèremètre comme un voltmètre, on produit un courtcircuit dû à la faible résistance interne de l'appareil. Le passage du courant risque de
détruire les composants (électriques et électroniques) de l'ampèremètre.
Mesure de la résistance électrique
La résistance peut être mesurée directement ou indirectement
Mesure directe avec un ohmmètre. Pour effectuer la mesure directe d'une résistance,
on doit déconnecter le composant à mesurer de la source d'alimentation et brancher
l'ohmmètre en parallèle à la résistance (Ill. 4). Le non-respect de cette prescription
peut détruire l'appareil de mesure.
Mesure directe d'une résistance (en absence de tension)
S'il y a lieu de mesurer une résistance branchée en parallèle à une deuxième résistance,
la résistance à mesurer doit être déconnectée du circuit (Ill. 5). Le non-respect de cette
prescription va fausser la mesure et/ou peut détruire l'appareil de mesure.
OFPPT/DRIF/CDC
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Illustration 5 : Mesure directe d'une résistance (couplée en parallèle)
La mesure directe des résistances de faible valeur est très imprécise car la résistance
interne de l'appareil (couplé en parallèle) fausse les mesures.
Mesure indirecte. Cette mesure est effectuée par des mesures de la tension et de
l'intensité. Ces deux mesures sont utilisées pour calculer la valeur et la résistance selon
la loi d'Ohm. Deux possibilités permettent de calculer de manière indirecte la valeur de
la résistance de la tension et de l’intensité : le couplage en écart de tension (Ill.1, p. 510)
et le couplage en écart de courant (Ill. 2, p. 510).
Dans le cas du couplage en écart de tension (Ill. 1, p. 510) l'ampèremètre mesure la
valeur du courant qui passe effectivement par la résistance R. Le voltmètre indique une
tension U, incluant la chute de tension UiA. Pour le calcul de la résistance selon la loi
d'Ohm, on obtient ainsi une valeur de résistance trop élevée.
Couplage en écart de tension
Au cas où la résistance à mesurer R serait significativement plus grande que la
résistance interne R, de l'ampèremètre, il ne serait pas nécessaire de tenir compte de la
résistance interne.
OFPPT/DRIF/CDC
21
Le couplage en écart de tension permet de mesurer avec précision de grandes
résistances.
Dans le cas du couplage en écart de courant (Ill. 2), le voltmètre mesure la tension
effective appliquée à la résistance. L'ampèremètre indique toutefois une intensité I trop
élevée par rapport au courant IiV. Pour le calcul de la résistance selon la loi d'Ohm, on
obtient ainsi une valeur trop faible.
Couplage en écart de courant
Dans ce cas, le courant passant par le voltmètre est significativement plus faible que
celui passant par la résistance à mesurer (p. ex. avec des ampèremètres digitaux), on ne
tiendra pas compte du courant circulant au travers du voltmètre. Comme la résistance
R est nettement plus faible que la résistance interne Riv du voltmètre, seule une très
faible partie du courant transite par l'appareil de mesure. Dans ce cas, l'erreur de
courant peut être ignorée.
Le couplage en écart de courant permet de mesurer avec précision de petites
résistances.
III.
Appareils de mesure
1.Appareils de mesure analogiques
Les valeurs d'une grandeur électrique à déterminer (p. ex. la tension électrique) sont
transformées en valeurs physiques, c'est-à-dire analogiques1), par la déviation de
l'aiguille d'un appareil de mesure. Cette aiguille indique la valeur sur un cadran gradué
Affichage de valeurs analogiques
OFPPT/DRIF/CDC
22
L’observation de la déviation de l'aiguille convertit la position analogique de celle-ci
en valeur numérique, c'est-à-dire en représentation digitale. Il en résulte une
conversion mentale analogique-digitale.
Les instruments de mesure à aiguilles ainsi que l'oscilloscope sont des instruments de
mesure analogiques.
Symboles des instruments de mesure
Le cadran des appareils de mesure analogiques ne comporte pas seulement l'échelle
des grandeurs à mesurer mais également des informations sur l'appareil (p. ex. mode
de fonctionnement, précision, symboles de type de courant, position dans laquelle il
est utilisé, tension d'essai). Ces informations supplémentaires sont représentées par des
symboles et des chiffres (tableau 1).
En technique automobile, on utilise principalement des appareils de mesure
analogiques à cadre mobile. Ceux-ci conviennent uniquement pour la mesure de
tensions et de courants électriques continus. Pour la mesure de grandeurs alternatives,
il faut utiliser un appareil à cadre mobile avec un redresseur.
1)
analogique = correspondant, équivalent
Classe de précision. Elle est signalée par un nombre et indique la marge d'erreur entre
la valeur mesurée et la valeur réelle. Les appareils de mesure sont subdivisés, selon
leur précision, en sept classes de précisions différentes :
0.1
0.2
0.5
1
1.5
2.5
5
Les nombres indiquent la limite maximale des erreurs. La classe de précision 1,5
signifie que l'erreur peut atteindre ± 1,5 % de la valeur maximale du champ de mesure
(valeur maximale de l'échelle). R ex. avec un appareil de classe 1,5 pour une mesure
de 100 V sur une échelle de 100 V, l'erreur maximale d'affichage sera de ± 1,5 V. Pour
une mesure de 10 V, la tension mesurée peut se situer entre 8,5 et 11,5 V.
Dans un champ de mesure de 100 V et une tension réelle de 100 V, l'appareil d'une classe
de précision de 1,5 peut alors indiquer une valeur se situant entre 98,5 et 101,5 V.
Le pourcentage d'erreur absolue pour une tension mesurée de 10 V ± 15 % devient donc 100
V ±1,5 %.
OFPPT/DRIF/CDC
23
Pour limiter le plus possible les erreurs de mesure, il faut choisir l'échelle de mesure
des multimètres de façon à ce que l'aiguille se situe au tiers supérieur de la plage de
mesure du cadran.
En effectuant la même mesure avec une classe de précision de 0,2, on obtiendrait
respectivement des valeurs équivalentes de 9,8 à 10,2 V pour une échelle de mesure de 10 V
et de 99,8 à 100,2 V pour une échelle de mesure de 100 V. En pourcentage, les erreurs
absolues seront alors respectivement de ± 2 % et ± 0,2 %.
2 .Appareils de mesure digitaux
Les valeurs d'une grandeur à mesurer (p. ex. courant électrique) sont affichées directement
en séquences de chiffres (Ill. 1).Laconversion des grandeurs analogiques en chiffres, c'est-àdire en affichage numérique, est réalisée par l'intégration d'un convertisseur analogiquenumérique dans l'instrument de mesure.
Affichage digital avec affichage analogique linéaire incorporé
La représentation digitale des valeurs facilite la lecture de la mesure. En outre, on
obtient une résolution nettement supérieure par rapport à un affichage analogique, cela
signifie qu'il ne faut plus deviner la valeur entre deux traits d'une échelle graduée.
Les appareils de mesure à affichage digital effectuent généralement deux mesures par
seconde. La valeur elle-même est saisie en une fraction de seconde seulement et
enregistrée dans la mémoire tampon de l'appareil. C'est ensuite la valeur moyenne des
deux mesures qui est affichée, la valeur mesurée n'étant pas toujours constante. En mesure
continue, on obtiendrait un défilement constant des derniers chiffres d'affichage.
En outre, il serait très difficile de saisir les mesures à cause des variations rapides des
valeurs et de leur amplitude. Cependant, pour certaines mesures, il est indispensable de
saisir la variation de la valeur de la grandeur mesurée. Dans ce cas, il faut utiliser un
appareil de mesure analogique ou un appareil digital avec un affichage analogique linéaire
incorporé (bar-regraphe).
L'affichage analogique incorporé (Ill. 1) apparaît dans l'affichage sous forme de traits
noirs dont le nombre varie proportionnellement à la valeur numérique. Dans ce cas,
plus de 25 mesures par seconde peuvent être saisies et affichées en même temps. La
visualisation donne l'impression d'un processus de mesure continu.
Ecarts de mesure. La précision des appareils à affichage digital est souvent trompeuse du
fait de leur affichage numérique. Cette précision n'existe pas. Pour obtenir les écarts
admissibles, il faut se référer à la description de l'appareil de mesure digital mentionnée par
OFPPT/DRIF/CDC
24
le fabricant. Cette valeur est donnée en pourcentage par rapport à la valeur mesurée (p. ex.
± 0,5 % de 19,99 V). En outre, le dernier chiffre affiché peut varier de 1 digit (digit signifie
chiffre).
Résolution et nombre de chiffres.Les appareils digitaux les plus simples ont une fenêtre
d'affichage pouvant contenir 3,5 positions, ce qui veut dire que le premier chiffre inscrit ne
peut être que le chiffre 1 ; les plus performants peuvent afficher jusqu'à 6,5 positions.
Selon le type d'appareils, la première position de l'affichage est seulement prévue pour
certains chiffres (p. ex. de 0 à 1 ou de 0 à 3) ; ainsi, dans les deux cas, l'affichage des nombres
est au maximum : 1999 ou 3999.
Généralement, l’échelle de mesure change automatiquement aussitôt que ces valeurs
dépassées.
III.1.Multimètres
1. Multimètresanalogiques .
Ils sont non seulement employés pour mesurer les tensions mais aussi pour les
courants continus et alternatifs. Les valeurs des résistances peuvent être déterminées
uniquement par une mesure indirecte par l'intermédiaire d'une tension et d'un courant,
c'est pourquoi il est indispensable que l'appareil soit équipé d'une batterie pour son
alimentation.
C'est le courant Itraversant la résistance R qui est mesuré selon la loi d'Ohm 1 ~ 1/R.
L’affichage de la valeur de la résistance est effectué selon cette loi, d'où une plage de
mesure du cadran non linéaire. Pour une mesure de résistance infinie, l'aiguille ne
dévie pas. Par contre, une valeur de résistance nulle provoque une déviation maximale
de l'aiguille.
OFPPT/DRIF/CDC
25
Multimètre analogique
L'échelle de mesure peut être étendue avec un facteur de 1000, donnant ainsi la
possibilité de mesurer des résistances en Ω, kΩ et MΩ.
Pour mesurer une valeur inconnue, il est conseillé de choisir d'abord la plus grande
échelle de mesure afin de pouvoir ensuite régler le commutateur sur l'échelle
appropriée de façon à ce que l'affichage se situe au tiers supérieur de l'échelle
On obtient la valeur mesurée en divisant le nombre lu sur la graduation par la valeur
maxi de l'échelle du cadran, puis on multiplie par le champ de mesure sélectionné par
le commutateur rotatif. Par ex. (Ill. 1), l'aiguille indique 38 sur l'échelle de 50 et le
champ de mesure est de 0,05 A. La valeur mesurée est donc de (38 : 50) • 0,05 A =
0,038 A.
Nombre lu X champ de mesure
Valeur mesurée =
Valeur totale de l'échelle du cadran
2.Multimètre digital
OFPPT/DRIF/CDC
26
Ses possibilités d'utilisation sont identiques à celles du multimètre analogique.
L'avantage est que, malgré sa grande précision et sa robustesse, son prix de revient à la
fabrication est peu élevé.
Multimètre digital
Le commutateur central permet de choisir les plages de mesure et les fonctions (p. ex.
test des diodes). Dans les appareils de qualité supérieure, la commutation des échelles
de mesure est souvent automatique.
Des fusibles électroniques protègent les appareils en cas de surcharge. De plus, des
valeurs mesurées peuvent éventuellement être mémorisées. Grâce à une interface
appropriée, il est aussi possible de transférer des données sur un ordinateur afin de
pouvoir les traiter et les utiliser ultérieurement.
IV. Protection contre les dangers du courant électrique
Le courant électrique peut être mortel pour les êtres humains et les animaux.
OFPPT/DRIF/CDC
27
Le passage d'un courant électrique d'une intensité supérieure à 50 mA à travers un
corps humain peut déjà être mortel. Des tensions alternatives de plus de 50 V peuvent
également être mortelles.
Défauts possibles (Ill. 1). Dans une installation électrique, des défauts peuvent survenir
au niveau de la carcasse, du circuit (court-circuit), du commutateur ou de la mise à
terre.
Défauts possibles
Contact direct et indirect
Le contact direct e lieu lorsqu'il y a contact direct avec la tension d'un
appareil ou d'une ligne. Pour éviter ce risque, il faut isoler et couvrir toutes les
parties qui sont sous tension.
Les mesures de protection contre le contact direct empêchent d'entrer en
contact avec des lignes ou des parties sous tension électrique.
Le contact indirect a lieu lorsqu'il y a contact avec des éléments d'appareils
qui sont sous tension (suite à un défaut) alors qu'ils ne devraient pas l'être.
Cela peut être le cas lorsque, p. ex., le boîtier d'un appareil est sous tension
à cause d'un défaut d'isolation.
Contact direct Contact indirect
Pour assurer la protection contre le contact indirect, les appareils doivent être
suffisamment protégés contre d'éventuelles fuites de tension.
OFPPT/DRIF/CDC
28
Mesures de protection indépendantes du réseau L'appareil n'est pas déconnecté en
cas de défaut ; les mesures de protection agissent sans conducteur de protection. Parmi
les mesures de précaution indépendantes du réseau figurent l'isolation de protection, la
protection de basse tension et la protection par séparation.
Isolation de protection Toute partie d'un appareil électrique qui peut, en cas de
défaut, entrer en contact avec la terre est entourée, en plus de son isolation de base,
d'une enveloppe isolante ou séparée de ses parties conductrices par des pièces isolantes.
Isolation de protection
Protection de basse tension Les basses tensions sont des tensions alternatives allant
jusqu'à 50 V. Les protections doivent être intégrées dans les transformateurs ou dans
les convertisseurs rotatifs de manière à ce que le côté basse tension ne soit pas en
contact avec le réseau d'alimentation.
Protection de basse tension
Protection par séparation .Un transformateur est branché entre le réseau et le
récepteur. Le côté sorti n'a aucune liaison avec la terre, c'est-à-dire qu'en cas de défaut,
il n'y a pas de tension entre l'appareil et la terre. Le transformateur a souvent un
rapport de transformation de 1 : 1, c'est-à-dire qu'il ne change pas de valeur.
OFPPT/DRIF/CDC
29
Protection par séparation
Mesures de protection dépendantes du réseau Ces mesures sont seulement efficaces
avec l'emploi d'un conducteur de protection PE (Protection Earth). Les dispositifs de
protection contre la surintensité (fusibles, interrupteurs automatiques) et les
disjoncteurs à courant de défaut (disjoncteurs FI) sont utilisés pour séparer le récepteur
du réseau en cas de défaillance.
Protection par des dispositifs de coupure en cas de surcharge de courant
Ce type de protection était appelé autrefois "mise en neutre". Le générateur de tension
est directement relié à la terre. La cage ou les parties conductrices de l'appareil sont
reliées par le conducteur de protection PE (couleurs de l'isolant vertfjaune) avec la
terre du générateur de tension. En cas de mauvais branchement, les dispositifs de
protection (p. ex. fusibles, interrupteur automatique) séparent l'appareil du réseau en
un temps prédéfini.
Dispositifs de protection en cas de surcharge de courant
Pour les appareils électriques mobiles, dont l'alimentation dépend des prises du réseau,
la protection du conducteur PE doit correspondre au contact de protection de la fiche,
respectivement à la prise de courant du réseau (Ill. 2).
OFPPT/DRIF/CDC
30
Prise de courant mobile avec mise à terre
Disjoncteur de protection à courant de défaut FI (Ill. 3). En cas de défaut, il doit
couper tous les pôles du récepteur après 0,2 secondes. Tous les conducteurs (p. ex. L1,
N) qui transportent le courant du réseau à l'appareil à protéger sont connectés à un
transformateur de courant différentiel. Le conducteur de protection PE n'est pas
connecté au transformateur.
Aussi longtemps qu'il n'y a pas de défaut dans le circuit, le courant dans la phase (IL)
est égal au courant de retour dans le fil neutre (IN) c’est-à-dire que les champs
magnétiques de la bobine dans le transformateur de courant différentiel annulent
réciproquement leurs effets.
Disjoncteur de protection à courant de défaut
En cas de défaut, un courant partiel (courant de défaut 4) traverse le conducteur de
protection PE, c'est-à-dire que les courants dans le transformateur de courant
différentiel (IL, IN) sont différents.
Les champs magnétiques de la bobine ne présentent plus d'effet nul. Il y a alors une
induction de tension à la sortie de la bobine du transformateur. Cette tension actionne
le déclencheur dans le dispositif et celui-ci provoque à son tour l'ouverture de toutes
les phases du réseau qui alimentent les récepteurs. Avec le bouton de contrôle P, on
peut vérifier le bon fonctionnement du disjoncteur FI.
OFPPT/DRIF/CDC
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QUESTIONS DE REVISION
1) Quelles relations la loi d'Ohm décrit-elle dans un circuit électrique ?
2) De quelles valeurs dépend la puissance électrique ?
3) De quelles valeurs dépend le travail électrique ?
4) Quelles unités utilise-t-on pour le travail électrique ?
5) Qu'entend-on par rendement ?
6) Pourquoi le rendement est-il toujours <1 ?
7) Comment se comportent les tensions et les courants dans un couplage en série ?
8) Quel est le rapport entre la résistance totale et les résistances partielles dans un
couplage parallèle ?
9) Quels sont les effets provoqués par le courant électrique ?
10) Quelles sortes de défauts peuvent survenir dans les installations électriques ?
V.MAGNÉTISME
Les effets du magnétisme ont été observés pour la première fois sur des fragments
de minerai de fer (que l'on appela magnétite) trouvés dans la nature, qui semblaient
attirer d'autres morceaux de métal.
On remarqua ensuite qu'un long morceau de ce minerai de fer suspendu en l'air
s'alignait de telle façon qu'une de ses extrémités pointait toujours vers le pôle Nord.
OFPPT/DRIF/CDC
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Cette extrémité fut donc appelée pôle nord, ou pôle N, et l'autre extrémité fut
appelée pôle sud, ou pôle S.On appela ce morceau de minerai de fer un
aimantdroit. Ce principe est à la base des compas, que les navigateurs utilisent pour
se guider depuis plus de 1 000 ans.
1. Champs magnétiques
En étudiant plus en détail cet aimant droit, on découvrit qu'il exerçait une certaine
force d'attraction sur des morceaux de fer ou de la limaille de fer lorsqu'on les plaçait
à proximité. D'après ces observations, il était clair qu'il existait une force dans
l'espace à proximité de l'aimant droit.
Cet espace autour de l'aimant, dans lequel la limaille de fer était attirée, fut appelé
champ de force ou champ magnétique.
La théorie des lignes de force magnétique peut s'observer de façon spectaculaire en
saupoudrant de la limaille de fer sur un morceau de papier posé sur un aimant droit.
En tapotant légèrement le morceau de papier, la limaille de fer s'aligne pour former
un motif évident autour de l'aimant droit.
Ce motif montre que les lignes de force sont fortement concentrées aux pôles N et S
de l'aimant, puis se propagent dans l'espace entre les pôles. La concentration (ou le
nombre) de lignes ainsi que la force d'attraction sur la limaille de fer sont les mêmes
sur les deux pôles. Remarquez que la force d'attraction sur les morceaux de métal
est plus grande à l'endroit où la concentration de lignes magnétiques est plus
importante.
Dans le cas d'un aimant droit, cet endroit se situe à proximité des deux pôles.
Nous avons vu que les lignes de force quittaient toujours le pôle N pour aller vers le
pôle S de l'aimant. Lorsqu'on place une petite aiguille de compas (qui est en fait un
petit aimant droit) sur le champ magnétique d'un aimant droit puissant, l'aiguille du
compas s'alignera de façon à être parallèle aux lignes de force de l'aimant droit.
Les Pôles
inverses s’attirent
Les Pôles
identiques se
repoussent
Cet alignement se produit parce que les puissantes lignes magnétiques de l'aimant
droit doivent quitter le pôle N pour aller dans le pôle S de l'aiguille du compas.
On peut également observer que les pôles inverses de deux aimants s'attirent.
OFPPT/DRIF/CDC
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Pour démontrer la force d'attraction entre les pôles inverses de deux aimants, on
peut observer une force d'attraction entre deux aimants droits posés côte à côte avec
un pôle N face à un pôle S. Cette force d'attraction augmente à mesure que l'on
rapproche ces deux aimants.
À l'inverse, si l'on place les aimants avec les pôles N ou les pôles S face à face, on
observe une force de répulsion entre les deux aimants, et cette répulsion augmente
à mesure que l'on rapproche ces deux aimants.
Les pôles inverses s'attirent et les pôles identiques se repoussent.
Théorie du magnétisme
La définition exacte du magnétisme et sa façon d'exercer un champ de force peuvent
s'expliquer par l'une de ces deux théories.
La théorie N°1 stipule qu'un aimant est composé d'un très grand nombre de petites
particules aimantées. Quand une barre de fer n'est pas aimantée, c'est parce que les
petites particules aimantées sont arrangées de manière aléatoire. Mais lorsque cette
barre de fer devient un aimant, c'est parce que ses particules aimantées se sont
alignées de façon à ce que leurs effets individuels s'additionnent et forment un
puissant aimant.
La théorie N°2 sur le magnétisme concerne les électrons. L'électron est entouré d'un
champ de force, et lorsque les orbites des électrons s'alignent dans une barre de fer
de façon à ce que leurs champs de force s'additionnent, la barre de fer devient
aimantée.
Bien que le fer soit l'élément aimanté le mieux connu, rappelez-vous qu'il existe des
éléments non aimantés car ils ne possèdent aucune des propriétés propres au
magnétisme. Parmi ces éléments non aimantés, on peut citer le bois, le papier, le
verre, le cuivre et le zinc.
OFPPT/DRIF/CDC
34
a .Fabrication d'un aimant
Il existe plusieurs façons de transformer une barre de fer ordinaire en aimant.
L'une de ces méthodes consiste à cogner la barre de fer avec un autre morceau de
fer déjà aimanté.
L'action d'aimanter une barre de fer s'appelle l'induction magnétique.
Une autre méthode d'induction magnétique consiste simplement à placer une barre
de fer dans un puissant champ magnétique. Les lignes de force du champ
magnétique traversant la barre de fer transformeront la barre en aimant, tant que la
barre se situe dans le champ. Si l'on retire la barre du champ de force et que sa
composition lui permet de retenir une certaine quantité de magnétisme induit, on
peut alors dire que la barre est aimantée de façon permanente, et on l'appelle un
aimant permanent.
La plupart des aimants permanents sont composés d'un alliage de métaux durs, car
les métaux mous ne retiennent pas une grande quantité de magnétisme. Les alliages
les plus courants sont en fer-nickel et en aluminium-nickel-cobalt.
OFPPT/DRIF/CDC
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Fabrication d'un aimant en fer à cheval
Les aimants permanents peuvent avoir de nombreuses formes, notamment les
aimants en fer à cheval, qui concentrent les lignes de force aux deux pôles sur une
toute petite surface. On utilise beaucoup ce type d'aimant dans les voltmètres et les
ampèremètres.
2 .Électromagnétisme
C'est en 1820 que l'on a découvert le lien entre électricité et magnétisme. Avant cette
date, on pensait que le magnétisme existait uniquement dans la magnétite ou le
minerai de fer que l'on trouvait dans la nature, et qu'il n'y avait absolument aucun lien
entre électricité et magnétisme.
Circuit ouvert
Circuit fermé
Lorsque le câble est branché à la batterie, le courant circule, ce qui génère un champ
magnétique perturbant l'aiguille du compas.
Dans une expérience avec un compas et un câble transportant un courant, on
découvrit alors le lien entre électricité et magnétisme. Lorsqu'on tenait le compas audessus du câble, l'aiguille s'alignait en diagonale du câble.
Étant donné que la seule force connue pouvant attirer une aiguille de compas était le
magnétisme, il devint évident que le courant générait un champ magnétique autour
du câble.
Conducteur
Lignes de force
magnétiques
Direction
du courant
Papier
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Direction du
champ
magnétique
Circulation du courant
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On peut révéler la nature du champ magnétique autour du câble en faisant parcourir
ce câble sur un morceau de carton parsemé de limaille de fer. La limaille de fer
s'aligne alors pour former un motif évident de cercles concentriques autour du câble.
Ces cercles sont plus concentrés à proximité du câble. Bien que la limaille de fer
placée sur le carton forme ce motif sur un seul plan, rappelez-vous que les cercles
concentriques s'étendent sur toute la longueur du câble acheminant le courant.
Lorsque le courant circule dans un câble dans la direction indiquée par la croix, le
pôle N d'une aiguille de compas pointera toujours dans une direction donnée.
Cependant, lorsque le courant circule dans le câble dans la direction opposée à celle
indiquée par la croix, le pôle N de l'aiguille de compas s'inversera et pointera dans la
direction opposée.
Étant donné que l'aiguille aura toujours tendance à s'aligner avec les lignes
magnétiques (ou lignes de force), qui quittent le pôle N pour aller vers le pôle S, nous
pouvons en conclure que :
Les lignes magnétiques ont une direction, qui change en même temps que la
circulation du courant dans le câble.
On peut utiliser la règle de la main droite dans un conducteur rectiligne pour
connaître la direction des lignes de force autour du câble.
Pouce
indiquant la
direction du
courant
OFPPT/DRIF/CDC
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Doigts indiquant
la direction du
champ
Pour appliquer cette règle, attrapez le câble avec votre pouce dans la direction
conventionnelle du courant (positif vers négatif). Vos doigts pointeront alors dans la
direction des lignes de force entourant le conducteur. Ces lignes de force sont
toujours en angle droit avec le conducteur, et l'aiguille du compas confirme ces
directions déterminées par la règle de la main droite.
Contrairement à la circulation des électrons, qui bougent dans un conducteur, les
lignes de force magnétique ne bougent pas ou ne circulent pas autour du câble. Elles
ont simplement une direction indiquée par leur effet sur l'aiguille du compas.
Le nombre de lignes de force (ou force du magnétisme) augmente lorsque le courant
circulant dans le conducteur est plus important.
Si l'on éloigne le compas du conducteur, on finit par atteindre un point où le compas
n'est plus affecté par le champ.
Si l'on augmente alors le courant, l'aiguille du compas sera de nouveau affectée et
indiquera la direction du champ magnétique.
OFPPT/DRIF/CDC
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3.Auto-induction ou self-induction
L'auto-induction apparaît dans des bobines parcourues par un courant électrique
lorsque celui-ci varie. Cette variation du courant électrique provoque une variation du
champ magnétique dans la bobine. Cette induction, produite par le courant dans son
propre circuit, est appelée tension de self-induction.
Expérience 1.Une bobine avec un noyau de fer (N = 1200 spires) et une résistance
variable sont respectivement couplées en série avec une ampoule de 1,5 V/3 W. Une
tension de 6 V leur est appliquée. La résistance est réglée de façon à ce que les deux
ampoules brillent avec la même intensité.
Fermeture d'un circuit incluant une bobine
Observation. Lors de la fermeture du circuit, la lampe couplée en série avec la bobine
s'allume avec un certain retard.
Le courant qui circule dans la bobine génère un champ magnétique. La naissance de
celui-ci crée une variation du flux magnétiquequi provoque à son tour l'induction d'une
tension électrique Us opposée à la tension d'alimentation. C'est pour cette raison que la
tension d'alimentation ne s'établit que progressivement (Ill. 3)
Lors de la fermeture d'un circuit comprenant une bobine, l'auto-induction freine le
passage du courant et retarde l'établissement du champ magnétique.
Expérience 2 .Une bobine avec un noyau de fer (N= 1200 spires) et une lampe au
néon d'une tension d'allumage d'environ 150 V sont couplées en parallèle à une source
de tension de 6 V
OFPPT/DRIF/CDC
39
Ouverture d'un circuit incluant une bobine
Observation. Lors de l'ouverture du circuit, la lampe couplée en parallèle avec la
bobine s'allume instantanément pendant un court instant.
Après l'ouverture du circuit, le courant ne circule plus dans la bobine. Le champ
magnétique formé auparavant décroît rapidement, c'est-à-dire qu'il change de direction
par rapport à sa phase d'engendrement. Une haute tension (tension d'auto-induction)
est induite dans la bobine .
Lors de l'ouverture d'un circuit incluant une bobine, l'auto-induction retarde la
suppression du courant et du champ magnétique.
Cette tension induite (tension d'auto-induction) est appliquée dans le même sens que la
tension d'alimentation. Elle maintient encore, pendant un court instant, le passage d'un
courant dans la bobine, empêchant ainsi la suppression brutale du champ magnétique .
La tension d'auto-induction est toujours opposée à la variation du flux qui lui a donné
naissance.
OFPPT/DRIF/CDC
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Variation des tensions et du flux magnétique
Du fait que la haute tension d'auto-induction apparaissant lors de l'ouverture du circuit
a la même direction que la tension d'alimentation, la coupure du courant est retardée à
l'ouverture du circuit ; il se produit alors un arc électrique qui endommage les contacts.
Lorsqu'une tension alternative est appliquée à une bobine, la tension d'auto-induction
augmente lorsque la fréquence s'accroît, par conséquent la valeur moyenne du courant
diminue. De ce fait, le courant dans la bobine diminue et la résistance croît en
apparence. L'auto-induction agit comme une résistance supplémentaire (réactance
inductive).
Réactance inductive d'une bobine
OFPPT/DRIF/CDC
41
VI.Circuit de charge
Le circuit de charge remplit plusieurs fonctions:
Il recharge la batterie lors du démarrage du moteur ou après l'utilisation
d'accessoires électriques lorsque le moteur est éteint:
Il alimente tout le véhicule en électricité lorsque le moteur tourne.
Il
doit changer de puissance de sortie pour convenir à différentes charges électriques:
Il fournit une tension de sortie légèrement plus élevée que la tension de la batterie.
La batterie:
Produit un courant pour alimenter ou chauffer l'alternateur et contribue à la
stabilisation de la puissance de sortie initiale de l'alternateur.
Un alternateur ou générateur:
Utilise l'énergie mécanique (moteur) pour produire de l'électricité.
La courroie de commande d'alternateur:
Relie la poulie de vilebrequin du moteur à celle de l'alternateur (ou générateur) pour
commander à ce dernier.
Le régulateur de tension:
Fait office de voltmètre, d'ampèremètre ou de témoin d'alerte pour informer
l'opérateur de l'état du système de charge.
1. La batterie
La batterie d'accumulateurs (ou accumulateur) est le cœur du circuit de charge. Il
s'agit d'un dispositif électromécanique produisant et accumulant de l'électricité.
La batterie d'un véhicule a plusieurs fonctions importantes:
Elle doit faire fonctionner le démarreur, le système d'injection électronique et autres
dispositifs électriques pour le moteur lorsque celui-ci démarre;
Elle alimente tout le véhicule en électricité lorsque le moteur est éteint; Elle doit aider
le système de charge à produire de l'électricité lorsque la demande en intensité est
supérieure à la limite de la puissance de sortie du système de charge;
Elle doit faire office de condensateur (stabilisateur de tension) qui homogénéise la
circulation du courant dans le système électrique;
Elle doit accumuler de l'énergie (électricité) pendant de longues périodes.
Dans les domaines de l'automobile, de la construction et de la manutention, les
équipements sont dotés d'une batterie à pile au plomb-acide. Ce type de batterie
produit un courant continu (CC) qui circule dans une seule direction.
OFPPT/DRIF/CDC
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Lorsque la batterie se décharge, (lorsque le courant sort de la batterie), elle
transforme l'énergie chimique en énergie électrique, relâchant ainsi l'énergie
accumulée. Durant la charge (lorsque le courant du système de charge entre dans la
batterie), l'énergie électrique est convertie en énergie chimique. La batterie peut
accumuler de l'énergie jusqu'à ce que le véhicule en ait besoin.
a.Construction d'une batterie
Un accumulateur à pile au plomb-acide est conçu pour résister à de fortes vibrations,
au temps froid, à la chaleur du moteur, aux produits chimiques corrosifs, à une
décharge de courant élevée et à des périodes d'inutilisation prolongées. Pour tester
et entretenir une batterie correctement, vous devez en comprendre la construction.
La construction d'une batterie cellulaire au plomb-acide basique est la suivante;
Bornes de batterie
Boîtier
de
batterie
Plaques de dioxyde de plomb
Plaques de plomb
Acide sulfurique
Bornes de batterie: C'est ici que l'énergie quitte les piles galvaniques. Elles sont en
plomb, qui est un bon conducteur résistant à la corrosion.
Boîtier de batterie: Les six piles galvaniques sont maintenues en position par ce
boîtier en plastique composite non réactif.
Plaques de plomb:L'électrode négative réagit avec les ions sulfuriques pour créer
des ions hydrogène et une quantité supplément de sulfate de plomb.
Plaques de dioxyde de plomb: Il s'agit de la matière active de la batterie, qui réagit
avec l'acide pour produire des ions et du sulfate de plomb.
OFPPT/DRIF/CDC
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Acide sulfurique: Les plaques sont immergées dans de l'acide qui fait office de
catalyseur chimique et d'électrolyte pour les ions.
Les éléments de batterie sont composés de plaques négatives, de plaques positives,
de séparateurs et d'attaches. Ces éléments sont placés dans un compartiment à pile,
dans le boîtier de batterie. La plupart des batteries automobiles ont six éléments.
Chaque compartiment à pile contient deux types de plaques de plomb chimiquement
actives, que l'on appelle plaque positive et plaque négative. Les plaques sont
composées d'une grille (en motif à mailles) recouverte de plomb poreux. Elles sont
isolées l'une de l'autre par des séparateurs adaptés, et sont immergées dans une
solution d'acide sulfurique (électrolyte).
Les plaques chargées négativement contiennent du plomb (Pb) spongieux (poreux),
qui est de couleur grise. Les plaques chargées positivement contiennent du dioxyde
de plomb (PbO2), qui est de couleur chocolat. Ces substances sont ce que l'on
appelle les matières actives des plaques. On ajoute généralement du calcium ou de
l'antimoine au plomb pour augmenter les performances de la batterie et diminuer le
dégagement gazeux (vapeurs d'acide formées durant la réaction chimique). Étant
donné que le plomb des plaques est poreux comme une éponge, l'acide de la
batterie pénètre facilement dans la matière. Cela améliore la réaction chimique et la
production de l'électricité.Les attaches (ou connecteurs) de batterie au plomb longent
la partie supérieure du boîtier pour raccorder les plaques. Les bornes de batterie
(rondes ou latérales) sont fabriquées de façon à constituer l'extrémité de chaque
attache.
Pour empêcher les plaques de se toucher, ce qui causerait un court-circuit, on insère
entre elles des morceaux de matière isolante (caoutchouc microporeux, fibre de
verre ou matière imprégnée de plastiques), que l'on appelle séparateurs. Ces
séparateurs sont fins et poreux afin que l'électrolyte puisse circuler facilement entre
les plaques. Le côté du séparateur placé contre la plaque positive est rainuré afin
que le gaz se formant durant la charge remonte à la surface plus rapidement. Ces
rainures permettent également de laisser assez d'espace à toute matière s'écaillant
des plaques pour tomber dans la chambre de sédimentation en dessous.
Le boîtier de batterie est fait d'ébonite ou de plastique de qualité supérieure. Il doit
pouvoir résister à de fortes vibrations, à des changements de température et à
l'action corrosive de l'électrolyte. Les diviseurs situés dans le boîtier forment des
conteneurs individuels pour chaque élément. Un conteneur et son élément forment
une pile.
Dans le fond du boîtier, on a façonné des stries (ou nervures) rigides pour soutenir
les plaques et faire office de chambre de sédimentation pour recevoir la matière
active écaillée qui tombe des plaques durant l'utilisation de la batterie.
Ce dépôt est ainsi séparé des plaques pour empêcher tout court-circuit.
OFPPT/DRIF/CDC
44
Le couvercle de batterie est fabriqué dans la même matière que le boîtier, auquel il
est attaché et scellé. Il contient des ouvertures pour les deux bornes de batterie et
pour le bouchon de chaque pile.
Ces bouchons se vissent ou s'attachent sur les ouvertures du couvercle de batterie.
Les bouchons de batterie (bouchons d'aération) permettent au gaz de s'échapper
tout en empêchant à l'électrolyte de sortir. Ils font également office de pare-étincelles
(ils empêchent une éventuelle flamme ou étincelle d'enflammer les gaz contenus
dans la batterie). La batterie se remplit par les ouvertures des bouchons d'aération.
Les batteries sans entretien sont dotées d'un grand couvercle qui n'est pas conçu
pour être retiré durant un usage normal.
Attention
De l'hydrogène gazeux peut s'accumuler au sommet de la batterie.
Si ce gaz est exposé à une flamme ou une étincelle, il peut exploser.
Les bornes de batterie permettent de raccorder les plaques de batterie au système
électrique du véhicule. On peut utiliser soit des bornes rondes, soit des bornes
latérales.Les bornes de batteries rondes sont des éléments en métal qui passent par
le sommet du couvercle de batterie. Elles servent de branchements pour les
extrémités de câble de batterie. La borne positive est plus large que la borne
négative. Elle peut être différenciée par une peinture rouge et un symbole positif (+).
La borne négative est plus petite. Elle peut être différenciée par une peinture noire
ou verte, et un symbole négatif (-) sur la borne ou à proximité.
Les bornes latérales sont des branchements électriques situés sur le côté de la
batterie. Elles sont dotées d'un filetage intérieur qui peut recevoir le boulon de
l'extrémité de câble de batterie. On identifie la polarité des bornes latérales par un
symbole positif et négatif sur le boîtier.
b.Électrolyte
L'électrolyte d'une batterie complètement chargée est une solution d'acide sulfurique
concentré dans de l'eau. Elle se compose d'environ 60 pour cents d'eau et 40 pour
cents d'acide sulfurique.L'électrolyte d'une batterie à accumulateurs au plomb-acide
a une densité de 1,28, ce qui signifie qu'elle est 1,28 fois plus dense que l'eau. La
quantité d'acide sulfurique présente dans l'électrolyte ainsi que la densité de celle-ci
changent en fonction de la quantité de charge électrique. Dans une batterie
complètement chargée, elle a une densité spécifique de 1,28 à 26,6°C (80°F). La
densité augmente lorsque la température diminue et inversement.
Lorsque la batterie se décharge, la quantité d'acide sulfurique se réduit et l'électrolyte
se transforme graduellement en eau. Ceci permet de déterminer l'état de décharge
de la pile au plomb-acide.
L'électrolyte placé dans une batterie au plomb-acide a une densité de
1,280. Elle devient moins dense lorsque la température augmente, tandis qu'une
température moins élevée en augmente la densité. Le densimètre à utiliser permet
de mesurer la densité à une température de 26,6°C (80°F) seulement. En conditions
OFPPT/DRIF/CDC
45
normales, la température de l'électrolyte ne variera pas énormément. Cependant, de
grands changements de température nécessitent une correction de la mesure.
Ballon en
caoutchouc
Densimètre
Réservoir en verre
Tuyau en
caoutchouc
Batterie à
piles
C.Capacité de la batterie
La capacité d'une batterie se mesure en ampères/heure. Elle est égale au produit de
l'intensité du courant (en ampères) et de la durée (en heures) pendant laquelle la
batterie fournit un courant. La capacité en ampères/heure est inversement
proportionnelle au courant de décharge. La taille d'une pile est généralement
déterminée par sa capacité en ampères/heure.
d.Classification des batteries
La classification des batteries a été développée par la Society of
AutomotiveEngineers (SAE) et le Battery Council International (BCI). Elle dépend des
normes nationales concernant la performance de la batterie. Elle permet au
mécanicien de comparer la puissance de démarrage de deux batteries. Les deux
méthodes de classification des accumulateurs au plomb-acide se font en fonction du
démarrage à froid et de la capacité de stockage.
Classification en fonction du démarrage à froid
La classification en fonction du démarrage à froid détermine l'intensité de courant (en
ampères) que la batterie peut fournir pendant trente secondes à -17,7°C (0°F) tout
en maintenant une tension de 7,2 volts aux bornes ou de 1,2 volts par pile. Elle
permet de déterminer la capacité de la batterie à démarrer un certain type de moteur
(en fonction de la consommation de courant du démarreur) à une certaine
température.
Par exemple, un fabricant recommanderait une batterie de 305 A en démarrage à
froid pour un moteur petit moteur à quatre cylindres, mais conseillerait plutôt une
batterie de 450 A en démarrage à froid pour un plus grand moteur V8. Une batterie
OFPPT/DRIF/CDC
46
plus puissante est nécessaire pour supporter la plus grande consommation de
courant du démarreur d'un grand moteur.
Classification en fonction de la capacité de stockage
La capacité de stockage correspond au temps nécessaire pour baisser la tension en
dessous de 10,2 V aux bornes de batterie (ou 1,7 V par pile) à une intensité de
décharge de 25 A. Ceci avec une batterie entièrement chargée et à 26,6°C (80°F).
La capacité de stockage est indiquée sur la batterie en minutes.
Par exemple, si une batterie a une capacité de stockage de 90 minutes et que le
système de charge tombe en panne, l'opérateur dispose d'environ 90 minutes (1h30)
de temps de conduite sous une charge électrique minimale avant que la batterie ne
soit complètement à plat.
e.Charge de la batterie
En conditions normales, un densimètre mesurant une densité inférieure à 1,240 à
26,6°C (80°F) est une indication que la batterie doit être retirée et chargée. Sauf en
cas de climat extrêmement chaud, ne laissez jamais la densité passer en dessous de
1,225. Cette mesure indique une batterie complètement déchargée.
Lorsqu'on amène une batterie déchargée à l'atelier, vous devez la charger
immédiatement. Il existe plusieurs méthodes pour charger une batterie, toutes en
courant continu uniquement. Si seul un courant alternatif est disponible, il convient
d'utiliser un redresseur de courant ou un moteur-générateur pour le convertir en
courant continu.
Les deux principales méthodes de charge sont (1) à intensité constante et (2) à
tension constante (potentiel constant). La charge à intensité constante doit être
utilisée sur une batterie simple ou sur plusieurs batteries montées en série. La
charge à tension constante doit être utilisée sur des batteries montées en parallèle
(un circuit parallèle a plus d'un parcours entre deux bornes de source, un circuit en
série n'a qu'un seul parcours). Il convient de connaître les deux méthodes, bien que
la dernière soit la plus couramment utilisée.
Procédure de charge
Il est facile de brancher la batterie au chargeur, d'allumer le courant et, après une
période de charge convenable, d'éteindre le courant et de retirer la batterie. Il est
cependant nécessaire de prendre certaines précautions, aussi bien avant que
pendant la période de charge.
Voici la procédure à suivre:
Nettoyez et inspectez soigneusement la batterie avant de la mettre en charge.
Utilisez une solution d'eau et de bicarbonate de soude pour la nettoyer, puis vérifiez
la présence éventuelle de fissures ou de casse dans le conteneur.
Attention: Ne laissez pas la solution d'eau et de bicarbonate de soude entrer dans
les compartiments à pile. Cela risquerait de neutraliser l'acide de l'électrolyte.
Branchez la batterie au chargeur. Assurez-vous que les bornes de batterie sont
branchées correctement. Raccordez les bornes positives (+) ensemble et les bornes
OFPPT/DRIF/CDC
47
négatives (-) ensemble. Les bornes positives de la batterie et du chargeur sont
marquées, les bornes sans marquage sont donc négatives. Dans la plupart des cas,
la borne positive de la batterie est légèrement plus large que la borne négative.
Assurez-vous que tous les branchements sont bien serrés.
Vérifiez que les trous d'aération sont propres et ouverts. NE RETIREZ JAMAIS
UNE BATTERIE PENDANT SON CHARGEMENT. Cela empêchera l'acide de sortir
du haut de la batterieet protège les piles de la poussière.
Vérifiez le niveau de l'électrolyte avant et pendant la charge. Ajoutez de l'eau
distillée si le niveau de l'électrolyte descend sous le haut des plaques.
Aérez convenablement la salle de charge. NE FUMEZ JAMAIS À PROXIMITÉ DE
BATTERIES EN TRAIN DE CHARGER. En cours de charge, les batteries dégagent
de l'hydrogène gazeux. Une petite étincelle pourraitcauser une explosion.
Utilisez régulièrement le densimètre sur chaque pile et notez vos résultats. La
densité augmente durant la charge. Si ce n'est pas le cas, retirez la batterie et jetezla conformément aux instructions d'élimination des déchets contenant des produits
dangereux.
Vérifiez soigneusement la présence excessive de dégagement gazeux, en
particulier au tout début d'une charge à tension constante. Réduisez l'intensité de
charge en cas de dégagement gazeux trop important. Il est cependant normal qu'un
peu de gaz se dégage, cela contribue à remélanger l'électrolyte.
Ne retirez pas la batterie avant qu'elle soit complètement chargée.
Batteries en service
Lorsqu'une batterie est neuve, elle doit être entièrement chargée et remplie
d'électrolyte. Dans ce cas, il convient alors simplement d'installer correctement la
batterie dans l'équipement. La plupart des batteries envoyées arrivent sèches et
chargées.
Les batteries sèches et chargées le resteront indéfiniment tant qu'aucune moisissure
n'entre dans les compartiments à pile. Ainsi, il convient d'entreposer les batteries
dans un endroit sec. Si de l'air ou de la moisissure venait à entrer dans les
compartiments à pile, les plaques négatives risquent de s'oxyder. Cette oxydation
causera la décharge de la batterie.
Pour activer une batterie sèche, retirez les restricteurs des trous d'aération et retirez
également les bouchons d'aération. Remplissez ensuite les compartiments à pile à
un niveau d'électrolyte convenable. Les meilleurs résultats sont atteints lorsque la
température de la batterie et de l'électrolyte est comprise entre 15,5°C (60°F) et
26,6°C (80°F).
Un dégagement gazeux risque de se produire durant le remplissage de la batterie,
en raison du dégagement de dioxyde de carbone produit par le processus de
séchage de l'acide sulfurique à cause de la présence de soufre libre. Il convient donc
d'effectuer le remplissage dans une zone bien aérée.
Ces gaz et odeurs sont normaux et ne doivent pas vous alarmer.
OFPPT/DRIF/CDC
48
Environ 5 minutes après avoir ajouté l'électrolyte, il convient de vérifier la tension de
la batterie et la force de l'électrolyte. Une tension supérieure à 6 ou 12 volts (en
fonction de la tension nominale de la batterie) indique que la batterie est prête à
l'emploi.
Attention
Lorsque vous mélangez l'électrolyte, n'oubliez pas que vous manipulez de l'acide
sulfurique pur, qui peut rapidement enflammer vos vêtements et brûler gravement
votre visage et vos mains. Portez toujours des gants en caoutchouc, un tablier, des
lunettes de protection et un écran facial pour vous protéger de toute éclaboussure ou
de renversement accidentel.
Lorsque vous mélangez l'électrolyte, ne versez jamais l'eau dans l'acide.
Versez toujours l'acide dans l'eau.
Si vous ajoutez de l'eau à de l'acide sulfurique concentré, le mélange peut exploser
ou vous éclabousser et vous causer de sévères brûlures. Verser doucement l'acide
dans l'eau tout en mélangeant doucement mais en continu. Diluer en toute sécurité
de grandes quantités d'acide peut vous prendre plusieurs heures.
Laissez l'électrolyte mélangé refroidir à la température de la pièce avant de l'ajouter
aux piles de la batterie. Un électrolyte chaud risque de chauffer les plaques des piles
trop rapidement. Pour plus de sécurité, n'ajoutez jamais l'électrolyte si sa
température est supérieure à 32,2°C (90°F). Après avoir rempli les piles de la
batterie, laissez à nouveau l'électrolyte refroidir, car elle aura généré de la chaleur au
contact des plaques de la batterie. Ensuite, prenez des mesures avec le densimètre.
Si l'eau et l'acide ont été mélangés correctement, la densité de l'électrolyte doit être
assez proche des valeurs indiquées sur le tableau de mélange.
Entretien de la batterie
Si la batterie n'est pas entretenue correctement, sa durée de vie risque d'être
grandement réduite. Il convient d'effectuer un entretien de la batterie à chaque cycle
de gestion du rendement.
Un entretien complet de la batterie inclut:
une vérification visuelle de la batterie;
une vérification du niveau de l'électrolyte dans les compartiments à pile des batteries
avec bouchons;
un ajout d'eau si le niveau de l'électrolyte est faible;
un nettoyage de la corrosion autour de la batterie et des bornes de batterie.
Inspection visuelle
L'entretien de la batterie doit toujours commencer par une inspection visuelle
minutieuse. Vérifiez la présence éventuelle de signes de corrosion sur la batterie ou
autour de celle-ci, de fuites, de fissures sur le boîtier ou le couvercle, de bouchons
manquants et de fixations manquantes ou mal serrées.
OFPPT/DRIF/CDC
49
Vérification du niveau de l'électrolyte et ajout d'eau
Sur les batteries avec bouchons d'aération, vous pouvez vérifier le niveau de
l'électrolyte en retirant les bouchons. Certaines batteries sont dotées d'une bague de
remplissage qui indique le niveau de l'électrolyte. Celle-ci doit être au niveau de la
bague. En l'absence de bague de remplissage, le niveau d'électrolyte doit être assez
haut pour recouvrir le haut des plaques. Certaines batteries disposent d'un indicateur
du niveau d'électrolyte (Delco Eye). Il donne une indication visuelle par code couleur
du niveau de l'électrolyte: Noir signifie un bon niveau, blanc signifie un niveau trop
bas.
Si le niveau d'électrolyte de la batterie est trop bas, remplissez les compartiments à
pile au bon niveau avec de l’eau purifiée.
Eau distillée
Il convient d'utiliser de l'eau distillée car elle ne contient pas les impuretés que l'on
peut trouver dans l'eau du robinet. Cette dernière peut être remplie de produits
chimiques réduisant la durée de vie de la batterie. Les produits chimiques
contaminent l'électrolyte et s'accumulent au fond du boîtier de batterie. Si une grande
quantité de produits contaminés s'accumulent dans le fond, les plaques des piles
risquent de court-circuiter, ce qui détruirait la batterie.
Si l'on ajoute de l'eau à intervalles réguliers, le système de charge risque de
surcharger la batterie. Un système de charge défaillant peut en effet faire circuler
trop de courant dans la batterie. Le dégagement gazeux de la batterie peut ensuite
évacuer l'eau de la batterie.
Nettoyage de la batterie et des bornes de batterie
Si le couvercle de la batterie est sale, utilisez une brosse à soies dures et nettoyez-le
avec un mélange d'eau et de bicarbonate de soude. Cela permettra de neutraliser et
d'éliminer le mélange acide-saletés.
Veillez à ne pas faire pénétrer cette solution nettoyante dans la batterie.
Pour nettoyer les bornes, retirez les câbles et inspectez les bornes afin de vérifier
qu'elles ne sont pas cassées ou déformées. Nettoyez les bornes de batterie ainsi
que la surface intérieure des pince-câbles avec un outil de nettoyage avant de
replacer ces derniers sur les bornes de batterie.
OFPPT/DRIF/CDC
50
Attention: N'utilisez pas un couteau ou un grattoir pour nettoyer les bornes de
batterie. Cela retirerait une trop grande quantité de métal et pourrait détruire la borne.
Lorsque vous réinstallez les câbles, recouvrez les bornes de vaseline ou de graisse
blanche. Les branchements seront ainsi isolés des vapeurs d'acide et mieux
protégés contre une nouvelle corrosion.
Serrez les bornes suffisamment pour fixer les branchements. Veillez cependant à ne
pas trop serrer, car cela dénuderait le filetage extérieur des câbles.
En conditions normales, il n'est pas nécessaire de vérifier régulièrement l'électrolyte
des batteries sans entretien. Ces dernières sont en effet conçues pour fonctionner
sur de longues périodes sans perte d'électrolyte.
Voyant de batterie
Voyant
Tube en
plastique
OK
Bille
verte
Charger
batterie
Remplacer
batterie
Vérification de l'état de la batterie
Lorsque vous mesurez la charge de la batterie, vous vérifiez l'état de l'électrolyte et
des plaques de cette batterie. Lorsqu'une batterie se décharge, le pourcentage d'eau
contenue dans son électrolyte augmente. Ainsi, l'électrolyte d'une batterie déchargée
aura une densité plus basse que celle d'une batterie complètement chargée. Vous
pouvez utiliser ce changement de densité pour vérifier l'état de charge de la batterie.
Il existe plusieurs moyens de vérifier l'état de charge d'une batterie.
Vous pouvez tout d'abord effectuer cette vérification avec un densimètre, sauf pour
les batteries sans entretien. Le densimètre mesure la densité de l'électrolyte. Il est
rapide et facile à utiliser. Il existe trois types de densimètres : à flotteur, à bille et à
aiguille.
Pour utiliser un densimètre à flotteur, pressez et maintenez le ballon. Immergez
ensuite l'autre bout de l'appareil dans l'électrolyte. Puis, relâchez le ballon. Cela
remplira le densimètre en électrolyte. Tenez le densimètre à hauteur de vos yeux et
comparez les nombres qui s'affichent avec ceux qui figurent en haut de l'électrolyte.
La plupart des densimètres à flotteur ne permettent pas de se corriger en fonction de
la température. Cependant, les derniers modèles sont équipés d'un thermomètre
OFPPT/DRIF/CDC
51
intégré et d'un tableau de conversion qui vous permet de calculer la température
correcte.
Les densimètres à bille (disque) deviennent de plus en plus populaires, car il n'est
pas nécessaire d'utiliser un tableau de conversion de température. Les billes tolèrent
un changement de température lorsqu'elles sont plongées dans l'électrolyte. Cela
vaut pour tout écart de température.
Batterie 12 V
Mesurer la tension avec un multimètre ne vous donnera pas une bonne indication de
l'état de la batterie. Pour cela, il est préférable d'utiliser le densimètre d'un testeur de
batterie. Pour utiliser un densimètre à bille, pompez l'électrolyte dans le densimètre
grâce au ballon en caoutchouc au sommet de l'appareil. Notez ensuite le nombre de
billes flottant dans l'électrolyte. Les instructions figurant sur le densimètre ou fournies
avec celui-ci vous indiqueront si la batterie est complètement chargée ou déchargée.
Une batterie entièrement chargée doit avoir une densité d'au moins 1,265. Si elle est
en dessous de ce chiffre, elle peut être défectueuse ou doit être rechargée.
Testeur de charge de batterie
OFPPT/DRIF/CDC
52
Avec un testeur de charge de batterie, vous pouvez simuler les conditions de départ
de la batterie et enregistrer l'état de celle-ci.
2.Générateurs
Un générateur envoie de l'énergie à la batterie utilisée dans le démarrage du moteur.
Que l'énergie nécessaire pour le reste du système électrique soit alimentée
directement par le générateur, par la batterie, ou par les deux, cela dépend des
conditions de fonctionnement du générateur.
Il existe deux types de générateurs:
Le générateur de CC (courant continu) fournit directement l'énergie électrique à la
batterie et/ou au système électrique grâce à plusieurs dispositifs de régulation.
Le générateur de CA (courant alternatif), ou alternateur, a la même fonction que le
générateur de CC, mais puisqu'une batterie doit toujours être chargée avec un
courant continu, il est nécessaire d'utiliser un composant (le redresseur de courant)
pour convertir le courant alternatif en courant continu.
OFPPT/DRIF/CDC
53
a.Générateur de courant continu (CC)
Le générateur de CC se compose essentiellement d'un induit, d'une culasse, de
bobines de champ et d'un collecteur à balais permettant d'établir le contact électrique
avec le rotor. Le champ magnétique du générateur est généralement produit par les
électroaimants ou pôles aimantés par le courant circulant dans les bobines de
champ. Dans la culasse, on trouve des pièces (ou masses) polaires en fer doux qui
forment le circuit magnétique entre les pôles.
Générateur
Alternateur
Bien que les générateurs soient conçus pour avoir n'importe quel nombre pair de
pôles, les générateurs les plus communs sont à deux et quatre pôles. Les bobines
de champ sont montées en série. Dans la culasse d'un générateur à deux pôles, le
circuit magnétique traverse seulement une partie du noyau d'induit. L'induit doit donc
être fabriqué en fonction du nombre de pièces polaires, car le courant est produit
lorsque la bobine (enroulement sur l'induit) se déplace dans chaque circuit
magnétique.
Le courant est accumulé depuis les bobines de l'induit par les balais (généralement
en carbone) qui établissent un contact frottant avec un collecteur. Ce collecteur se
compose de plusieurs segments en cuivre isolés, montés sur une extrémité de
l'induit. Chaque segment est relié à une ou plusieurs bobines de l'induit. Les bobines
de l'induit sont reliées aux circuits externes (batteries, feux ou allumage) grâce au
collecteur et à ses balais. Le courant généré dans les bobines de l'induit peut ainsi
rejoindre ces circuits externes.
OFPPT/DRIF/CDC
54
Il existe deux types de circuits inducteurs, que l'on détermine par leur point de mise à
la terre: Un premier circuit (que l'on appellera le circuit «A»), déplace le courant
inducteur des balais isolés vers la mise à la terre de l'enroulement de champ à
l'extérieur, au niveau du régulateur.
Dans un second circuit (le circuit «B»), le courant inducteur se déplace de
l'enroulement en série de l'induit dans le régulateur jusqu'à l'enroulement de champ
du générateur, pour une mise à la terre interne dans le générateur.
Les trois facteurs de base de conception du circuit qui déterminent la puissance de
sortie du générateur sont (1) la vitesse de rotation de l'induit (2), le nombre de
conducteurs d'induit, et (3) la puissance du champ magnétique. On peut utiliser ces
trois facteurs pour contrôler la tension et l'intensité du générateur. Cependant, la
méthode la plus simple est de déterminer la puissance du champ magnétique pour
limiter la tension et la puissance de sortie du courant du générateur.
Étant donné que la plupart des véhicules et engins construits actuellement sont
équipés de générateurs de CA, nous ne parlerons plus des générateurs de CC.
Nous allons donc continuer ce module en parlant du fonctionnement des
alternateurs.
3.Alternateurs
L'alternateur a remplacé le générateur de CC en raison de sa plus grande efficacité.
Il est plus petit, plus léger et plus fiable que le générateur de CC. Il produit également
davantage de puissance de sortie lorsque le moteur tourne au ralenti, ce qui le rend
idéal pour les derniers modèles de véhicules.
OFPPT/DRIF/CDC
55
L'alternateur est doté d'un champ magnétique tournant. Les enroulements de sortie
(stator) sont stationnaires. Lorsque le champ magnétique tourne, il génère un courant
dans les enroulements de sortie.
Construction d'un alternateur
Il convient de connaître la construction d'un alternateur avant de pouvoir en
comprendre le bon fonctionnement, ainsi que les procédures de vérification et de
réparation.
Stator
Boîtier
Rotor
Régulateur de
tension
Palier
Palier
Bagues de frottement
Poulie à
courroies
Redresseur
de courant
Ventilateur
Ventilateur
OFPPT/DRIF/CDC
56
Ensemble
porte-diodes
Ensemble
rotor
Bague de
retenue
Boîtier
Boîtier
Palier
Poulie
Ensemble
stator
Palier
a.Les composants primaires d'un alternateur sont les suivants :
L'ensemble rotor: Arbre rotor, bagues de frottement, pôle à griffes et enroulements
de champ.
L'ensemble stator: Trois enroulements ou bobines de stator, câbles de sortie et
noyau de stator.
L'ensemble redresseur de courant : Dissipateur thermique, diodes, porte-diodes et
bornes électriques.
L'ensemble rotor
Le rotor se compose d'enroulements de champ (câble enroulé formant une bobine
placée au-dessus d'un noyau de fer) montés sur l'arbre rotor. Deux pièces polaires à
griffes entourent les enroulements de champ pour en augmenter le champ
magnétique. Les branches de l'une des pièces polaires à griffes forment les pôles
sud (S) et les autres forment les pôles nord (N). Lorsque le rotor tourne dans
l'alternateur, il génère un CA et une polarité alternative NS-N-S.
Aiman
Sortie en
CC
Balais
Bagues
de
frotteme
Stator
OFPPT/DRIF/CDC
Redresseur de
courant à 6 diodes
Batterie
57
Une source d'électricité extérieure est nécessaire pour exciter le champ magnétique
de l'alternateur.
Des bagues de frottement sont montées sur l'arbre rotor pour alimenter les
enroulements du rotor en courant. Chaque extrémité de bobine de champ est reliée
aux bagues de frottement.
L'ensemble stator
Le stator produit la puissance électrique de sortie de l'alternateur. Le stator, qui fait
partie de la culasse de l'alternateur lors de l'assemblage, se compose de trois
enroulements ou bobines produisant trois CA séparés. C'est ce que l'on appelle la
sortie triphasée. L'une des extrémités des enroulements est reliée à l'ensemble
stator, et l'autre et reliée à l'ensemble redresseur de courant. Les enroulements sont
placés autour d'un noyau de fer doux laminé, qui concentre et renforce le champ
magnétique autour des enroulements du stator. Il existe deux types de stators : les
stators en Y et les stators en triangle.
Stator en Y
Dans un stator en Y, les extrémités de câble des enroulements du stator sont
branchées à un raccordement neutre. Le circuit ressemble à un Y. Ce type de stator
fournit une bonne puissance de sortie à basse vitesse du moteur.
Raccordement neutre
du stator
Vers les
diodes
Vers les diodes
Branchement
en Y
Vers les
diodes
Vers les diodes
Raccordement neutre
du stator
Vers les diodes
Stator en triangle
Dans un stator en triangle, les câbles sont branchés de bout en bout. En l'absence
de raccordement neutre, deux parcours de circuit sont formés entre les diodes. On
utilise ce type de stator dans des alternateurs à puissance de sortie élevée.
OFPPT/DRIF/CDC
58
Vers les
diodes
Branchement en
triangle
Vers les diodes
Vers les
diodes
Vers les
diodes
L'ensemble redresseur de courant
L'ensemble redresseur de courant (ou ensemble de diodes), se compose de six
diodes utilisées pour convertir la sortie en CA du stator en CC. Le courant circulant
depuis l'enroulement passe par une diode isolée. Lorsque le courant change de
direction, il passe par une diode de mise à la terre. La diode isolée et la diode de
mise à la terre préservent le reste du système de charge de ce changement de
direction. Grâce à cette action et au nombre d'impulsions générées par le
mouvemente entre les enroulements du stator et le rotor, la borne de batterie de
l'alternateur est alimentée en courant relativement homogène.
Les diodes du redresseur de courant sont montées dans un dissipateur thermique
(monture métallique permettant de dégager l'excès de chaleur des pièces
électriques) ou un pont de diode. Trois diodes positives sont emmanchées dans une
structure isolée. Trois diodes négatives sont montées dans une structure non isolée
ou mise à la terre.
Sortie en
CC
Entrée en
CA
OFPPT/DRIF/CDC
59
Ce trio de diodes est testé avec
un ohmmètre.
Le redresseur en pont est situé dans
Depuis le
stator
Diode
positive
Diode négative
Un redresseur de courant peut avoir 3 ou 6
diodes. La défaillance de l’une d’elles peut
entraîner une perte de puissance de sortie ou
une consommation excessive de la batterie.
Lorsqu'un alternateur produit du courant, les diodes isolées font passer uniquement
le courant sortant vers la batterie. Elles font office de blocage, empêchant ainsi un
courant inverse de circuler depuis l'alternateur.
Anode
Cathode
Mesure au
niveau de
la diode
OFPPT/DRIF/CDC
La diode polarisée dans le sens
passant doit afficher environ 1 000
Ohms(+/- 25 %)
La diode polarisée dans le sens
inverse doit afficher l’infini
(haute résistance ou circuit60
ouvert)
b.Fonctionnement de l'alternateur
Le fonctionnement d'un alternateur est quelque peu différent de celui d'un générateur
de CC. Un alternateur est doté d'un aimant tournant (rotor) qui entraîne les lignes de
force magnétique dans son mouvement. Ces lignes de force magnétique sont
coupées par les enroulements stationnaires (stator) situés dans la culasse de
l'alternateur lorsque le rotor tourne avec son aimant alternant les pôles N et S pour
changer continuellement de position.
Aimants
Balais
Bagues de
frottement
Lorsque le pôle S est en haut et le pôle N en bas, le courant circule dans une
direction donnée. Lorsque le pôle N est en haut et le pôle S en bas, le courant circule
alors dans la direction opposée. C'est ce que l'on appelle le courant alternatif, car il
change de direction deux fois à chaque révolution complète. Si l'on augmentait la
vitesse du rotor à 60 révolutions par seconde, cela produirait un courant alternatif à
60 cycles.
OFPPT/DRIF/CDC
61
Étant donné que la vitesse du moteur d'un véhicule varie, la fréquence de révolutions
varie également en fonction du changement de vitesse. De la même manière,
l'augmentation du nombre de paires de pôles magnétiques nord et sud augmentera
la fréquence en fonction du nombre de paires de pôles. Un générateur à quatre pôles
peut produire le double de la fréquence par révolution d'un rotor à deux pôles.
c.Contrôle sur la puissance de sortie de l'alternateur
Un régulateur de tension contrôle la puissance de sortie de l'alternateur en
changeant l'intensité du courant circulant dans les enroulements du rotor. Tout
changement d'intensité dans les enroulements du rotor provoque un changement de
puissance du champ magnétique agissant sur les enroulements du stator. Ainsi, le
régulateur de tension peut maintenir une tension de charge préréglée.
d.Les trois principaux types de régulateurs de tension sont les suivants :
Le régulateur de tension à pièces de contact, monté hors de l'alternateur dans le
compartiment moteur;
Le régulateur de tension électronique, monté hors de l'alternateur dans le
compartiment moteur;
Le régulateur de tension électronique, monté à l'arrière ou à l'intérieur de
l'alternateur.
Le régulateur de tension à pièces de contact possède une bobine, un ensemble de
pièces et des résistances limitant la tension du système. Les régulateurs
électroniques ou à semi-conducteurs ont remplacé ce vieux modèle.
Le régulateur de tension électronique utilise un circuit électronique pour contrôler la
puissance de champ du rotor et la puissance de sortie de l'alternateur. Il s'agit d'un
dispositif scellé et non réparable. Il est nécessaire de sceller le circuit électronique
afin d'empêcher tous dommages dus à la moisissure, aux vibrations ou à une chaleur
excessive.
Régulateur de tension électronique
Le circuit est entouré d'un gel semblable à du caoutchouc pour le protéger.
OFPPT/DRIF/CDC
62
Un régulateur de tension intégral est monté à l'intérieur ou à l'arrière de l'alternateur.
Il s'agit du type de régulateur le plus couramment utilisé dans les véhicules
modernes. Il est petit, efficace, fiable et composé de circuits intégrés.
Un régulateur de tension électronique a le même fonctionnement qu'un régulateur à
pièces de contact, sauf qu'il utilise des transistors, des diodes, des résistances et des
condensateurs pour réguler la tension du système. Pour augmenter la puissance de
sortie de l'alternateur, le régulateur de tension électronique laisse passer une plus
grande intensité de courant dans les enroulements du rotor, renforçant ainsi le
champ magnétique autour du rotor. Une plus grande intensité de courant est ainsi
acheminée dans les enroulements du stator et hors de l'alternateur.
Pour réduire la puissance de sortie de l'alternateur, le régulateur électronique
augmente la résistance entre la batterie et les enroulements du rotor. Le champ
magnétique diminue, et une plus faible intensité de courant est alors acheminée
dans les enroulements du stator.
La vitesse et la charge de l'alternateur déterminent si le régulateur doit augmenter ou
diminuer la puissance de sortie de charge. Si la charge est élevée ou que la vitesse
du rotor est faible (moteur qui tourne au ralenti), le régulateur détecte une chute de la
tension du système. Il augmente alors l'intensité du champ magnétique des rotors
jusqu'à obtenir une tension de sortie préréglée. Si la charge diminue ou que la
vitesse du rotor augmente, c'est l'action inverse qui s'effectue.
e.Entretien de l'alternateur
La vérification et l'entretien de l'alternateur sont à effectuer avec précaution, car la
borne de sortie de l'alternateur est branchée en permanence à la batterie. Veillez à
ne pas inverser la polarité lorsque vous entretenez la batterie. Une surtension dans
la direction opposée risquerait de brûler les diodes de l'alternateur.
Ne «court-circuitez» pas ou ne mettez pas «à la terre» le système, que ce soit
volontairement ou non lorsque vous débranchez les câbles ou branchez les
connexions d'essai aux bornes de l'alternateur ou du régulateur.
Par exemple, une mise à la terre de la borne de champ de l'alternateur ou du
régulateur risque d'endommager le régulateur. La mise à la terre de la borne de
sortie de l'alternateur risque d'endommager l'alternateur ainsi que d'autres parties du
système de charge.
Ne faites jamais fonctionner un alternateur dans un circuit ouvert. En l'absence de
batterie ou de charge électrique dans le circuit, les alternateurs sont capables de
générer une haute tension (de 50 V à plus de 110 V), qui risque d'endommager les
diodes et de mettre en danger toute personne qui toucherait la borne de sortie de
l'alternateur.
Grâce à des paliers prélubrifiés et des balais durables, l'entretien de l'alternateur
reste minime. Si un problème survient dans le circuit de charge, vérifiez l'intégrité du
circuit inducteur en plaçant un gros tournevis sur le palier arrière de l'alternateur. Si
le circuit inducteur est fonctionnel, vous sentirez une forte traction magnétique sur la
lame du tournevis, ce qui indique que le champ est alimenté en énergie. En
OFPPT/DRIF/CDC
63
l'absence de courant inducteur, l'alternateur ne se chargera pas car il est stimulé par
la tension de la batterie.
Si vous suspectez un problème dans le système de charge après avoir vérifié la
batterie et les câbles de raccordement, branchez un voltmètre sur les bornes de la
batterie. Si le chiffre de la tension mesurée est compris dans les recommandations
du fabricant en augmentant la vitesse du moteur, cela signifie que le système de
charge fonctionne correctement. Si après vérification l'alternateur se trouve être
défaillant, il convient de le retirer pour le réparer ou le remplacer.
N'oubliez pas de toujours débrancher les câbles de la batterie en premier.
Ajustement de la courroie trapézoïdale de l'alternateur
Vis de réglage
Boulon de desserrage
Desserrez doucement
Moteur de démarrage
OFPPT/DRIF/CDC
64
Accu
Contact
Relais de
démarrage
Moteur de
démarrage
Le moteur de démarrage convertit l'énergie électrique de la batterie en énergie
mécanique ou rotative pour démarrer le moteur. La principale différence entre un
moteur de démarrage électrique et un générateur électrique est que dans un
générateur, la rotation de l'induit dans un champ magnétique produit une tension.
Dans un moteur, le courant est envoyé dans l'induit et le champ. L'attraction et la
répulsion entre les pôles magnétiques des bobines de champ et d'induit repoussent
et attirent alternativement l'induit. Cette rotation (énergie mécanique), lorsqu'elle est
correctement branchée au volant d'un moteur, permet au vilebrequin de tourner.
Construction d'un moteur de démarrage
OFPPT/DRIF/CDC
65
Tous les moteurs de démarrage ont une construction similaire.
Il peut cependant exister quelques petites variantes.
Raccordement au
relai de démarrage
Solénoïde
Raccordement au
commutateur-starter
Raccordement
à la batterie
Levier
Bendix
Balais
Couronne dentée
du volant moteur
Ressort
Collecteur
Rotor
Stator
Enroulements de
stator
OFPPT/DRIF/CDC
Roue
libre
66
Les principaux composants d'un moteur de démarrage sont les suivants :
L'ensemble induit: Enroulements, noyau, arbre et ensemble collecteur tournant dans
un champ constant;
Palier côté collecteur: Boîtiers aux extrémités pour les balais, ressorts de balai et
coussinets ;
Commande à pignon : Engrenage à pignon, mécanisme d'entraînement de pignon et
solénoïde;
Culasse: Boîtier central maintenant les bobines de champ et les masses polaires;
Palier côté commande: Boîtier autour de l'engrenage à pignon, doté d'un coussinet
pour l'arbre d'induit.
L'ensemble induit
L'ensemble induit se compose d'un arbre, d'un noyau, d'un collecteur et
d'enroulements. L'arbre d'induit soutient l'ensemble en tournant à l'intérieur du boîtier
du démarreur. Le noyau d'induit est en fer et maintient les enroulements de l'induit en
place. Le fer augmente la force du champ magnétique des enroulements.
Le collecteur fait office de connexion électrique coulissante entre les enroulements
du moteur et les balais. Il est monté sur une extrémité de l'arbre d'induit. Le
collecteur se compose de nombreux segments, tous isolés les uns des autres.
Lorsque les enroulements s'éloignent en tournant des masses (pièces) polaires, les
segments du collecteur changent la connexion électrique entre les balais et les
enroulements. Cela inverse le champ magnétique autour des enroulements. C'est le
changement constant de cette connexion électrique au niveau des enroulements qui
fait tourner le moteur en continu.
Palier côté collecteur
Le palier côté collecteur abrite les balais, les ressorts de balai et le coussinet d'induit.
Les balais sont placés en haut du collecteur. Ils coulissent sur le collecteur pour
acheminer le courant de la batterie vers les enroulements tournants. Les ressorts
forcent les balais à maintenir le contact avec le collecteur tout en tournant, afin
qu'aucune coupure de courant ne survienne. Le coussinet d'induit soutient l'extrémité
côté collecteur de l'arbre d'induit.
Commande à pignon
La commande à pignon se compose d'un engrenage à pignon, d'un mécanisme
d'entraînement de pignon et d'un solénoïde. Le moteur de démarrage peut entraîner
l'engrenage à pignon de deux façons: avec une masse polaire mobile ou avec un
solénoïde et une fourchette.
L'engrenage à pignon est un petit engrenage situé sur l'arbre d'induit qui entraîne la
couronne dentée du volant moteur. La plupart des engrenages à pignon de
démarreur font partie du mécanisme d'entraînement de pignon. Ce mécanisme glisse
sur une extrémité de l'arbre d'induit du démarreur. Il existe trois types de
mécanismes d'entraînement de pignon que vous pourrez rencontrer sur la plupart
OFPPT/DRIF/CDC
67
des moteurs de démarrage: La commande de démarreur Bendix, la roue libre et la
commande de démarreur Dyer.
La commande de démarreur Bendix repose sur le principe d'inertie pour engrener
l'engrenage à pignon avec la couronne dentée du volant moteur. Lorsque le moteur
de démarrage ne fonctionne pas, l'engrenage à pignon n'est pas engrené et est
séparé de la couronne dentée. Lorsque le commutateur d'allumage est enclenché,
l'intégralité de la tension de la batterie est envoyée au moteur de démarrage, et
l'induit commence immédiatement à tourner à grande vitesse.
Le pignon, lesté d'un côté et doté de pas de vis internes, ne tourne pas
immédiatement avec l'arbre à cause de l'inertie. Il s'avance d'abord dans le manchon
fileté tournant jusqu'à s'engrener avec la couronne dentée. Si les dents du pignon et
de la couronne dentée ne s'engrènent pas, le ressort moteur permet au pignon de
tourner et le force à s'engrener avec la couronne dentée.
Lorsque l'engrenage à pignon et la couronne dentée sont entièrement engrenés, le
pignon est alors entraîné par le démarreur contre le ressort moteur comprimé, ce qui
démarre le moteur. Le ressort moteur fait office de coussinet lorsque le moteur
démarre contre cette compression. Il amortit également le choc sur les dents
lorsqu'elles s'engrènent et lorsque le moteur a un mouvement de recul sous le coup
de l'allumage. Lorsque le moteur démarre et tourne sur sa propre énergie, la
couronne dentée entraîne le pignon plus rapidement que le démarreur. Le pignon
tourne alors dans la direction opposée dans le manchon fileté, et se désengrène
automatiquement de la couronne dentée. Cela empêche le moteur d'entraîner le
démarreur.
Roue libre
La roue libre permet à l'engrenage à pignon du moteur de démarrage et à la
couronne dentée du volant moteur de s'engrener et de se désengrener. L'arbre
d'induit du moteur de démarrage entraîne l'ensemble virole et manchon de
l'embrayage. L'ensemble rotor est raccordé à l'engrenage à pignon, qui s'engrène
avec la couronne dentée du volant moteur. Des rouleaux en acier à ressort sont
placés dans des encoches effilées entre la virole et le rotor. Les ressorts et plongeurs
maintiennent les rouleaux en position dans les encoches effilées. Lorsque l'arbre
d'induit tourne, les rouleaux sont coincés contre la surface des encoches, forçant
ainsi les éléments intérieurs et extérieurs de l'ensemble à tourner ensemble pour
démarrer le moteur.
Borne de
batterie
Disque
de
contact
Enroulement
Plongeur
Masse polaire avec
bobine de champ
OFPPT/DRIF/CDC
Portebalais
isolé
68
Pignon de
Une fois que le moteur a démarré, la couronne dentée tourne plus rapidement que
l'engrenage à pignon, ce qui ramène les rouleaux contre les plongeurs, causant ainsi
l'effet de roue libre. Cette action empêche une vitesse excessive du moteur de
démarrage. Lorsque le moteur de démarrage se relâche, l'ensemble collier et ressort
force le pignon à se désengrener de la couronne dentée.
Culasse
La culasse est le boîtier central qui maintient les bobines de champ et les masses
polaires.
La bobine (ou l'enroulement) de champ est un ensemble stationnaire d'enroulements
générant un puissant champ magnétique autour de l'induit du moteur. Lorsque le
courant circule dans l'enroulement, le champ magnétique entre les masses polaires
devient très large. En repoussant le champ magnétique généré par l'induit, cela
permet au moteur de tourner avec davantage de puissance. Les enroulements de
champ varient en fonction de l'application du moteur de démarrage.
Les configurations les plus courantes sont les suivantes:
Deux enroulements en parallèle: Les deux bobines de champ sont montées en
parallèle, ce qui augmente leur force car elles reçoivent toute la tension. Remarquez
que dans ce cas on utilise deux masses polaires supplémentaires. Bien que ces
dernières ne soient pas équipées d'enroulements, leur présence renforcera
davantage le champ magnétique;
Quatre enroulements en série et en parallèle: Les quatre bobines de champ sont
montées à la fois en série et en parallèle, ce qui génère un champ magnétique plus
puissant que la configuration à deux enroulements;
Quatre enroulements en série: Les quatre bobines montées en série fournissent
une grande puissance de couple à bas régime, ce qui est très intéressant dans un
OFPPT/DRIF/CDC
69
A. 2 Enroulements
en parallèle
B. 4
Enroulements en
parallèle et en série
moteur de démarrage automobile. Cependant, les moteurs montés en série peuvent
atteindre une trop grande vitesse si on les laisse faire, à tel point que cela peut les
détruire;
nnnnnnnnn
C. 4
Enroulements en
parallèle et en série
D. 6
Enroulements en
parallèle et en série
nnnnnnnnn
E. 3
Enroulements, 2 en
série, 1 en dérivation
Six enroulements en parallèle et en série: Les trois paires de bobines de champ
montées en série peuvent générer un champ magnétique pour un moteur de
démarrage puissant. Cette configuration est dotée de six balais;
Trois enroulements, deux en série, un en dérivation: L'utilisation d'une bobine en
dérivation mise à la terre avec un moteur monté en série permet de contrôler la
vitesse du moteur. Étant donné que la bobine en dérivation n'est pas affectée par la
vitesse, elle entraînera un courant constant et de haute intensité, limitant ainsi
efficacement la vitesse.
Palier côté commande
Le palier côté commande d'un démarreur est conçu pour empêcher le pignon de
commande d'être endommagé et pour soutenir l'arbre d'induit. Il est doté d'un
coussinet afin de prévenir l'usure entre l'arbre d'induit et le palier côté commande.
Types de moteurs de démarrage
Il existe deux types de moteurs de démarrage que vous pourrez rencontrer dans vos
équipements: Le démarreur à entraînement direct et le démarreur à démultiplication
double. Tous les démarreurs utilisent la démultiplication pour fournir l'avantage
mécanique nécessaire pour tourner le volant moteur et le vilebrequin.
OFPPT/DRIF/CDC
70
Moteur de démarrage à entraînement direct
Les démarreurs à entraînement direct sont dotés d'un engrenage à pignon sur l'arbre
d'induit du moteur de démarrage. Celui-ci s'engrène avec les dents de la couronne
dentée du volant moteur. L'engrenage à pignon possède entre 10 et 16 dents. Ainsi,
le moteur de démarrage tourne 10 à 16 fois à chaque révolution de la couronne
dentée. En cours de fonctionnement, l'induit du moteur de démarrage tourne à une
vitesse de 2 000 à 3 000 révolutions par minute, entraînant ainsi le vilebrequin à une
vitesse pouvant aller jusqu'à 200 révolutions par minute.
Démarreur à démultiplication double
Le démarreur à démultiplication double utilise la démultiplication dans le démarreur,
mais aussi entre le pignon de commande et la couronne dentée. On utilise une tête
motrice de démultiplication sur un équipement lourd.
Relais
Démultiplication
double
L'engrenage sur l'arbre d'induit ne s'engrène pas directement avec la couronne
dentée, mais avec un engrenage intermédiaire qui entraîne le pignon de commande.
Cette action provoque une rupture (ou un couple de démarrage) supplémentaire,
ainsi qu'une plus grande puissance de démarrage. L'induit d'un moteur de
démarrage équipé d'une tête motrice de démultiplication peut effectuer jusqu'à 40
révolutions pour chaque révolution du volant moteur.
Contacteur de sécurité de démarrage
Les véhicules équipés d'une transmission automatique doivent posséder un
contacteur de sécurité de démarrage. Ce contacteur empêche le moteur de démarrer
si le levier de transmission n'est pas en position de stationnement ou au point mort.
Les chariots élévateurs, les tracteurs, les chargeuses sur pneus et autres engins de
terrassement lourds sont équipés d'un contacteur de sécurité de démarrage pour
éviter tout démarrage accidentel de l'engin lorsque la boîte de transmission est
embrayée. Le contacteur désactive le circuit de démarrage lorsque la boîte de
transmission est embrayée. Ce dispositif de sécurité empêche le démarrage
accidentel d'un véhicule dont la boîte de transmission est embrayée, ce qui pourrait
blesser des personnes et endommager l'engin.
OFPPT/DRIF/CDC
71
Le contacteur de sécurité de démarrage est branché au circuit allant en direction du
solénoïde du démarreur. Lorsque la marche avant ou la marche arrière de la
transmission est enclenchée, le contacteur est en position OUVERTE (déconnecté).
Cette action empêche le courant d'activer le solénoïde et le démarreur lorsque le
commutateur d'allumage est en position de démarrage. Lorsque la transmission est
en position de stationnement ou au point mort, le contacteur est en position FERMÉE
(connecté), permettant ainsi au courant de circuler vers le démarreur lorsque le
commutateur d'allumage est enclenché.
Un contacteur de sécurité de démarrage défaillant ou mal ajusté peut empêcher le
moteur de démarrer. Si le véhicule ne démarre pas, il convient de vérifier l'intégrité
du contacteur de sécurité de démarrage en déplaçant le levier de vitesses dans
diverses positions tout en essayant de démarrer le véhicule. Si le démarreur
commence à fonctionner, vous devez réajuster le contacteur.
Condensateur
OFPPT/DRIF/CDC
72
Un condensateur se compose de deux conducteurs métalliques séparés par un isolant
Construction d'un condensateur
En appliquant une tension constante à un condensateur, un courant de charge est
brièvement engendré. Le condensateur bloque ensuite le courant continu. En courtcircuitant le condensateur, on peut créer un courant de décharge (Ill. 3) circulant en
sens inverse. Durant la charge, la source de tension arrache les électrons d'une des
plaques du condensateur pour les reporter sur l'autre, c'est-à-dire qu'il y a un manque
d'électrons d'un côté et un excédent de l'autre.
Cette différence subsiste même lorsque le condensateur est séparé de sa source de
tension. Le condensateur est chargé. Le pouvoir d'accumulation du condensateur est
appelé capacité C. Son unité est le farad (F).
En augmentant le nombre de charges et de décharges par unité de temps (p. ex. en
appliquant une tension alternative), le nombre de courants de charge et de décharge par
unité de temps augmente, si bien que l'intensité moyenne du courant augmente elle
aussi. De ce fait, l'intensité du courant au travers d'un circuit à condensateur augmente,
c'est-à-dire que sa résistance diminue (réactance capacitive).
Illustration 3 : Comportement d'un condensateur en charge et décharge
OFPPT/DRIF/CDC
73
Electrochimie
Circulation du courant dans les liquides
L'eau, chimiquement pure, n'est pas un conducteur de courant électrique. Lorsqu'un
acide, une base ou un sel est ajouté à cette eau, elle devient un conducteur.
Les liquides conducteurs sont des électrolytes.
Dans un électrolyte (p. ex. H2SO4), une partie des molécules est décomposée en ses
éléments de base 2H+ et SO4-. Ce processus s'appelle dissociation. Ces éléments de
base, atomes et molécules, présentent différentes charges électriques ; ils sont appelés
ions'). Lorsqu'une tension est appliquée à un électrolyte, les ions se mettent en
mouvement sous l'effet du champ électrique (Ill. 4).
Illustration 4 : Electrolyse du chlorite de cuivre
Les ions chargés positivement se dirigent vers la cathode (pôle négatif) où ils se
combinent avec les électrons manquants ; ils deviennent électriquement neutres et se
déposent sur la cathode.
Les ions chargés négativement se dirigent vers l'anode (pôle positif) où ils donnent
leurs électrons libres ; ils deviennent électriquement neutres et se déposent sur l'anode
1)
Ion (grec.) = errer
Electrolyse
Lorsqu'ils sont traversés par un courant continu, les électrolytes se décomposent en
leurs éléments de base. Ce processus s'appelle électrolyse.
Les éléments de base se déposent sur les bornes électriques (électrodes) et peuvent
former une liaison chimique avec celles-ci.
Galvanisation.Grâce à l'électrolyse, on peut recouvrir différents matériaux d'une fine
couche de métal, p. ex. afin de les protéger contre la rouille ou de créer des surfaces
conductrices sur les matériaux synthétiques (plaques pour circuits imprimés).
OFPPT/DRIF/CDC
74
Lorsqu'une tension d'alimentation continue est appliquée dans le montage expérimental
(Ill. 1), les ions positifs de cuivre (Cu++) se dirigent vers l'électrode négative où ils se
déchargent. Le cuivre se dépose sur l'électrode négative (cathode) et la recouvre.
Illustration 1 : Galvanisation
Les ions négatifs d'acide restants (SO4--) se dirigent vers l'électrode positive de cuivre
(anode) et y déposent leurs charges (électrons). Il se forme alors une molécule de
sulfate de cuivre (CuSO4). Celle-ci peut à son tour se dissocier. Ce processus se répète
jusqu'à dissolution complète de l'anode de cuivre. Pendant ce temps, le cuivre pur se
dépose au pôle négatif. Cette méthode est utilisée pour fabriquer des métaux non
ferreux de haute pureté comme par exemple le cuivre électrolytique pur à 99,98%.
La méthode électrolytique peut aussi être utilisée pour recouvrir les tôles de carrosserie
d'une couche de zinc d'une épaisseur définie.
Eléments galvaniques
Ils sont composés de deux électrodes métalliques différentes et d'un électrolyte. Dans
certains cas, une des électrodes peut être en charbon.
La tension électrique est générée par un processus électrochimique qui se produit entre
les deux électrodes.
La tension électrique générée dépend de la position des électrodes dans le classement
des tensions électrochimiques (Ill.2)ainsi que du type et de la concentration
d'électrolyte.
OFPPT/DRIF/CDC
75
VII.Composants électroniques
Les composants électroniques (p. ex les diodes, les transistors) sont fabriqués à partir de
matériaux semi-conducteurs. Ces matériaux se comportent comme des isolants électriques
lorsqu'ils sont soumis à des températures proches du zéro absolu (-273 °C = 0 K), ce qui
signifie qu'ils possèdent une grande résistivité électrique.
A température ambiante, la résistivité des matériaux semi-conducteurs se situe entre celle des
conducteurs métalliques et celle des isolants (Ill 1).
Résistivité des matériaux à température ambiante
Avec une élévation de température, la résistance des semi-conducteurs diminue, donc leur
conductance augmente.
Les matériaux semi-conducteurs dépendent beaucoup de la température. On profite de cette
particularité p. ex. dans le cas des thermistances. La résistance des semi-conducteurs diminue
lorsque leur température augmente, ils se comportent alors comme des NTC. En cas
d'augmentation de température avec la même tension, le courant qui les traverse est plus
élevé, ce qui peut détruire les composants semiconducteurs. C'est pour cette raison qu'ils sont
souvent montés sur une plaque derefroidissement. Dans un véhicule automobile, les centrales
de commande électroniques sont implantées dans des endroits peu exposés à la chaleur.
La résistance des semi-conducteurs peut aussi être influencée par la tension électrique, par
l'intensité de la lumière, par la pression mécanique ou par le champ magnétique auxquels ils
sont soumis. En outre, la résistance des semi-conducteurs peut être influencée à la fabrication
par l'adjonction de matériaux (dopage).
Le tableau 1 montre les semi-conducteurs les plus courants et leur utilisation.
OFPPT/DRIF/CDC
76
Conducteurs de type N et de type P
L'adjonction contrôlée d'impuretés (dopage) permet d'augmenter significativement la
conductivité du silicium pur. Selon la matière ajoutée (p. ex. aux molécules de
silicium), on obtient des matériaux semiconducteurs de type N ou de type P (Ill. 2).
Conducteur de type N et P(représentation schématique)
Conducteurs de type N (N pour négatif). Ce sont des matériaux semi-conducteurs
dopés avec des atomes ayant un surplus d'électrons. Lorsqu'une tension est appliquée à
un conducteur de type N, les électrons libres se déplacent comme dans un conducteur
métallique.
Les conducteurs de type N ont des électrons comme charges électriques.
Conducteurs de type P (P pour positif). Ce sont des matériaux semi-conducteurs
dopés avec des atomes ayant un manque d'électrons. Les électrons étant absents en des
endroits précis, le matériau semiconducteur possède ainsi une charge positive. Les
endroits où les électrons manquent sont aussi appelés trous. Lorsqu'une tension est
appliquée à un conducteur de type P, un électron libre peut sauter dans un trou voisin.
Les trous se déplacent comme des électrons.
Les conducteurs de type P ont des trous comme charges électriques.
Jonction PN. Lorsqu'on assemble un conducteur de type P avec un conducteur de type
N, on obtient une jonction PN. Les électrons libres du conducteur de type N circulent
dans la zone de contact vers les trous du conducteur de type P. La couche de contact ne
contient alors presque plus de charges électriques libres (électrons et trous) (Ill. 1).
OFPPT/DRIF/CDC
77
Illustration 1 : Jonction PN
Une barrière de potentiel apparaît à la jonction PN des semi-conducteurs.
1.Condensateur
Un condensateur se compose de deux conducteurs métalliques séparés par un isolant
(i11.2).
: Construction d'un condensateur
En appliquant une tension constante à un condensateur, un courant de charge est
brièvement engendré. Le condensateur bloque ensuite le courant continu. En courtcircuitant le condensateur, on peut créer un courant de décharge (Ill. 3) circulant en
sens inverse. Durant la charge, la source de tension arrache les électrons d'une des
plaques du condensateur pour les reporter sur l'autre, c'est-à-dire qu'il y a un manque
d'électrons d'un côté et un excédent de l'autre.
Cette différence subsiste même lorsque le condensateur est séparé de sa source de
tension. Le condensateur est chargé. Le pouvoir d'accumulation du condensateur est
appelé capacité C. Son unité est le farad (F).
En augmentant le nombre de charges et de décharges par unité de temps (p. ex. en
appliquant une tension alternative), le nombre de courants de charge et de décharge par
unité de temps augmente, si bien que l'intensité moyenne du courant augmente elle
OFPPT/DRIF/CDC
78
aussi. De ce fait, l'intensité du courant au travers d'un circuit à condensateur augmente,
c'est-à-dire que sa résistance diminue (réactance capacitive).
Comportement d'un condensateur en charge et décharge
2.Diodes
Ce sont des composants semi-conducteurs qui comprennent un conducteur de type P et
un autre de type N ; ceux-ci forment ensemble une jonction PN et possèdent deux
raccordements.
Lorsque la diode est insérée dans un circuit électrique, on distingue en fonction de sa
polarisation, deux modes de fonctionnement : l'état de conduction et l'état de blocage
(Ill. 2).
Illustration 2 : Fonctionnement des diodes
Les diodes laissent passer le courant uniquement dans un sens et le bloque dans l'autre.
Elles ont l'effet d'une soupape anti-retour.
Zone deconduction(Ill. 3 et 4). Lorsqu'une diode estmontée dans le sens de la
conduction (
), le courant de conduction IF augmente fortement lorsque la
tension UF s'accroît. La tension de seuil est d'environ 0,3 V pour les diodes au
germanium et d'environ 0,7 V pour les diodes au silicium.
OFPPT/DRIF/CDC
79
Lorsqu'une diode est montée dans le sens de conduction, elle a une forte résistance
lorsque la tension est inférieure à la tension de seuil. Au-dessus de cette tension, cette
résistance diminue.
Illustration 3 : Zone de conduction des diodes
Zone de blocage (Ill. 4). Lorsqu'une diode est montéedans le sens de blocage (
),
il ne passe qu’un courant de blocage IR très faible, qui augmente légèrement quand la
tension de blocage UR augmente.
Zone de claquage (Ill. 4). Lorsque la tension de blocage continue d'augmenter, la
diode devient conductrice ; le courant qui, brusquement, augmente fortement devient
alors un courant de claquage qui peut détruire la diode.
Illustration 4 :Courbe caractéristique d'une diode
Redresseurs
Les diodes peuvent être utilisées pour redresser des tensions alternatives.
Redresseur à une alternance (Ill. 5). Au moment où l'alternance positive apparaît à la
borne 1 du générateur, la diode est montée dans le sens de conduction, l'alternance
positive passe à travers la diode. Lorsque l'alternance négative apparaît à la borne 1 du
générateur, la diode est montée dans le sens de blocage ; l'alternance négative est
supprimée et la tension de sortie est nulle à ce moment.
OFPPT/DRIF/CDC
80
Illustration 5 : Redresseur à une alternance
Redresseur à double alternance (Ill. 1). Les diodes sont montées de façon à ce que
l'alternance positive et l'alternance négative soient utilisées pour le redressement. Le
fonctionnement du redressement est illustré par le schéma ci-dessous. (Ill. 1).
Illustration 1 : Redresseur à double alternance
Lorsque l'alternance positive apparaît à la borne 1 du générateur, le courant passe à
travers les diodes et le récepteur en direction de la borne 2 (flèche rouge).
Lorsque l'alternance négative apparaît à la borne 1 du générateur, le courant passe de
la borne 2 à travers les diodes et le récepteur en direction de la borne 1 (flèche
pointillée rouge).
La direction du courant dans le récepteur R est la même dans les deux cas. Les deux
alternances sont ainsi utilisées pour le redressement. Le courant continu qui en résulte
est plus régulier que celui du redresseur à une alternance (Ill.1).
Diode Z
Les diodes Z (diodes Zener1)) sont généralement utilisées (donc montées) dans le sens
de blocage. Lors du passage de la zone de blocage vers la zone de claquage, leurs
courbes caractéristiques présentent un coude très brusque. A ce point, le courant de
claquage (courant de Zener Iz) augmente fortement (Ill. 2).
OFPPT/DRIF/CDC
81
La plage de travail des diodes Z est la zone de claquage.
Dans la zone de claquage, les diodes Z se comportent comme un interrupteur ou une
soupape. Dans les circuits électroniques, elles sont utilisées à des fins de régulation, de
stabilisation de tension ou comme éléments de référence.
Illustration 2 : Courbes caractéristiques des diodes Z
La diode Z de type V6 (Ill. 2) devient conductrice quand la tension de Zener Uz
appliquée atteint une valeur de 8,0 V à 8,1 V. Pour cette diode, le courant maximum Iz
a une valeur d'environ 170 mA. S'il dépasse cette limite, la diode est surchargée
thermiquement et sera détruite.
Chaque diode Zener a besoin d'une résistanceballast couplée en série pour limiter le
courant.
Stabilisation de la tension (Ill.3). Si la tension Zener n'est pas encore atteinte aux
bornes d'une diode Zener, la résistance RZ, de la diode est alors significativement
supérieure à la résistance ballast R1couplée en série. La tension d'alimentation U1 est
presque totalement appliquée aux bornes de la diode et donc aussi aux bornes de la
résistance de charge (récepteur)
Lorsque la tension d'alimentation U1 dépasse la tension Zener Uz, la résistance Rz de la
diode Zener diminue fortement. Ainsi le courant Zener passe aussipar la résistance R1
si bien que la tension Uaux bornes de la résistance R1 augmente.
OFPPT/DRIF/CDC
82
Illustration 3 : Stabilisation de la tension
En cas de stabilisation de tension à l'aide d'une diode Zener, la chute de tension U
aux bornes de la résistance ballast R1 génère une tension de sortie U2 relativement
constante.
3.Transistors
Ils sont constitués par un assemblage de trois couches semi-conductrices qui sont
toutes munies d'une connexion électrique. L'assemblage des couches semiconductrices
du transistor peut être comparé à des diodes de jonctions opposées. Selon la
disposition des couches semi-conductrices, on différencie les transistors PNP des
transistors NPN. Les couches semi-conductrices etleurs connexions sont appelées
émetteur E, collecteur Cet base B (tableau 1).
Les transistors peuvent être utilisés comme commutateurs (fonctionnement en relais),
amplificateurs et variateurs de tension.
Transistors en commutation (Ill. 1)
Ils permettent la jonction sans contact d'un grand courant de service avec un très faible
courant de commande. Comme il n'y a pas de pièces mécaniques en mouvement, le
transistor en commutation fonctionne sans usure, en silence et sans produire
OFPPT/DRIF/CDC
83
d'étincelles. Les commutations sont effectuées dans des intervalles de l'ordre d'une
microseconde. Dans ce cas, le transistor fonctionne comme un relais.
Illustration 1 : Principe de fonctionnement d'un transistor en commutation
Transistor PNP comme commutateur (Ill. 2)
Etat de commutation "en fonction". Dans le cas d'un transistor PNP, la base est
polarisée négativement par rapport à l'émetteur (Ill. 2). Si une tension continue est
appliquée entre l'émetteur E et la base B, un léger courant la (courant de commande)
passe dans la base, ce qui fait passer le transistor de l'état bloqué à l'état saturé ; un fort
courant émetteur-collecteur IC (courant de service) peut alors traverser le récepteur
(lampe à incandescence). Le courant de base IB est limité par une résistance.
Etat de commutation "hors fonction". Lorsque le courant de base IBest interrompu,
le courant du collecteur IC est aussi coupé, c'est-à-dire que le transistor bloque le
courant de travail. Le courant de collecteur est également bloqué si la base est
polarisée positivement (Ill. 2).
Illustration 2 : Transistor PNP comme commutateur
Transistor NPN comme commutateur (Ill. 3) Etat de commutation "en fonction".
Dans le cas d'un transistor NPN, la base est toujours polarisée positivement par rapport
à l'émetteur (Ill. 3).
OFPPT/DRIF/CDC
84
Etat de commutation `hors fonction". En coupant le courant de base, on interrompt
automatiquement le courant du collecteur par la polarisation négative du courant de
base. Toutes les autres étapes sont identiques à celles du transistor PNP.
Illustration 3 : Transistor NPN comme commutateur
Un faible courant de commande entre l'émetteur et la base (courant de base) provoque
le passage d'un fort courant entre l'émetteur E et le collecteur C (courant émetteurcollecteur).
Transistor comme amplificateur (Ill. 1)
La résistance de charge RL et la résistance du collecteur-émetteur RCE forment un
diviseur de tension. Si l'on modifie la résistance du transistor, le rapport des tensions
UL: UCE sera également modifié.
L'augmentation de tension UBE provoque une diminution de la résistance du transistor.
Un courant plus élevé circule dans le diviseur de tension. La répartition des tensions
dans le diviseur de tension se modifie. La tension UL augmente aux bornes de la
résistance de charge RL.
Une faible variation de la tension base-émetteur UBE provoque une forte variation de
tension UL aux bornes de la résistance de charge RL. Ce procédé est appelé
amplification de tension.
OFPPT/DRIF/CDC
85
Illustration 1 : Transistor comme amplificateur
En augmentant légèrement la tension de base UBE, le courant de base IB augmente
aussi. La forte diminution de la résistance du transistor RCE génère une forte
augmentation du courant de collecteur Ic. Ce procédé est appelé amplification de
courant.
Transistor utilisé comme résistance variable. Le procédé est identique à celui du
transistor d'amplification (Ill. 1). Il est à noter cependant que la chaleur dégagée dans
le transistor utilisé comme résistance variable peut provoquer sa destruction.
Transistors à effet de champ (FET)
Les transistors à effet de champ commandent le courant de charge au moyen d'un
champ électrique; celui-ci est généré par une tension de commande.
Transistor à effet de champ à jonction (J-FET1)) (Ill. 2). Il se compose d'un canal
conducteur "N"ou "P" reliant les deux connexions Drain (D) et Source (S). Le flux de
courant du canal Drain-Source est piloté par la connexion Gate(G) par la tension de
commande.
Fonctionnement. Dans les transistors à effet dechamp, les porteurs de charge se
déplacent à l'aide d'un semi-conducteur entre les connexions Drain (D) et Source (S).
OFPPT/DRIF/CDC
86
Illustration 2 : Transistor à effet de charge avec canal ''N"
La tension présente sur Gate génère un champ électrique qui est susceptible, selon sa
conception, de rendre conducteur le canal. Dans le cas des transistors à effet de champ
à jonction dopée "N", Gate est constitué de zones dopées "P". Lorsqu'une tension
négative par rapport à Source est appliquée à Gate, il se forme un champ électrique
répulsif qui réduit ainsi la section conductrice du canal Drain-Source ce qui diminue le
passage des électrons donc réduit l'intensité de passage. En fonction de la tension
appliquée sur Gate, le courant ne circule plus dans le canal ; le transistor est alors
bloqué (non conducteur).
Transistor à effet de champ à couche isolante (IG-FET2)). En principe, il est réalisé sous
forme de MOS-FET (Meta) OxideSemiconductor Field Effect Transistor) (Ill. 3). Dans ce
cas, Gate n'est pas formé par une zone dopée "P" mais par une électrode Gate métallique
qui est isolée du canal par une couche oxydée.
Illustration 3 : MOSFET
Les transistors à effet de champ à couche isolante (IG-FET) sont subdivisés en deux
groupes.
1.
FET autoverrouillant ("à enrichissement") : Dans les FET de type à
enrichissement, aucun courant ne peut circuler entre le Drain et la Source tant qu'il n'y
a pas de tension appliquée sur Gate.
2.
FET autoconducteurs ("à appauvrissement") :Dans les FET de type à
appauvrissement, un courant peut circuler entre le Drain et la Source lorsqu'il n'y a pas
de tension appliquée sur Gate
Le tableau 1montre un aperçu des différents types de transistors à effet de champ.
OFPPT/DRIF/CDC
87
Par rapport aux transistors normaux (bipolaires), les transistors à effet de champ
présentent notamment des avantages au niveaudu temps de déclenchement et de la
fréquence limite (tableau 2).
Tableau 2 : Comparaison entre transistors habituels
(Bipolaires) et transistors unipolaires (FET)
Bipolaire
Résistance d'entree
Faible
Commande
Courant, perte de charge
Temps d'encl
50 à 500 ns
Temps de décl
500 à 2000 ns
Fréquence limite
100 MHz
Rés à la surcharge
Faible
Stabilisation thermique
Nécessaire
FET
Élevée
Tension, sans charge
10 à 600 ns
10 à 600 ns
Plusieurs GHz
Bonne
Pas nécessaire
Comme les transistors normaux, les transistors à effet de champ peuvent être utilisés
comme commutateurs et comme amplificateurs.
4.Thyristors
Le thyristor est un commutateur électronique commandé avec une propriété de
redressement. Il est composé de quatre couches semi-conductrices couplées en série.
Trois de ces couches sont pourvues de bornes de raccordement (Ill. 1):
 L’anode (A)
 La cathode (C)
 La gâchette (G)
La gâchette, également appelée porte ("gate" en anglais) est l'électrode de commande.
Selon la disposition des couches du semi-conducteur, on distingue les thyristors à
gâchette Pet les thyristors à gâchette N. Le thyristor le plus utilisé est de type PNPN à
gâchette R.
OFPPT/DRIF/CDC
88
Illustration 1 : Structure de base et symbole d'un thyristor à gâchette P
Thyristor en conduction. La mise en conduction d'un thyristor à gâchette P, c'est-àdire le fait de rendre les quatre couches conductrices, s'effectue par une courte
impulsion de tension positive sur la gâchette (Ill. 2). Après l'établissement du courant,
le thyristor reste conducteur aussi longtemps qu'une très faible différence de tension
subsiste entre l'anode (A) et la cathode (C). C'est le cas tant qu'un petit courant de
maintien circule. Par rapport au transistor, le courant de service n'est pas réglable.
Illustration 2 : Thyristor en commutation
Après sa mise en conduction, un thyristor se comporte comme une diode.
Blocage d'un thyristor. Pour interrompre le passage du courant dans un circuit électrique
équipé d'un thyristor, on peut procéder de la façon suivante :
 Couper brièvement le courant de charge. Ceci est pratiquement impossible lors
de très forts courants de service ;
 Court-circuiter brièvement le thyristor, ce qui amène une courte impulsion négative
sur l'anode (A) ;
 Dans le cas d'un courant alternatif, l'inversion du courant de service bloque le
thyristor qui doit être commandé à nouveau après le passage du courant au point
zéro.
Les thyristors peuvent être employés dans les domaines suivants :
OFPPT/DRIF/CDC
89
 Redressement (tension alternative en tension continue), p. ex. les grands
générateurs qui équipent les bus ;
 Conversion (tension continue en tension alternative), p. ex. les convertisseurs ;
 Régulation de tension. La valeur de la tension peut être commandée ou réglée ;
 Régulateur du courant alternatif (p. ex. variateur de lumière). L'amplitude de la
tension peut être réglée ;
 Convertisseur de fréquence. La fréquence produite par la conversion du courant
continu en courant alternatif peut être modifiée. Ceci permet de régler la vitesse
des moteurs à courant alternatif ;
 Dans l'électronique de puissance. Certains thyristors supportent des tensions de
blocage de 50 V, d'autres jusqu'à 8000 V et le passage de courants de 0,4 A à 4
500 A.
5.Résistances semi-conductrices
Ce sont des composants électroniques avec deux bornes de raccordement qui, dans un
circuit électrique, doivent être sous tension.
Varistance (VDR)
Voltage DependentResistor
Ce sont des résistances qui varient en fonction de la tension L'augmentation de tension
provoque une diminution brusque de leur résistance, c'est-à-dire que le courant
augmente fortement dans la varistance. La courbe caractéristique des varistances est
semblable à celle d'une diode Zener. Par contre, dans la courbe de la varistance, la
direction du courant (polarisation) est indifférente.
Les varistances (VDR) ont une grande résistance à basse tension et une faible
résistance à haute tension.
Utilisation. Elles sont utilisées (p. ex. dans les circuits électroniques) pour faire office de
protection contre les surtensions. Ces surtensions peuvent naître dans un bobinage où le
courant change très rapidement et où il peut donc se créer par la suite des tensions d'autoinduction très élevées.
Pour protéger un composant électronique, il faut coupler la VDR en parallèle à la
source de tension qui provoque ces surtensions (bobinage) (Ill. 1). En cas de
surtension, la varistance court-circuite le bobinage durant un bref instant
Les résistances VDR sont aussi utilisées pour stabiliser la tension. Elles occupent, dans
le circuit, la fonction d'une diode Zener.
OFPPT/DRIF/CDC
90
Illustration 1 : Schéma de protection avec varistance
Conducteur chaud (NTC)
NegativeTemperature Coefficient
Elles sont également appelées résistances NTC ou thermistances NTC.
Les résistances NTC ont une grande résistance à basse température et une faible
résistance à température élevée.
Leur coefficient de température est négatif. Une augmentation de la température génère
une diminution de la résistance (Ill. 2). La courbe qui représente le rapport résistancetempérature n'est pas linéaire.
Illustration 2 : Comportement résistance-température d'une résistance NTC
Utilisation. Elles sont utilisées comme capteur de températures dans les systèmes
nécessitant une mesure de température.
L'information de température peut aussi être transformée en tension électrique dont la
valeur peut ensuite être affichée ou intervenir dans des dispositifs de commande ou de
régulation.
OFPPT/DRIF/CDC
91
Illustration 1 : Exemples d'utilisation de résistances NTC
Mesure de la température (Ill. 1a). L'augmentation de la température entraîne la
diminution de la valeur de la résistance NTC (R1). La chute de tension de la résistance
RVdans le diviseur de tension devient plus grande. La tension UVaffichée peut aussi
être étalonnée en °C.
Temporisation d'attraction (Ill.1b). A l'enclenchement du circuit, la valeur de la
résistance NTC (R1)est grande. La résistance en parallèle Rnest également grande. De
cette façon, le courant de commande du relais K1n'est pas suffisant pour fermer les
contacts. Le flux du courant provoque l'échauffement de la NTC, sa résistance diminue
et le courant augmente jusqu'à atteindre la valeur d'enclenchement du relais K1 Celui-ci
peut permettre p. ex. de commander la mise en fonction d'un moteur de ventilateur.
Conducteur froid (PTC)
Positive Temperature Coefficient
Elles sont également appelées résistances PTC ou thermistances PTC.
Les résistances PTC ont une faible résistance à basse température et une grande
résistance à haute température
OFPPT/DRIF/CDC
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Illustration 2 : Comportements résistance-température de différentes
résistances PTC
Leur coefficient de température est positif. Une augmentation de la température génère
une augmentation de la résistance (Ill. 2). La courbe qui représente le rapport
résistance-température n'est pas linéaire.
Utilisation. Les applications des résistances PTC sont les mêmes que celles des
résistances NTC. Par contre, il faut observer que, dans le schéma du circuit, le
déroulement du comportement de la résistance et de la température est inversé.
Illustration 3 : Exemples d'utilisation de résistances PTC
Commande en fonction de la température (Ill. 3a). Dans un circuit, le courant de
maintien d'un relais peut être réglé à une température bien déterminée à l'aide d'un
potentiomètre (p. ex. pour la protection antigivrage d'un climatiseur). La résistance
PTC augmente fortement dès que la température prédéfinie est dépassée. Le courant de
commande du relais diminue et ses contacts s'ouvrent et interrompent le courant
principal.
Protection contre les surcharges (Ill. 3b). Une thermistance PTC est placée dans le
circuit du récepteur. La résistance de la PTC augmente dès que sa température atteint une
certaine valeur. Le courant est ainsi limité à une valeur déterminée (p. ex. pour régulariser
le chauffage d'un rétroviseur extérieur).
6.Optoélectronique
Photorésistance (LDR)
LightDependingResistor
Ce sont des résistances qui réagissent à la lumière. La résistance diminue en fonction
de l'accroissement de l'intensité lumineuse.
OFPPT/DRIF/CDC
93
Les photorésistances sont utilisées comme détecteurs de flammes dans les installations
de chauffage et dans les systèmes d'alarme incendie, dans les interrupteurs
crépusculaires et les barrières photoélectriques (p. ex. pour les installations de lavage
de voitures, pour capter le point d'allumage).
Illustration 1 : Commande dépendant de la luminosité
Commande dépendant de la luminosité (Ill. 1).La résistance de la LDR augmente
lorsque la luminosité diminue.La base B du transistor devient positive. Le transistor
commute et la lampe à incandescence s'éclaire.
Photodiodes. Ce sont des semi-conducteurs qui ...
 ... à l'aide d'une source de tension, travaillent comme des résistances variables
en fonction de l'intensité lumineuse (Ill. 2).
 ... sans source de tension, travaillent comme des éléments photovoltaïques (ilt
3).
Les photodiodes peuvent être très petites et sont utilisées comme transformateur de
lumière en énergie électrique et dans des circuits de régulation.
Photodiode comme résistanceen fonction de la luminosité
Plus l'intensité lumineuse captée par la photodiode est grande, plus sa résistance
diminue. Le passage du courant dans la photodiode est alors possible et le relais K1
s'enclenche. Les photodiodes sont insérées dans un circuit dans le sens de nonconduction (blocage) (Ill. 2).
OFPPT/DRIF/CDC
94
Illustration 2 : Principe de fonctionnement d'une photodiode
Les photodiodes comme
Cellule photovoltaïque
Les photodiodes génèrent une tension lorsqu'elles sont exposées à la lumière. Cette
tension dépend du matériau du semi-conducteur et de l'intensité lumineuse. Elles sont
utilisées p. ex. dans les montres, dans les calculatrices de poche et comme source de
tension pour les mesures de l'intensité lumineuse.
Illustration 3 : Courbe caractéristique d'un élément photovoltaïque
Les paramètres d'un élément photovoltaïque sont la tension à vide Uo et le courant
de court-circuit (Ill. 3). La tension à vide sous une intensité lumineuse de 1000 Ix des
éléments photovoltaïques à base de silicium est à peu près de 0,4V et d'environ 0,3 V
pour le sélénium. L'intensité lumineuse EVest indiquée en lux (lx).
Les éléments photovoltaïques génèrent une tension sous l'effet de la lumière. Cette
tension dépend du matériau du semi-conducteur et de l'intensité lumineuse.
OFPPT/DRIF/CDC
95
Utilisation. Les grands éléments photovoltaïques en silicium couplés en série peuvent
être utilisés pour exploiter l'énergie solaire (panneaux solaires). Ils ont un rendement
d'environ 20 %, c'est-à-dire qu'ils transforment 20 % de l'énergie lumineuse en énergie
électrique. Dans les installations photovoltaïques, ils fonctionnent comme des
générateurs de courant électrique pour alimenter des parcomètres, des cabanes de
montagne, des émetteurs et des satellites.
Diodes électroluminescentes (LED)
Light Emitting Diode
Lorsqu'elles sont alimentées par une tension, ces diodes transforment le courant
électrique en lumière. En fonction du matériau de la diode, la couleur peut être verte,
jaune, orange, rouge ou bleue. La tension de service se situe entre 1,5 et 3 V. En cas
d'utilisation avec d'autres tensions, il faut coupler la diode avec une résistance de
protection, ceci afin de limiter le courant de service (Ill. 4).
Elles sont utilisées dans les automobiles comme affichage alphanumérique et lampes
de contrôle car leur consommation est minime (quelques mW). Elles sont montées
dans le sens de conduction.
Illustration 4 : Diode lumineuse avec résistance d'appoint
Phototransistor
(Lumière et rayonnement infrarouge)
La commutation d'un transistor est généralement commandée par une tension négative
ou positive appliquée sur la base.
Dans le cas du phototransistor, la lumière ou rayon IR (rayonnement infrarouge)
pénètre à travers une fenêtre ou une lentille optique dans la zone de blocage basecollecteur du transistor qui génère, à la sortie, un courant photovoltaïque Ip,
augmentant proportionnellement l'intensité lumineuse EV. (Ill. 1). Il agit comme
courant de base.
Le courant du collecteur d'un phototransistor croît avec l'augmentation de l'intensité
lumineuse.
OFPPT/DRIF/CDC
96
Illustration 1 : Phototransistoravec transistor d'amplification
Utilisation. Dans la technique automobile, ils sont utilisés pour des commandes
dépendantes de la lumière (p. ex. pour commander le dispositif anti-éblouissement du
rétroviseur intérieur ou comme opto-coupleur électronique).
Opto-coupleur électronique. Il est composé d'un photoémetteur et d'un
photorécepteur, assemblés dans un boîtier étanche à la lumière extérieure, de façon à
ce que le récepteur ne reçoive que la lumière de l'émetteur (Ill. 2). On utilise de
préférence des diodes électroluminescentes à rayonnement IR comme photoémetteurs.
Selon le domaine d'utilisation, on utilise comme photorécepteurs (détecteurs)
desphotodiodes, des phototransistors ou des photothryristors.
L'opto-coupleur comprend deux circuits électriques indépendants l'un de l'autre,
couplés ensemble par des rayons infrarouges.
La tension de sortie est limitée à 5 V, c'est-à-dire que tous les signaux qui entrent dans
l'opto-coupleur sont transformés et se présentent à la sortie entre 0 et 5 V. Dans la
technique automobile, ces tensions sont utilisées comme signaux d'entrée pour de
nombreux appareils de commande
Illustration 2 : Opto-coupleur électronique avec une photodiode et un
phototransistor
7.Effet magnétique sur les composants semi-conducteurs
Générateur de Hall
OFPPT/DRIF/CDC
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L'effet Hall est produit par un courant d'alimentation IV qui traverse une plaquette
semi-conductrice (Ill 3). Soumise aux lignes de force d'un champ magnétique, une
tension UH naît sur les côtés de cette plaquette, entre les bornes A, perpendiculairement
au courant IV Son intensité dépend de la force du champ magnétique.
Illustration 3 : Effet Hall
8 .Effet de la pression sur les composants semiconducteurs
Élément piézoélectrique
Les capteurs piézoélectriques produisent une tension électrique aux bornes des électrodes
de raccordement lorsqu'ils sont soumis à des forces de traction, de pression ou de flexion.
Cet effet piézoélectrique est obtenu p. ex. avec des cristaux de quartz (SiO2) (Ill. 4).
Dans les véhicules, les éléments piézoélectriques sont utilisés p. ex. comme capteurs
de pression ou détecteurs de cliquetis.
Illustration 4 : Capteur piézoélectrique
9.Circuits intégrés
Le procédé planaire permet de fabriquer tous les composants d'un circuit (résistances,
condensateurs, diodes, transistors, thyristors) y compris les liaisons conductrices, en un
OFPPT/DRIF/CDC
98
seul processus de fabrication et sur une seule plaquette (monolithique)1) de silicium
(chip)2),
Tous les composants ainsi réunis deviennent des circuits intégrés IC3) (integrated
circuits) monolithiques (Ill. 1).
Exemple d'un circuit intégré en technique monolithique (choix des étapes de
fabrication)
Etant donné qu'il n'y a plus de composants "indépendants" dans un IC, (les composants
ont des contacts à l'extérieur), on parle d'éléments de commutation ou d'éléments
fonctionnels.
Technique planaire.Cette technique est le procédé permettant l'obtention d'éléments
semi-conducteurs et de chips. Des couches isolées les unes des autres sont appliquées
par phases successives. Ces couches contiennent déjà les composants avec des lignes
de connexion et des bornes. Ceci peut être réalisé par sérigraphie dans la technique à
couches épaisses ou par galvanoplastie dans la technique à couches minces. Un chip
peut contenir plus de 100000 fonctions actives (p. ex. transistors, diodes) et fonctions
passives (p. ex. résistances, condensateurs).
Circuits hybrides.Il s'agit d'une combinaison de circuits intégrés et de composants
individuels (Ill. 2).Ils sont connectés ensemble sur un support par collage, brasage ou
OFPPT/DRIF/CDC
99
autres procédés. Ceci facilite la construction de circuits électriques avec des propriétés
spécifiques (p. ex. commandes d'allumage).
Illustration 2 : Régulateur d'alternateur en technique hybride
QUESTIONS DE RÉVISION
1) Quel est le porteur de charges électriques d'unconducteur N, respectivement d'un
conducteur P ?
2) Comment doit-on polariser une jonction PN pour qu'elle devienne conductrice ?
3) Qu'entend-on par tension de seuil ?
4) Quelle partie de la courbe caractéristique de ladiode Zener est utilisée pour la
stabilisation de la tension ?
5) Qu'est-ce qu'un redresseur à une alternance ?
6) Comment est construit un transistor NPN ?
7) Comment appelle-t-on les électrodes de raccordement d'un transistor ?
8) Comment doit-on polariser un transistor NPN pour qu'il devienne conducteur ?
9) Comment se comporte un conducteur chaud lorsque la température augmente ?
10) Comment varie la résistance d'une varistance lorsque la tension augmente ?
11)Comment se comporte une résistance LDR lorsqu'elle capte de la lumière ?
12)Que signifie l'abréviation LED ?
13) Quelles sont les fonctions d'un opto-coupleur électronique ?
14) Comment les circuits hybrides sont-ils réalisés ?
OFPPT/DRIF/CDC
100
VIII.Application de l'électrotechnique.
1 Schémas de circuits
Classification des schémas
Un schéma de circuit est la représentation graphique des moyens électriques utilisés,
sous forme de symboles, de croquis ou de plans de construction simplifiés.
Le schéma de circuit indique la manière dont les différents composants électriques
sont reliés.
En électricité automobile, on utilise selon les tâches, les schémas suivants :
 Les schémas fonctionnels ;
 Les schémas de connexion ;
 Les schémas de circuit.
Schéma fonctionnel (Ill. 1). C'est la représentation simplifiée d'un circuit dans laquelle
ne sont retenus que les éléments fondamentaux. On y trouve le fonctionnement et la
composition d'une installation électrique. Les appareils y sont représentés par des carrés,
des rectangles ou des cercles avec une indication des symboles ou des désignations
correspondantes.
Illustration 1 : Schéma fonctionnel
Schémas de connexion (ou de réalisation)
On distingue :
 Les schémas de connexion en représentation assemblée ;
OFPPT/DRIF/CDC
101
 Les schémas de connexion en représentation développée.
Schéma de connexion en représentation assemblée (Ill. 2). Il montre les connexions
électriques extérieures entre les différents appareils d'une installation. Pour cela, la
représentation des composants définit le tracé des conducteurs, la position et la
désignation exacte de l'ensemble des points et des bornes. Si cela s'avère nécessaire, les
jonctions intérieures peuvent être représentées
Illustration 2 : Schéma de connexion (représentation assemblée)
Schéma de connexion en représentation développée (Ill. 3). Dans la représentation
développée, les lignes de connexion ne sont pas tracées d'un appareil à l'autre.
Illustration 3 : Schéma de connexion (représentation développée)
Désignation des appareils. Les symboles complétés par la désignation de l'appareil
permettent de reconnaître facilement les divers appareils. Le nom des appareils est
composé d'une série définie de signes, de lettres et de chiffres (p. ex. G1 pour
générateur).
OFPPT/DRIF/CDC
102
Information de direction. Toutes les lignes partant de l'appareil ont un signe
directionnel (011.3), composé :
 De la désignation de la borne de départ (p. ex. augénérateur B+) ;
 Du symbole de ligne
;
 De l'appareil de destination auquel aboutit la ligne (p. ex. G2 pour la batterie
de démarrage) ; de la désignation de la borne d'arrivée. Elle figure après le
double point (:) suivant la désignation de l'appareil de destination (p. ex. G2 :
+ signifie que la ligne aboutit au pôle positif de la batterie de démarrage) ;
 De la couleur de la ligne si celle-ci est exigée. La couleur est toujours séparée
par le signe barre oblique (/) de la désignation de la borne d'arrivée (p. ex. :
+/noir signifie que la ligne est en noire.
OFPPT/DRIF/CDC
103
2.Schéma de circuit en représentation partielle par sections
OFPPT/DRIF/CDC
104
OFPPT/DRIF/CDC
105
Dans l'exemple de l'Ill.3, p. 84, le marquage au générateur G1 signifie que les lignes
suivantes partent du générateur.
D+
H1 La borne D+ est reliée à la lampede contrôle H1.
B+
G2:+/NO La borne B+ est reliée au pôle positif de la batterie de démarrage G2.
BILa borne B- est à la masse.
La description des lignes de connexion ci-dessus est également représentée sur le
schéma de connexion.
Schémas de circuit
Ce sont des représentations détaillées des circuits. lis montrent, au travers d'une
représentation claire, le fonctionnement des différents circuits. Un schéma de circuit se
compose du circuit électrique, des désignations des appareils et des désignations des
connexions.
En fonction de l'organisation des circuits, on distingue :
 Les schémas de circuits en représentation assemblée ;
 Les schémas de circuits en représentation développée.
Schéma de circuit en représentation assemblée (Ill. 1). Tous les composants constituant
le circuit sont reliés les uns aux autres. Il n'est pas nécessaire de respecter la position
dans l'espace des composants et de leurs points de connexion. Les liaisons mécaniques
sont indiquées par des lignes pointillées
Illustration 1 : Schéma de circuit électrique en représentation assemblée
Schéma de circuit en représentation partielle éclatée (Ill. 2). Les symboles des
composants électriques sont représentés de façon à pouvoir suivre les différents
circuits possibles dans la mesure où les liaisons entre les éléments sont indiquées sans
tenir compte de la position dans l'espace ni des liaisons mécaniques entre les divers
composants ou groupes de composants.
OFPPT/DRIF/CDC
106
On favorise une représentation claire, linéaire, sans croisement des différents
circuits. Habituellement, les lignes positives et négatives sont tracées en parallèle.
Les cheminements des différents courants vont du pôle positif au pôle négatif, c'està-dire de haut en bas. Parfois, si une autre représentation s'avère impossible, une
partie d'un trajet électrique est dessinée horizontalement.
Pour simplifier la lecture de schémas partiels, on réalise des sections dans la partie
supérieure du schéma de circuit (Ill.2). Pour cela, il existe trois possibilités de
représentation :
 Numérotation linéaire (1, 2, 3, ...) à distance égale de gauche à droite ;
 Désignation des sections de circuits (p. ex. alimentation électrique);
 Combinaison des deux méthodes.
Le schéma de circuit partiel peut être réalisé sous forme simplifiée ou sous forme
détaillée avec la représentation interne des composants.
Illustration 2 : Schéma de circuit en représentation détaillée
Schémas des circuits secondaires
OFPPT/DRIF/CDC
107
3. Equipement essuie-glace et lave-glace
Il comprend les essuie-glaces et les installations de lave-glace pour le pare-brise et la
vitre arrière. Sur le schéma électrique complet, il figure sous la section de circuit 6.
Illustration 1 : Equipement essuie-glaces et lave-glace
OFPPT/DRIF/CDC
108
Les moteurs d'essuie-glaces M5 et M6 sont branchés de façon à se retrouver en
position de repos après leur déclenchement.
L'équipement complet d'essuie-glaces et de lave-glace est protégé par le fusible F9.
Equipement essuie-glaces. Dans le schéma, le branchement des essuie-glaces du parebrise
est réalisé par le commutateur d'essuie-glace S10. Selon la position du commutateur, le
conducteur peut sélectionner des vitesses de balayage différentes.
Position de commutation J (circuit à intermittence) (Ill. 1)
Le moteur d'essuie-glace M5 du pare-brise est commandé par le relais intermittent d'essuieglace K2. A partir de la borne 15, le courant passe par le fusible F9 sur la borne 53a du
commutateur d'essuie-glace S10. Le temporisateur du relais K2 se trouve alimenté par la
borne J et prend sa masse par la borne 31.
Le relais K2 fait circuler le courant durant un bref instant à partir de la borne 15 en passant
par la borne Sjusqu'à l'entrée du moteur d'essuie-glace (borne 53).
Le moteur effectue un mouvement de balayage.
Pour la course de retour de l'essuie-glace en position initiale, l'alimentation par le
contact 53a est nécessaire. Ce contact alimente le moteur d'essuie-glace, quel que soit
sa position, pour sa course de retour. En position de repos, le moteur n'est plus
alimenté par la borne 53a, sinon l'essuie-glace fonctionnerait au-delà de cette position.
Lorsque le balai d'essuie-glace arrive en fin de course, le moteur doit être rapidement
immobilisé. Ceci est réalisé par un frein électrique. Le freinage est obtenu en
courtcircuitant les deux charbons de l'induit (encore en rotation à ce moment) avec la
masse.
Position de commutation 1 (Ill. 1)
Le moteur est alimenté en courant par la borne 53 (fonctionnement continu)
Position de commutation 2
Le moteur est alimenté en courant par la borne 53b (fonctionnement continu en
mouvement rapide). Une vitesse d'essuie-glace plus rapide est obtenue, car le moteur
d'essuie-glace est entraîné par l'enroulement shunt.
Installation lave-glace
Illustration 1 : Equipement essuie-glaces et lave-glace
Les moteurs d'essuie-glaces M5 et M6 sont branchés de façon à se retrouver en position
de repos après leur déclenchement.
En actionnant le commutateur de lave-glace S9, le moteur de lave-glace M4 est
alimenté. Le courant circule de la borne 15 par le fusible F9 au moteur M4 sur la
masse 31. La pompe transporte le liquide de nettoyage des vitres. Simultanément, le
relais intermittent est alimenté par la borne 86 et le moteur d'essuie-glace fonctionne
en mode intermittent aussi longtemps que le commutateur de lave-glace est actionné.
Installation lave-glace pour vitre arrière
Elle comprend le commutateur S11, le moteur d'essuie-glace de la vitre arrière M6 et le
moteur de pompe lave-glace pour la vitre arrière M7. Le commutateur S11 permet un
fonctionnement continu de l'essuie-glace arrière et, en plus, alimente la pompe à l'aide du
bouton-poussoir.
OFPPT/DRIF/CDC
109
5. Dispositifs de signalisation
Sur le schéma électrique complet, ils figurent sous la section de circuit 7.
Les dispositifs de signalisation sont composés des appareils qui permettent de générer
des signaux audibles (acoustiques) et visibles (optiques).
Dans le trafic routier, ces dispositifs prennent en charge des tâches d'avertissement et
d'information importantes pour les autres usagers de la route et constituent une
contribution importante à la sécurité routière.
Illustration 1 : Système de signalisation
Avertisseurs acoustiques. Les klaxons et les avertisseurs électropneumatiques en font
partie. Selon le schéma représenté, le conducteur peut sélectionner le klaxon B3 ou les
sirènes B4
OFPPT/DRIF/CDC
110
Selon les prescriptions légales, le fonctionnement simultané des deux avertisseurs n'est
pas autorisé. Pour le choix de l'avertisseur, un commutateur d'avertisseur S12 est
installé.
Klaxon B3. En actionnant le bouton-poussoir du klaxon S13, le courant circule
(fond bleu) de la borne 15 par le fusible F11 au klaxon B3 puis à la masse 31.
Avertisseurs électropneumatiques B4. L'interrupteur d'avertisseur S12 est commuté.
En activant S13, le courant de commande circule de la borne 15 par F11 au relais K3.
Le relais commute le courant de travail de la borna 30 par F10 aux avertisseurs
électropneumatiques B4 puis jusqu'à la masse 31.
Ce circuit est nécessaire car les courants des avertisseurs électropneumatiques sont
plus élevés que celui du klaxon.
Dans le schéma, le circuit de commande est de couleur vert clair et le circuit de travail
vert foncé.
Feux stop H10, H11.En actionnant la pédale de frein, l'interrupteur des feux stop F16
se ferme. Le courant circule de la borne 15 par F14 aux feux stop, ainsi qu'a la masse
31. Les véhicules neufs sont équipés d'un troisième feu stop. Les feux stop signalent
aux usagers de la route qui suivent le véhicule que le frein de service est actionné.
Feux indicateurs de direction. Le processus clignotant est actionné par le conducteur
à l'aide du commutateur d'indicateur de direction S15 et par la centrale clignotante K4.
Le témoin de contrôle des feux de direction indique au conducteur le bon
fonctionnement du dispositif.
OFPPT/DRIF/CDC
111
Illustration 2 : Flux de courant en mode clignotant et en mode de signalisation
de détresse
Si l'inverseur des feux clignotants S15L est actionné, le courant circule de la borne 15
sur le fusible F12 par le contact fermé du commutateur des feux de détresse S14 puis,
par les bornes 49 à la centrale clignotante K4 et à la masse. La sortie 49a de la centrale
clignotante K4 fournit un courant pulsé à l'inverseur des feux clignotants S15. Les
feux indicateurs de direction H6 et H7 sont à la masse par la borne 31. La lampe
témoin branchée entre les bornes 49 et 49a s'allume de façon alternée avec les feux
indicateurs de direction.
La défaillance d'un feu indicateur de direction est signalée soit par la fréquence plus
élevée du clignotement soit par le non-fonctionnement du témoin des clignoteurs.
Feux clignotants de détresse. Les véhicules multipistes ont besoin d'un dispositif de
signalisation de détresse. Celui-ci doit pouvoir être actionné indépendamment et
séparément des feux clignotants. La fonction du dispositif de signalisation de détresse
est aussi assurée sans contact d'allumage. Le dispositif est alimenté par le fusible F13
directement de la borne 30. Le fonctionnement de tous les feux clignotants doit être
indiqué au conducteur par le témoin rouge de signal de détresse H4.
Si le commutateur des feux de détresse S14 est actionné, le courant circule de la borne 30
vers F13 puis à la borne 49 de la centrale clignotante K4. Les quatre feux clignotants et le
témoin H4 sont alimentés en courant par la borne 49a.
6. Dispositifs d'éclairage
Sur le schéma de circuit électrique complet, ils figurent sous les sections suivantes :
8
pour les feux ;
9
pour les projecteurs ;
10
pour les phares antibrouillards et le feu brouillard arrière.
Feux (Ill. 1). Les feux de recul, l'éclairage intérieur, l'éclairage des instruments et de la
plaque d'immatriculation, les feux de position et les feux arrière sont représentés dans
la section de schéma 8.
Feux de recul ES. En enclenchant la marche arrière, le contacteur S17 se ferme et
dirige le courant de la borne 15 sur F15 aux feux de recul et à la masse.
Eclairage intérieur E3. Il peut être enclenché et déclenché par un interrupteur intégré
ou par les contacts de porte S24, respectivement S4. En ouvrant les portes, le contact est
établi entre Set S24 ouS4 et la masse. Pour pouvoir être actionné indépendamment de
l'interrupteur de démarrage, l'éclairage intérieur est alimenté en courant par la borne
30. La protection est assurée par le fusible F16.
OFPPT/DRIF/CDC
112
Eclairage des instruments E7. Si le commutateur des phares S18 se trouve en
position 1 ou 2, le courant circulera de la borne 30 par 58, F17 et par la résistance de
régulation R4 sur E7 et à la masse. La tension sur E7 peut être modifiée par la
résistance de régulation afin de pouvoir modifier l'intensité de l'éclairage des
instruments.
Illustration 1 : Eclairage
Eclairage de la plaque d'immatriculation- E9, E10, feux de position E11, E12,
feuxarrière E13, E14. Ils sont protégés par les fusibles F17, F18 respectivement F19
et sont alimentés en courant par les bornes 58L, 58R et 58 en position 1 et 2 du
commutateur des phares.
Circuit de feux de stationnement. Les feux de position et les feux arrière E11/E12
respectivement E13/E14, peuvent être sélectionnés par le commutateur des feux de
OFPPT/DRIF/CDC
113
stationnement S22 ou par la position 57L ou 57R. L’alimentation en courant de la
borne 57a est réalisée par le commutateur d'allumage démarrage S2 en position 0.
Projecteurs. Les feux de route et les feux de croisement sont représentés dans la
section 9 du schéma de circuit principal.
Lorsque le commutateur des phares S18 est en position 2, contact enclenché, la tension
est présente sur la borne 56 de l'inverseur croisement/route S19.
Feux de croisement (Ill. 1, fond rouge). Lorsque S19 est connecté à la borne 56b, les
feux de croisement sont enclenchés et protégés par les fusibles F21/F23.
Feux de route (Ill. 1, fond bleu). Lorsque S19 est connecté à la borne 56a, les feux de
route sont enclenchés et protégés par les fusibles F20/F22. Le témoin bleu H12 est
aussi automatiquement allumé.
Avertisseur lumineux. Lorsque la commande d'avertisseur lumineux S20 est
actionnée, le courant traverse les feux de route.
Illustration 1 : Flux de courantdes deux positions de l'inverseur
croisement/route
Phares de brouillard, feux arrière de brouillard. Ils sont représentés dans la section
10 du schéma principal.
OFPPT/DRIF/CDC
114
Phares de brouillard E17/E18. La tension est présente sur la borne 83 du
commutateur des feux de brouillard lorsque le commutateur des phares S18 se trouve
en position 1 ou 2.
Dans le cas où les feux de route ne sont pas enclenchés et que le commutateur des feux
de brouillard S23 est en position 1 ou 2, le courant circule de 83a sur la bobine de
commande du relais des feux de brouillard K5, de la borne 56a au phare E16, puis à la
masse 31. Le relais est actionné et les feux de brouillard sont alimentés en courant par
la borne 30.
Dans le schéma du circuit (Ill. 2), le courant de com mande du relais des feux de
brouillard K5 a un fond de couleurvert clair et le courant de travail est en vert foncé
Illustration 2 : Phares de brouillard, feux arrière de brouillard
Quand les feux de route sont allumés, la tension de la batterie est présente sur la borne
56a. Ainsi, le relais des feux de brouillard a la même tension sur les bornes 85 et 86 et
le champ magnétique de l'enroulement est interrompu. L'interrupteur du relais des feux
de brouillard s'ouvre et coupe les phares de brouillard.
Feux arrière de brouillard S23. En position 2 du commutateur du feu de brouillard
S23, les feux arrière de brouillard E19, E20 et le témoin H13 sont alimentés par la
borne 58 du commutateur des phares S18.
Système de nettoyage des phares (Ill. 3).Lorsque le contact est enclenché, les
moteurs du système de nettoyage des phares M8, M9, M10 sont alimentés depuis la
borne 15 par l'interrupteur à poussoir S21. Le retour des essuie-glaces en position
initiale est assuré par la borne 53a (voir Equipement d'essuie-glace et de lave-glace).
OFPPT/DRIF/CDC
115
Illustration 3 : Système de nettoyage des phares
Indications complémentaires et possibilités de désignation
Selon le constructeur du véhicule, la représentation des schémas de circuit peut varier.
Ceux-ci peuvent être complétés par différentes indications complémentaires (Ill. 1).
Les schémas de circuit peuvent être utilisés pour la recherche des défaillances dans les
installations électriques des véhicules et dans le cadre du montage ultérieur
d'équipements complémentaires (p. ex. chauffages permanents, systèmes de navigation
ou téléphones mobiles).
OFPPT/DRIF/CDC
116
Illustration 1 : Indications complémentaires et possibilités de désignation dans
les schémas de circuit
Utilisation des schémas de circuit
Les schémas de circuit sont utilisés dans le cadre de la recherche de défaillances du
réseau électrique de bord, respectivement des composants électriques. L'exemple cidessous (Ill. 1) montre le déroulement d'une recherche de défaillance de la commande
électrique de la boîte de vitesses au moyen d'un schéma de circuit.
Il faut toujours respecter les directives du fabricant lors de la recherche de défaillances !
OFPPT/DRIF/CDC
117
Illustration 1 : Recherche de défaillance de la commande électrique de la boite
de vitesses au moyen d’un schéma de circuit
OFPPT/DRIF/CDC
118
8.Avertisseurs
Les avertisseurs ont pour fonction de mettre en garde les autres usagers de la route
(klaxon, avertisseur lumineux), d'identifier le freinage (feux stop), d'indiquer les
changements de direction et de signaler un véhicule en situation de danger (feux de
détresse).
Klaxon. Selon les prescriptions légales, les véhicules doivent être équipés d'un dispositif
d'avertissement acoustique. Pour cela, on utilise des klaxons frappeurs (klaxons normaux)
et/ou des avertisseurs fanfare.
Klaxon frappeur. Il comprend un électroaimant, une armature, une assiette vibrante, une
membrane et un interrupteur actionné par l'armature (Ill. 1).
Illustration 1 : Klaxon frappeur
Lorsqu'on actionne le klaxon, l'armature et la membrane sont attirées par
l'électroaimant. Peu avant de toucher le noyau magnétique, l'armature appuie sur
l'interrupteur qui interrompt le courant dans la bobine. L'armature et la membrane
reviennent dans leur position initiale ce qui referme les contacts de l'interrupteur. Ce
processus se répète tant que le klaxon est commandé. L'assiette vibrante reliée à la
membrane Commence à vibrer lorsque que l'armature touche le noyau magnétique
(klaxon frappeur). La colonne d'air devant l'assiette vibrante se met également à vibrer
et génère un son continu.
Avertisseur surpuissant. Il est plus puissant que le klaxon normal. Son utilisation n'est
autorisée qu'en dehors des localités et ne peut pas remplacer le klaxon normal. Le véhicule
doit également être équipé d'un commutateur ceci afin que le conducteur puisse choisir s'il
veut utiliser le klaxon normal ou l'avertisseur surpuissant.
Avertisseur fanfare. Il peut être utilisé à la place de l'avertisseur surpuissant. Comme le
klaxon frappeur, il est composé d'une membrane et d'un électroaimant. Les vibrations de la
OFPPT/DRIF/CDC
119
colonne d'air dans l'amplificateur hélicoïdal génèrent le son caractéristique des
avertisseurs fanfare (Ill. 2).
Illustration 2 : Avertisseur fanfare
Avertisseur électropneumatique. C'est un avertisseur fanfare actionné par la pression
de l'air. Un compresseur électrique produit la pression de l'air nécessaire pour activer
la membrane.
Avertisseur lumineux. Grâce à l'avertisseur lumineux, le conducteur peut brièvement
allumer les grands phares pour envoyer un signal lumineux (p. ex. avant de dépasser
hors des localités ou pour attirer l'attention d'un autre usager de la route). L'avertisseur
lumineux est actionné par une commande "appel de phares".
Feux stop. Ils doivent s'allumer lorsque le frein de service (frein à pied) est actionné et
émettre une lumière de couleur rouge. Leur intensité lumineuse doit être
significativement supérieure à celle des autres feux arrière (à l'exception des feux
antibrouillard arrière).
Ampoules clignotantes. Elles sont utilisées pour les feux indicateurs de direction et pour
les feux de détresse (voir chapitre Dispositifs de signalisation). Elles doivent émettre une
lumière orange vers l'avant et orange ou rouge vers l'arrière.
Feux indicateurs de direction. Pour les actionner, on utilise des centrales clignotantes
électroniques. Leur fréquence de clignotement doit être de 90 +/- 30 impulsions à la
minute.
Feux de détresse. Ils sont obligatoires pour les véhicules multipistes. Les feux de détresse
doivent pouvoir fonctionner indépendamment des autres systèmes lumineux du véhicule et
être fonctionnels en permanence. C'est pour cette raison qu'ils sont branchés en parallèle. Le
OFPPT/DRIF/CDC
120
fonctionnement des feux de détresse doit être signalé au conducteur par un témoin lumineux
de couleur rouge.
9. Relais
Il s'agit d'un interrupteur électromécanique. Les contacts de relais sont actionnés par
un électroaimant.
Structure (Ill. 1). Un relais est composé d'une bobine, d'une armature avec ressort de
rappel et de contacts.
Illustration 1 : Structure d'un relais ouvert au repos
Types de relais. Selon le type de contacts et leur arrangement, on distingue les relais à
contact ouvert au repos, les relais à contact fermé au repos et les relais inverseur.
Relais ouvert au repos (à contact de travail) (Ill. 2). Il ferme le circuit entre la
source de tension et le consommateur, c'est-à-dire qu'il enclenche le consommateur.
Au moyen de l'électroaimant (bornes de raccordement 85 et 86), le courant de
commande active l'armature qui ferme les contacts. Cela a pour effet d'enclencher le
circuit du courant de travail (bornes de raccordement 88 et 88a). Un faible courant de
commande suffit à enclencher le circuit de travail (puissance).
Exemples d’utilisation : projecteurs principaux et supplémentaires, klaxon, moteur de
ventilateur, moteur de lève-vitre.
OFPPT/DRIF/CDC
121
Illustration 2 : Circuits d'un relais ouvert au repos avec circuit de commande
ouvert et fermé
Relais fermé au repos (à contact de repos) (Ill. 3). Il ouvre le circuit entre la source
de tension et le consommateur, il déclenche le consommateur.
Exemples d’utilisation : coupure du circuit de consommateur pendant le démarrage
(projecteurs principaux, chauffage de vitre arrière, radio, etc.).
Illustration 3 : Circuits d'un relais fermé au repos avec circuit de commande
ouvert et fermé
Relais inverseur (Ill. 4). Il s'agit d'une combinaison entre un relais ouvert au repos et
un relais fermé au repos. Il actionne en même temps deux circuits. Il alterne le passage
du courant d'un consommateur à l'autre. Le contact de travail d'un circuit se transforme
en contact de repos de l'autre circuit.
Exemples d'utilisation : inversion entre deux consommateurs (lampes à incandescence)
OFPPT/DRIF/CDC
122
Illustration 4 : Circuits d'un relais inverseur avec circuit de commande ouvert
et fermé
Le relais remplit les fonctions suivantes :
 Moyennant un petit courant de commande (environ 0,15 à 1 A), il enclenche de
grands courants de travail (p. ex. jusqu'à 2000 A dans les démarreurs) ;
 Raccourcir la distance de la ligne électrique principale entre la source de
tension et le récepteur pour limiter la chute de tension ; le câble de commande
traversé par un courant de faible intensité peut alors être plus long. Etant donné
que la ligne de commande a une section nettement plus petite que la ligne
principale, cela permet d'en réduire le coût et le poids ;
 Il protège les contacts de l'interrupteur de commande afin que les
consommateurs puissent être enclenchés par des courants initiaux plus
importants (p. ex. lampes à incandescence, démarreurs).
Désignation des bornes dans les relais. La désignation est normalisée selon DIN
72552.Toutefois, dans la pratique, on emploie encore souvent les anciennes désignations.
Quelques fabricants utilisent en outre leur propre système de désignation.
Tableau 1 : Désignation des bornes dans les relais selon DIN 72552
Désignation
de la borne
85
86
87
87a
OFPPT/DRIF/CDC
Signification
Circuit de commande (-)
Fin du bobinage
Circuit de commande (+)
Début du bobinage
Borne d'entrée
Circuit de travail
(rel. fermé au repos et rivera )
Borne de sortie
Circ de travail fermé au repos
Ancienne désignation
de la borne
85
86
30 / 51
87a
123
88
Borne d'entrée cire. de travail
30 f 51
(relais ouvert au repos)
88a
Borne de tonie
87
Circuit de travail ouv au repos
Dispositifs de protection dans les relais. Lors de l'interruption de passage du courant,
les enroulements des relais sont soumis à de fortes tensions d'induction qui peuvent
endommager les composants électroniques. L’emploi de diodes permet d'éviter tout
dégâts (Ill. 2).
Diode de protection contre la self-induction ou d'auto-induction (Ill. 1). Elle permet
au courant généré par la self-induction de la bobine de retourner dans celle-ci. Etant
donné que la tension de self-induction est générée dans le même sens que le courant de
commande, la diode est montée dans le sens blocage par rapport au courant de
commande.
Diode de protection contre l'inversion (Ill. 1). Son rôle est de protéger la diode de selfinduction contre l'inversion. Sans diode de protection contre l'inversion et en cas de
mauvais branchement (borne 85 (-) et 86 (+)), la diode de self-induction va absorber la
totalité du courant et va ainsi être détruite par un court-circuit.
Résistance de coupure (Ill. 1). Elle peut être utilisée à la place d'une diode de
protection contre la self-induction. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de monter une
diode de protection contre l'inversion. Ce système présente l'inconvénient d'engendrer
une perte de puissance.
Illustration 1 : Relais avec diode de protection contre la self-induction et diode
de protection contre l'inversion
Relais de protection contre les surtensions. Il sert à alimenter les appareils de
commande et à les protéger contre les surtensions.
Fonctionnement (Ill. 2). Lors de l'enclenchement du contact (borne 15), le circuit de
commande du relais est fermé et son contact actionne. Les appareils de commande sont
alimentés par le contact fermé (courant positif de la borne 30 à la borne 87). Dans cet
état, la diode Zener n'a pas d'influence sur le circuit. Si la tension de service dépasse la
tension de Zener, la diode laisse passer l'excédent de tension ainsi les pics de tension
sont dirigés directement à la borne 31/masse. La diode est capable de dissiper une
OFPPT/DRIF/CDC
124
valeur d'intensité définie ; au-delà d'une certaine valeur, l'intensité générée par cette
conduction à la masse fait fondre le fusible.
Illustration 2 : Relais de protection contre les surtensions
Relais Reed (Ill. 3). Le relais Reed est composé d'un tube en verre rempli d'un gaz de
protection dans lequel sont intégrées deux languettes de contact. Un bobinage
constitué de quelques spires de fil entoure le tube de verre.
Illustration 3 : Relais Reed
Fonctionnement. Lorsque la bobine est traversée par un courant, il se forme un champ
magnétique qui actionne les languettes de contact, lesquelles fonctionnent de manière
comparable à un noyau de bobine. Les lignes de champ cherchent à se raccourcir et, de
ce fait, ferment les languettes de contact. Si le courant est interrompu, le champ
magnétique disparaît et l'effet de ressort ouvre les languettes.
Le relais Reed peut être actionné par le champ magnétique généré par le courant
transitant par la bobine mais également par les lignes de champ d'un aimant permanent
(p. ex. pour la surveillance d'un niveau de remplissage).
10.Éclairage du véhicule
OFPPT/DRIF/CDC
125
Les fonctions des dispositifs d'éclairage des véhicules sont les suivantes :
 Éclairer la chaussée (p. ex. au moyen des feux de route, des feux de
croisement);
 Donner une visibilité accrue des contours du véhicule dans l'obscurité pour les
autres usagers de la route (p. ex. par les feux de position, les feux de
stationnement, les feux de recul) ;
 Indiquer les intentions du conducteur aux autres usagers de la route (p. ex. par
les feux indicateurs, les feux stop) ;
 Avertir les autres usagers de la route (p. ex. par les
 Feux de détresse) ;
 Signaler au conducteur le statut du dispositif d'éclairage (p. ex par la lampe
témoin des feux de route).
Les prescriptions légales concernant le système d'éclairage font une distinction entre
les projecteurs, les feux et les dispositifs réfléchissants (p. ex. réflecteurs arrière) (Ill.
Projecteurs. Ils servent à éclairer la chaussée.
Feux. Ils doivent permettre de distinguer le véhicule et de signaler les intentions du
conducteur.
Le véhicule doit être équipé des dispositifs d'éclairage réglementaires et peut également
être équipé de dispositifs d'éclairage supplémentaires.
1).
OFPPT/DRIF/CDC
126
Illustration 1 : Equipement d'éclairage
Possibilités de positionnement des projecteurs de route et de croisement (Ill. 2).
Système à deux projecteurs.L'éclairage de route et de positionnement est réuni dans un
seul réflecteur. Dans ce cas, on utilise des lampes à incandescence à deux filaments
(lampe bilux, lampe halogène H4).
Système à quatre projeteurs. Une paire de phares est prévue soit pour les feux de
croisement, soit pour les feux de croisement et de route. La deuxième paire de phares
est uniquement prévue pour les projecteurs de route.
Système à six projecteurs. En plus du système à quatre projecteurs,on compte encore une
paire deprojecteurs antibrouillard ou de projecteurs de route suivant la disposition des
projecteurs.
Illustration 2 : Systèmes de projecteurs
Les dispositifs d’éclairage doivent ...
 Être fixes (sauf les projecteurs escamotables) ;
 Être montés de façon à ne pas s'influencer mutuellement ;
OFPPT/DRIF/CDC
127
 Être constamment en état de fonctionnement.
Les paires de dispositifs d'éclairage doivent ...
 Être placées de façon symétrique ;
 Pouvoir s'allumer en même temps ;
 Avoir la même couleur et la même intensité lumineuse.
a. Sources de lumière
Les différentes ampoules qui peuvent être utilisées dans les projecteurs et les feux des
véhicules automobiles sont :
 Les lampes à incandescence à filament métallique ;
 Les lampes à décharge au néon ;
 Les lampes halogènes ;
 Les lampes à décharge à gaz ;
 Les diodes lumineuses.
Lampes à incandescence à filament. L'élément luminescent (filament) en tungstène a
un point de fusion d'environ 3400 °C. Le filament de l'ampoule peut atteindre 3000 C.
Pour éviter la combustion du filament à températures élevées et évacuer plus
facilement la chaleur, on supprime l'oxygène contenu dans l'ampoule et on le remplace
par une petite quantité d'azote ou de krypton.
Le tungstène est un conducteur froid, c'est-à-dire que sa résistance est plus faible à froid
qu'à chaud. De ce fait, l'intensité élevée présente à l'allumage peut provoquer la
destruction du filament. A températures élevées, le tungstène s'évapore et noircit
l'intérieur de l'ampoule réduisant le rendement lumineux.
Lampes halogènes (Ill. 1). Il s'agit de lampes à incandescence remplies d'un gaz
halogène (brome, iode). Dans leur comportement en service, les lampes halogènes se
distinguent des lampes à filament métallique par ...
 Une température plus élevée du filament et de l’ampoule ;
 Une pression intérieure du gaz plus élevée (jusqu'à environ 40 bar) ;
 Un meilleur rendement lumineux grâce à la température plus élevée du filament
OFPPT/DRIF/CDC
128
Illustration 1 : Lampes halogènes de type H4 et H7
Le tube des lampes halogènes est en verre de quartz. Il est de petite taille et peut
atteindre une température de 300 °C. Les vapeurs de tungstène sont soumises à une
réaction chimique et se déposent à nouveau à l'endroit le plus chaud du filament
(processus cyclique).
Grâce à ce processus cyclique, les parois de l'ampoule halogène restent claires car les
vapeurs de tungstène ne s'y déposent pas.
Lampes à décharge. Deux électrodes se trouvent à chaque extrémité d'une petite
ampoule en verre de forme sphérique et remplie de gaz xénon. La haute tension entre
ces deux électrodes produit un arc électrique. Les sels métalliques présents dans
l'ampoule en verre s'évaporent et ionisent l'endroit où se produit l'arc. Ils émettent alors
de la lumière et empêchent la fusion des électrodes.
Contrairement aux lampes à décharge pour systèmes à réflexion, les lampes pour
systèmes à projection (Ill.2)ne forment aucune zone d'ombre sur l'ampoule en verre.
Les lampes à décharge pour systèmes à réflexion nécessitent une zone d'ombre servant
à définir la ligne de séparation clair-obscur.
Illustration 2 : Lampe à décharge pour système à projection
OFPPT/DRIF/CDC
129
Par rapport aux lampes halogènes, les lampes à décharge présentent le désavantage de
n'atteindre l'intensité lumineuse maximale qu'après environ 5 s, contre 0,2 s pour les
lampes halogènes. C'est pourquoi la centrale de commande augmente l'intensité du
courant de la lampe durant la phase d'amorçage ceci afin d'obtenir le niveau de
luminosité maximale au plus vite.
Par rapport à une lampe halogène, la lampe à décharge présente les avantages
suivants :
 Meilleur éclairage de la chaussée ;
 Consommationréduite ;
 Rendement lumineux indépendant de la tension du réseau de bord ;
 Dégagement de chaleur réduit ;
 Durée de vie plus longue ;
 Couleur de la lumière émise comparable à la lumière du jour.
Transformateur électronique amont. Il est nécessaire au fonctionnement des lampes à
décharge. Il allume la lampe au moyen d'une impulsion de haute tension de 24 kV, en
générant un arc entreles électrodes de la lampe. Une fois la lampe allumée, il lui assure
une alimentation constante à 35 W avec une tension de service d'environ 85 V (courant
alternatif 300 Hz)
.
Du fait de la haute tension durant la phase d'allumage et de la tension de service
élevée, il y a danger d'électrocution si l'entretien n'est pas fait dans les règles ou si le
phare est endommagé. Respecter les prescriptions de sécurité !
Illustration 1 : Transformateur électronique amont
Circuit de
reconnaître
durant son
nouveau la
contrôle et de sécurité. Le transformateur amont est en mesure de
une interruption de l'arc, lors de l'allumage de la lampe à décharge ou
fonctionnement. Dans ce cas, il tente à plusieurs reprises d'allumer à
lampe. Si ces tentatives ne réussissent pas à cause d'une défaillance de
OFPPT/DRIF/CDC
130
l'ampoule ou du câble, la tension est interrompue. Dans les systèmes à autodiagnostic,
l'erreur est enregistrée dans la centrale de commande. Les défaillances des projecteurs
peuvent générer des surintensités. Si celles-ci sont supérieures à 20 mA, le
transformateur amont interrompt la tension d'alimentation de la lampe.
Lampe à décharge au néon. H s'agit d'une lampe à décharge qui atteint sa luminosité
maximale en 0,2 s environ, raison pour laquelle elle est principalement utilisée pour les
feux stop supplémentaires.
Diodes luminescentes (LED). En fonction de l'intensité lumineuse requise et de la
couleur d'éclairage souhaitée, on assemble le nombre correspondant de diodes en une
seule unité. Le regroupement des diodes permet en outre de réduire la probabilité de
défaillance de la fonction globale Les diodes luminescentes ont une durée de vie d'env.
10000 heures. Elles sont surtout utilisées pour les feux stop car, contrairement aux
ampoules à filaments ou aux lampes halogènes, elles atteignent leur intensité lumineuse
maximale en un temps très bref (environ 2 ms) (Ill. 2)
Illustration 2 : Processus d'allumage des diodes luminescentes
b.Systèmes de projecteurs avec lampes halogènes (Ill. 3).
Il se composent principalement de:
 Optique. Elle comprend le réflecteur et le diffuseur, la source lumineuse et le
dispositif de réglage du projecteur.
 Réflecteur. Il réfléchit et concentre la lumière de la lampe. On utilise des
réflecteurs paraboliques, ellipsoïdaux et à formes libres.
OFPPT/DRIF/CDC
131
Illustration 3 : Structure d'un projecteur H4
Systèmes de projecteurs avec réflecteurs paraboliques (Ill.4)
La forme est obtenue par la rotation d'une parabole autour de son axe qu'on nomme
l'axe optique. Ce type de réflecteur possède un foyer. Ces réflecteurs conviennent pour
les lampes unifilaires et bifilaires.
Illustration 4 : Réflecteur parabolique
Utilisation. Ce système de projecteurs est utilisé avec les lampes bifilaires H4 pour les
feux de croisement et les feux de routes.
Feu de route (Ill. 1). L'éclairage est assuré par le filament du feu de route qui se
trouve exactement au centre du réflecteur parabolique. La lumière est reflétée et
concentrée en faisceaux de manière à éclairer parallèlement à l'axe du phare. Grâce à
cette concentration, l'intensité du faisceau lumineux est presque mille fois plus élevée
que celle d'une lampe à incandescence sans réflecteur.
Feu de croisement (Ill. 1). L'éclairage est assuré par le filament du feu de croisement
situé devant le centre du réflecteur parabolique. Cette position provoque une
inclinaison des rayons lumineux vers l'axe de réflexion.
OFPPT/DRIF/CDC
132
Illustration 1 : Feu de route et feu de croisement
Pour éviter une dispersion de la lumière vers le haut, un cache (cuillère) est fixé sous
le filament du feu de croisement (Ill. 2). Il empêche les rayons de toucher la moitié
inférieure du réflecteur et de se disperser vers le haut. De plus, il permet une trajectoire
précise des rayons et détermine nettement la séparation entre la zone de lumière et la
zone d'obscurité (Ill. 3).
Ill. 2: Cache du feu de croisementIll. 3: Ligne de séparation clair-obscur
Réflecteur étagé (ill. 4). Sa surface est composée de réflecteurs paraboliques partiels et
de distances focales différentes (réflecteur multifocal).
Illustration 4 : Réflecteur étagé
OFPPT/DRIF/CDC
133
Il permet d'obtenir un meilleur rendement lumineux et un meilleur éclairage de la
chaussée.
Systèmes de projecteurs avec réflecteurs ellipsoïdaux (Ill 5).
On obtient la forme par la rotation d'une ellipse autour de son axe, qui est également
l'axe optique. Le réflecteur ellipsoïdal possède deux foyers.
Utilisation. Ces réflecteurs sont appropriés pour les feux de croisement et les
feuxantibrouillard à lampes unifilaires.
Illustration 5 : Réflecteur ellipsoïdal
Un système de projecteurs à réflecteur ellipsoïdal (Ill. 6) se compose de :

 Réflecteur ellipsoïdal
 Optique de diffusion
 Diaphragme
 Lentille convergente
Une lampe halogène unifilaire est placée au foyer Fi. Les rayons venant de Fi sont
envoyés par le réflecteur sur lefoyer F2 puis projetés par celui-ci sur la lentille
convergente qui concentre la lumière en un faisceau d'éclairage presque parallèle.
Illustration 6 : Réflecteur ellipsoïdal avec optique
Le diaphragme placé devant le foyer F2 a pour effet de créer une coupure précise entre
la clarté et l'obscurité. L'optique de diffusion permet une répartition uniforme de la
lumière. En comparaison avec les réflecteurs de forme parabolique, le rendement est
plus élevé.
Réflecteur ellipsoïdal multiple. C'est un réflecteur comprenant deux ellipses à
sommet commun, un axe principal commun et des axes secondaires différents
(dénomination du fabricant : réflecteur DE = réflecteur ellipsoïdal à trois axes;
réflecteur PES = réflecteur poly-ellipsoïdal). Ils sont constitués du réflecteur, du
OFPPT/DRIF/CDC
134
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
diaphragme et de la lentille convergente. A cause de sa forme complexe, le réflecteur
est fabriqué en matière plastique.
Sa construction géométrique permet à ce type de réflecteur d'avoir un rendement
lumineux très élevé avec peu de lumière de diffusion. Le diaphragme placé devant le
foyer a pour effet de créer une coupure précise entre la clarté et l'obscurité. L'optique
de diffusion répartit uniformément de la lumière.
Utilisation. Il est adapté pour les feux de croisement ou pour les phares de brouillard
avec lampes unifilaires ou lampes à décharge.
Illustration 1 : Réflecteurellipsoïdal multiple avec optique
Systèmes de projecteurs avec réflecteurs à formes libres.
Il s'agit de réflecteurs à foyer variable progressif. La forme du réflecteur est libre. Chaque
point du réflecteur est calculé pour éclairer une partie de la route (Ill.2).
Illustration 2 : Réflecteur à formes libres
Grâce à cette disposition, pratiquement toutes les surfaces du réflecteur peuvent être
exploitées pour les feux de croisement car elles sont conçues de manière à réfléchir la
lumière de tous les segments du réflecteur vers le bas (sur la route).
Les dénominations des constructeurs sont :
 Réflecteurs à surfaces libres (réflecteurs FF) ;
 Réflecteurs à focale variable (réflecteurs VF) ;
 Homogeneous Numerically calculated Surface (HNS).
OFPPT/DRIF/CDC
135
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
La surface du réflecteur est conçue selon les spécificités du constructeur automobile
pour une meilleure répartition de la lumière et pour l'éclairage de la chaussée (Ill. 3).
Les différentes zones ont les tâches suivantes :
 ZoneI : secteur asymétrique ; éclairage à longue distance du côté droit de la route ;
 ZoneII :secteursymétrique ; éclairage de l'espace directement situé au-dessous de
la ligne de séparation clair-obscur ;
 ZoneIII :secteur de champ proche ; destiné avant tout à l'éclairage de la chaussée;
 ZoneIV : secteur de champ proche ; destiné avant tout à l'éclairage des bords de la
route.
Illustration 3 : Réflecteur à formes libres - diffusion de la lumière
Utilisation. Les réflecteurs à formes libres peuvent être utilisés pour tous les types de
projecteurs équipés de lampes unifilaires ou de lampes à décharge. Le cache dans
l'ampoule pour le feu de croisement n'est plus nécessaire. Ainsi, toute la lumière
produite sert à l'éclairage de la chaussée.
De plus, le diffuseur peut être construit sans éléments de réfraction, en verre ou en
matière plastique.
Systèmes de projecteurs avec réflecteurs à formes libres et lentille de
projection (Ill. 4).
Les surfaces des réflecteurs sont disposées à l'aide de la technologie à surfaces libres.
La lumière produite est ainsi orientée surtout vers un diaphragme puis sur une lentille
de projection.
OFPPT/DRIF/CDC
136
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Illustration 4 : Réflecteur à formes libres avec lentille de projection
La lumière est orientée par le réflecteur de manière à être répartie vers le haut du
diaphragme puis récupérée par la lentille et projetée sur la route (désignation : Super
DE). Cette technique permet une large diffusion de la lumière et donc un meilleur
éclairage des bords de la route. La lumière peut être concentrée sur la ligne de
séparation clair-obscur.
Utilisation. Ce système peut être utilisé dans les projecteurs pour feux de croisement
équipés de lampes unifilaires et de lampes à décharge.
c. Systèmes de projecteurs avec lampes à décharge
Les véhicules équipés de feux de croisement avec lampes à décharge doivent être
munis des dispositifs techniques suivants :
 Réglage automatique de la distance d’éclairage ;
 Lave-phares ;
 Enclenchement automatique des feux de croisement lors de l'enclenchement des
feux de route.
Le réglage automatique de la distance d'éclairage et le lave-phares évitent d'aveugler
les usagers de la route circulant en sens inverse.
Le système de projecteurs peut être à réflexion ou à projection. Dans ce dernier cas, les
réflecteurs sont généralement de type à formes libres.
Réglage automatique de la distance d'éclairage. Il veille àce que les projecteurs
soient toujours automatiquement réglés correctement, indépendamment de l'état de
charge du véhicule. Des capteurs, placés sur l'essieu arrière, mesurent le travail des
amortisseurs (p. ex. lors du chargement). Un moteur assure ensuite l'angle
d'inclinaison correct du projecteur.
Réglage dynamique de la distance d'éclairage (Ill. 1). L'appareil de commande règle
l'angle d'inclinaison du projecteur au moyen d'un moteur pas à pas, sur la base de la
vitesse du véhicule et des informations fournies par les capteurs d'essieu avant et arrière.
Cela permet de compenser d'éventuels changements rapides d'inclinaison du véhicule
(freinage, accélération).
OFPPT/DRIF/CDC
137
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Illustration 1 : Réglage dynamique de la distance d'éclairage
Les systèmes de projecteurs avec lampes à décharge qui font office de feux de
croisement et de feux de route (désignation : Bi-Xénon, Bi-Litronic) disposent en
principe, enplus de l'unité d'éclairage à lampe à décharge, de feux de route
supplémentaires (p. ex. avec une lampe H7).
Dans les modules de projecteurs Bi-Xénon, le passage des feux de route aux feux de
croisement est réalisé à l'aide d'un diaphragme métallique (shutter) actionné par un
électroaimant (Ill. 2).
Illustration 2 : Module de projecteur Bi-Xénon
En mode feux de croisement, le diaphragme masque une partie de la lumière produite
par la lampe et définit ainsi la ligne de séparation clair-obscur. En mode feux de route,
le mécanisme laisse passer la totalité de la lumière produite par le dispositif (Ill. 3).
OFPPT/DRIF/CDC
138
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Illustration 3 : Diaphragme mécanique (shutter)
d. Systèmes de projecteurs adaptatifs
Les systèmes de projecteurs adaptatifs sont enmesure de s'adapter au différentes
situations de conduite, de luminosité et de météorologie.
Projecteurs directionnels dynamiques. Ils permettent d'adapter l'éclairage lors de la
conduite en virage et s'orientent en fonction du rayon du virage abordé par le véhicule.
Projecteurs directionnels statiques (phares orientables). Dans les contours très serrés
(p. ex. aux carrefours), un projecteur supplémentaire s'allume en plus du système
d'éclairage principal permettant ainsi d'éclairer la zone située autour du véhicule (Ill. 4).
Illustration 4 : Projecteurs directionnels
Construction. Le système est composé d'un projecteur supplémentaire à lampe
halogène et d'un module avec dispositif de pivotement (Ill. 1).
OFPPT/DRIF/CDC
139
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Illustration 1 : Système de projecteur avec projecteur directionnel dynamique
Fonctionnement. Le module Bi-Xénon dispose d'un diaphragme mobile permettant de
passer des feux de route aux feux de croisement. Le projecteur directionnel est orienté
en fonction du rayon du virage, par un engrenage à vis sans fin, entraîné par un moteur
pas à pas (Ill. 2). La détection du rayon du virage est opérée par des capteurs qui
mesurent soit l'angle de braquage du volant, soit la rotation du véhicule sur son axe
vertical. Un appareil de commande traite les signaux reçus et actionne le moteur pas à
pas qui entraîne le dispositif de pivotement.
Illustration 2 : Module de projecteur avec dispositif de pivotement
Le projecteur directionnel est enclenché dès que l'appareil de commande identifie un
changement de direction, c'est-à-dire même lorsque le véhicule tourne avec un angle
de braquage réduit.
OFPPT/DRIF/CDC
140
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Avec les systèmes d'éclairage modernes Bi-Xénon, il est possible de varier le champ
de diffusion de la lumière car le module du projecteur est équipé d'un écran
réfléchissant actionné électriquement (Ill.3).
Illustration 3 : Ecran réfléchissant
Différentes fonctions d'éclairage peuvent en outre être activées par la rotation de
l'écran réfléchissant, qui est relié au dispositif de pivotement.
Le système de pilotage automatique de l'éclairage permet d'activer des fonctions
supplémentaires selon la luminosité ambiante et les conditions de conduite.
Exemples de fonctions d'éclairage supplémentaires :
 Éclairage de base ;
 Faisceauxantibrouillard ;
 Éclairage en mode ville ;
 Éclairage en mode autoroute ;
 Éclairage en mode rue à vitesse limitée.
Les fonctionnalités de la gestion de l'éclairage dans les virages restent actives.
Commande automatique des feux de croisement. Des capteurs, situés dans la zone du
pare-brise, mesurent les conditions de lumière ambiante et transmettent ces informations à
la centrale de commande. Celle-ci, qui reçoit également des informations concernant la
vitesse et l'angle de braquage du véhicule, pilote alors l'écran réfléchissant et le dispositif
de réglage des projecteurs afin de les orienter dans la position appropriée.
Assistant des projecteurs de route. La commande automatique des feux de croisement peut
être complétée par l'assistant des projecteurs de route. Celui-ci optimise l'utilisation des
projecteurs en fonction de la situation. Il permet l'enclenchement et le déclenchement des
projecteurs, libérant ainsi le conducteur de cette tâche. Ce système permet également, grâce à
OFPPT/DRIF/CDC
141
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
l'activation et à la désactivation automatique, d'augmenter le temps durant lequel il est possible
de rouler avec les projecteurs de route allumés tout en évitant d'aveugler les autres usagers de
la route. Une caméra, placée sur la face avant du rétroviseur intérieur, mesure les conditions de
lumière et commande automatiquement l'enclenchement ou le déclenchement des projecteurs
de route.
L'assistant éteint automatiquement les projecteurs de route dès qu'il détecte du trafic
venant en sens inverse. Les projecteurs de route sont également éteints si le système
mesure suffisamment de lumière (p. ex. dans des endroits éclairés) ou à basse vitesse
(p. ex. en-dessous de 60 km/h.
Eclairage de base (feux de croisement). Contrairement aux feux de croisement
conventionnels, l'éclairage de base illumine mieux les bords de la route et a une portée
plus étendue. Il est activé entre 50 et 100 km/h.
Eclairage en mode ville. Dans ce mode, et à une vitesse inférieure à 50 km/h, le
système dispense un éclairage de portée moindre dont la diffusion est plus étendue que
l'éclairage de base.
Eclairage en mode rue à vitesse réduite. A une vitesse allant de 5 à 30 km/h, les
ampoules des deux projecteurs sont orientées à huit degrés par rapport aux bords de la
route.
Faisceaux antibrouillard. Ils servent d'appoint aux phares de brouillard normaux et
permettent d'éclairer plus intensément les bords de la route afin que leconducteur
aperçoive mieux le balisage et le marquage horizontal. Pour cela, les deux faisceaux
de lumière sont légèrement orientés vers l'extérieur. Les faisceaux de brouillard sont
automatiquement activés dès que les phares de brouillard sont allumés et que la
vitesse du véhicule est supérieure à 70 km/h. Ils s'éteignent automatiquement à
partir de 100 km/h.
Feux de mauvais temps. Ils sont activés si le capteur de pluie détecte des
précipitations ou lorsque les essuie-glace sont en fonction. Dans ce cas, le faisceau de
lumière du côté gauche est raccourci et la puissance lumineuse est réduite de 25 à 32
Watt, ce qui diminue la réflexion de la lumière sur la chaussée mouillée. La puissance
du projecteur de droite passe, quant à elle, de 35 à 38 Watt afin d'améliorer la visibilité
du côté du bord de la route.
Eclairage mode autoroute. A partir de 100 km/h, la puissance des phares est
augmentée afin d'augmenter la portée de l'éclairage.
Projecteurs de route. Par rapport aux projecteurs habituels, la puissance de l'éclairage
est augmentée de 35 à 38 Watt.
CONSEILS D'ATELIER
Dépannage des installations d'éclairage (lampes à incandescence)
Constatation : la lampe à incandescence ne fonctionne ples
Cause possible
Contrôle
Dépannage
Filament fondu
Contrôle visuel
Remplacer l'ampoule
OFPPT/DRIF/CDC
142
Guide de travaux pratiques
Fusible défectueux
Pas d'alimentation
électrique
L’ELECTROTECHNIQUE
Contrôle visuel
Remplacer le fusible
Mesure de la résistance, resp. Rétablir l'alimentation
de la tension
Constatation : la lampe à incendescence éclaire faiblement
Cause possible
Contrôle
Chute de tension dans
Mesure de la résistance, resp.
les câbles, resp. dans les de la tension
contacts
Batterie déchargée
Contrôle de la tension de la
batterie
Lampe non adaptée
Contrôle visuel
(Lampe 24 V dans un
système à 12V)
Dépannage
Eliminer la chute de
tension
Remplacer ou charger la
batterie
Remplacer la lampe
Calibrage des projecteurs à réglage automatique de la distance d'éclairage
Sur les véhicules équipés de projecteurs à réglage automatique de la distance
d'éclairage, le réglage de base s'effectue à l'aide d'appareils de diagnostic. Pour cela,
comme c'est le cas pour le réglage des systèmes de projecteurs normaux, le véhicule
doit être préparé en conséquence. Le réglage proprement dit est commandé par
l'appareil de diagnostic. Ce travail doit être effectué p. ex. après le remplacement du
système de projecteurs. Un réglage de base non effectué ou réalisé de manière erronée
peut provoquer un mauvais fonctionnement du réglage automatique de la distance
d'éclairage.
D'autres causes possibles sont :
 Moteur de réglage du projecteur défectueux ;
 Câblage endommagé / prise oxydée ;
 Capteurs du niveau du véhicule défectueux ;
 Barres de couplage entre capteurs et châssis tordues ou endommagées ;
 Appareil de commande défectueux.
Systèmes de projecteurs à technologie LED
Les projecteurs à technologie LED produisent une lumière similaire à la lumière du
jour.
Les LED blanches ont une température de couleur d'environ 5000 Kelvin (lumière du
jour : env. 6000 Kelvin). Les phares à LED, quant à eux, ont une température de
couleur de seulement 4000 Kelvin. Par rapport aux systèmes conventionnels, les
systèmes de projecteurs à LED présentent les avantages suivants :
OFPPT/DRIF/CDC
143
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
 Les dimensions réduites des systèmes LED permettent une grande liberté de
design ;
 Par rapport aux projecteurs avec ampoules à incandescence, la
technologie LED affiche une consommation d'énergie moindre ;
 Les LED ne s'usent pas.
Construction. Un système de projecteurs LED est composé de plusieurs unités LED
appelées arrays. Ceux-ci sont constitués de chips LED avec échangeur thermique,
réflecteur ainsi qu'une optique dont la forme varie (Ill. 1). Chaque unité LED est
enclenchée par une électronique de commande.
Illustration 1 : Unité LED
Fonctionnement. La diffusion de la lumière sur la chaussée est réalisée par des unités
LED à différents niveaux de réglage (Ill.2). Les unités LED sont ainsi enclenchées ou
déclenchées par groupes. Pour assurer l'éclairage en conduite de jour, certaines unités
LED peuvent être enclenchées à puissance réduite. Le refroidissement des unités LED
est assuré par un échangeur thermique. Certains systèmes sont équipés de ventilateurs,
montés dans le module d'éclairage, qui assurent une circulation d'air en direction du
verre du phare, améliorant ainsi le refroidissement.
Les systèmes de projecteurs à technologie LED garantissent toutes les fonctions
assurées par les systèmes de projecteurs adaptatifs.
OFPPT/DRIF/CDC
144
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Illustration 2 : Différents états d'un projecteur
IX.Capteurs
Dans les systèmes électroniques, les capteurs servent à mesurer les états de
fonctionnement et à les transformer en signaux électriques
1. Classification des capteurs
On différencie les capteurs selon :
 Leurs fonctions (p. ex. transmission du régime, de la température, de la
pression);
 Le genre de signal de sortie (p. ex. analogique, binaire, digital) ;
 Le type de courbe caractéristique (p. ex. toujours linéaire, toujours non linéaire,
non régulière) ;
 Le fonctionnement physique (p. ex. inductif, capacitif, optique, thermique);
 Le nombre de niveaux d'intégration (ill. 1) ;
 S’ils sont actifs ou passifs.
Niveaux d'intégration. On entend par là le nombre d'étapes nécessaires depuis la
mesure du signal jusqu'à son traitement dans la centrale de commande. R ex., dans les
capteurs du 3èTe niveau d'intégration, l'information est mesurée par le capteur et
convertie en tension électrique. Celle-ci est ensuite traitée (p. ex. renforcée) puis enfin
digitalisée (numérisée). Le signal est ensuite traité par une électronique d'évaluation
pour être utilisé directement par la centrale de commande. Un niveau d'intégration élevé
présente les avantages suivants :
 Grâce à la transmission du signal par un système de bus, le capteur peut
desservir plusieurs centrales de commande ;
 Le signal ne doit être traité qu'une seule fois pour pouvoir être utilisé dans
plusieurs centrales de commande ;
OFPPT/DRIF/CDC
145
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
 Grâce à la digitalisation, le signal est relativement protégé des perturbations ;
 Les centrales de commande peuvent facilement être adaptées à différents
capteurs car le traitement du signal a déjà lieu au niveau du capteur ;
 Au besoin, les informations du signal du capteur peuvent être demandées par
la centrale de commande elle-même.
Inconvénients :les capteurs des 2ème et 3ème niveaux d'intégrations ne peuvent plus être
contrôlés dans les ateliers avec des outils courants, tels que le multimètre ou
l'oscilloscope. Seul un testeur de moteur est capable de procéder au contrôle.
Capteurs actifs. Ce sont les capteurs qui ont besoin d'une alimentation électrique pour
pouvoir mesurer des valeurs physiques. Exemples de capteurs actifs : le débitmètre d'air
à film chaud, le capteur de pression d'admission, le capteur à effet Hall.
Capteurs passifs. Contrairement aux capteurs actifs, ils ne doivent pas être alimentés
électriquement. Exemples de capteurs passifs : les CTN, les potentiomètres, les
capteurs de cliquetis.
OFPPT/DRIF/CDC
146
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
TRAVAUX PRATIQUES
OFPPT/DRIF/CDC
147
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
UTILISATION D’UN MULTIMÈTRE
Objectif:
Effectuer des mesures électriques au multimètre sans faire d’erreur.
MATÉRIELS, CONSOMMABLES ET DOCUMENTS NÉCESSAIRES
Un multimètre.
ORGANISER SON POSTE DE TRAVAIL
Préparer
> Lire attentivement la notice du multimètre utilisé. Les multimètres modernes
sont conçus pour permettre l’accomplir des mesures fiables en toute sécurité.
> Critères de choix d’un multimètre :
• Précision de la mesure.
• Étendue des mesures nécessaires.
• Protection contre les erreurs de branchement et erreurs de calibrage.
• Protection contre les hautes tensions.
• Protection contre les chocs (housse caoutchouc).
• Fréquence des mesures.
Mesure d’une tension
La tension représente la différence de potentiel existant entre deux points d’un
circuit. Cette grandeur notée (U) s’exprime en volts (V).
1. Sélectionner le multimètre en position voltmètre (V continu).
2. Sélectionner le calibre approprié (par exemple 0 – 20 V).
3. Brancher l’appareil aux bornes de l’élément à mesurer en respectant la
polarité : touche rouge de l’appareil sur l’alimentation du circuit (+) et touche
noire sur la masse (-).
4. Lire sur l’afficheur la valeur mesurée.
Attention : Le voltmètre se branche toujours en parallèle.
Mesure d’une intensité
L’intensité est la quantité d’électricité circulant dans un circuit chaque
seconde. Cette grandeur notée (I) s’exprime en ampères (A).
OFPPT/DRIF/CDC
148
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
1. Sélectionner le multimètre en position ampèremètre.
2. Sélectionner le calibre approprié (jusqu’à 10 ampères).
3. Mettre le fil rouge de l’appareil sur la prise (10 ampères).
4. Mettre le circuit hors tension.
5. Déconnecter le circuit à l’entrée de l’élément à mesurer.
6. Brancher l’appareil aux bornes de l’élément à mesurer : touche rouge de
l’appareil sur l’alimentation du circuit (+) et touche noire sur l’entrée du
consommateur.
7. Mettre le circuit sur tension.
8. Lire sur l’afficheur la valeur mesurée.
Attention : L’ampèremètre se branche toujours en série.
Mesure d’une résistance
La résistance : C’est l’opposition du circuit au passage du courant. Cette
grandeur notée (R) s’exprime en ohms.
1. Sélectionner le multimètre en position ohmmètre.
2. Sélectionner le calibre approprié (par exemple 0 –10 ohms).
3. Mettre le circuit hors tension.
4. Déconnecter du circuit l’élément à mesurer.
5. Brancher l’appareil aux bornes de l’élément à mesurer.
6. Lire sur l’afficheur la valeur mesurée.
Attention : La mesure d’une résistance s’effectue circuit hors tension et le
composant isolé du circuit. L’ohmmètre se branche toujours en parallèle.
La puissance
C’est la quantité d’énergie consommée par un récepteur électrique chaque
seconde. Cette grandeur notée (P) s’exprime en watts (W).
Nota :
> Dans un montage série tous les récepteurs sont montés « bout à bout ».
OFPPT/DRIF/CDC
149
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
> Dans un montage parallèle (dérivation). Le câblage se scinde autant de fois
qu’il y a de récepteurs.
À NOTER
Pour mesure des intensités importantes il est nécessaire d’utiliser une
pince ampèremétrique. Dans ce cas, lire attentivement la notice de cet
outil de mesure.
CONTRÔLER ET CHARGER UNE BATTERIE
Objectif:
Vérifier si la batterie est apte à recevoir le courant venant du circuit de
charge et à délivrer le courant demandé par le démarreur.
Mettre en charge une batterie.
MATÉRIELS, CONSOMMABLES ET DOCUMENTS NÉCESSAIRES
Un voltmètre
Une pince ampèremétrique
Un chargeur de batterie
Un pèse acide ou un refractomètre
Une fiche de relevé des contrôles
Une batterie
ORGANISER SON POSTE DE TRAVAIL
Relever dans la revue technique du véhicule
>les caractéristiques de la batterie
Préparer
Il faut différencier les causes de mauvais fonctionnement d’une batterie :
> Batterie déchargée accidentellement (phares restés allumés..) : charger
pendant 10 h puis refaire les contrôles.
> L’alternateur ne recharge pas correctement la batterie : contrôler la charge
de l’alternateur.
> La batterie ne « prend pas » la charge (sulfatée) : charger pendant 10 h et
refaire le contrôle d’aptitude au démarrage.
> Le démarreur est en court-circuit et absorbe trop d’énergie : contrôler
l’intensité absorbée par le démarreur à l’aide d’une pince ampèremétrique.
OFPPT/DRIF/CDC
150
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
MESURER – CONTRÔLER
Charger
1. Débrancher la batterie ou simplement la cosse négative.
2. Vérifier le niveau d’électrolyte (10 à 15 mm au-dessus des plaques).
3. Laisser les bouchons ouverts.
4. Brancher le chargeur en parallèle : + chargeur sur + batterie et – sur –.
5. Régler la tension de charge (12 V).
6. Mettre le chargeur sous tension.
7. Charger au minimum d’intensité. En général, on charge au 1/10e de la
capacité nominale de la batterie pendant 10 h.
Ex : capacité 40 Ah = 4 A pendant 10 h.
Beaucoup de chargeurs possèdent un système de régulation : en début de
charge l’intensité est maximale puis diminue au fur et à mesure de la charge.
Lorsque l’ampèremètre est à 0, la batterie est chargée.
Contrôler
1. Nettoyer la batterie de toute trace de gras et d’humidité.
2. Contrôler le niveau d’électrolyte : 10 à 15 mm au-dessus des plaques (eau
distillée seulement).
OFPPT/DRIF/CDC
151
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Remarque : Au cours de la période chaude, une légère consommation d’eau
est normale.
En cas de consommation excessive d’eau, il faut contrôler le bon
fonctionnement du circuit de charge.
3. Décaper les bornes et les cosses pour assurer un bon contact électrique.
Mettre la batterie en place dans le véhicule. Mesurer au voltmètre la tension
de la batterie.
4. Contrôler l’état de charge de la batterie : À l’aide du pèse acide ou du
refractomètre contrôler la densité de l’électrolyte qui doit être au minimum de
1260 g/dm3 pour une batterie chargée.
4. Tension à vide (sans le contact) :
• + de 12 V : batterie chargée.
• - de 12 V : batterie déchargée.
5. Tension de démarrage : Actionner le démarreur 5 secondes sans
démarrer et lire la tension:
• + de 9,6 V : correct.
• - de 9,6 V : incorrect.
6. Tension sous charge : Démarrer le moteur et accélérer :
• Tension > tension à vide : correct.
• Tension < tension à vide : pas de charge.
• Tension > 14 V : voir l’alternateur (régulateur).
À NOTER
Ne pas présenter de flamme nue ni produire d’étincelle près d’une
batterie qui charge (risque d’explosion).
Pour les mêmes raisons, ne jamais débrancher les pinces du chargeur
avant d’avoir arrêté son fonctionnement.
Une batterie inactive doit être conservée à l’abri du gel, de l’humidité, à
une température voisine de 15 °C.
Ne pas confondre un chargeur de batterie avec un « booster » de
démarrage qui permet de dépanner un véhicule provisoirement qui a une
panne de batterie.
CONTRÔLER UN RELAIS
Objectif:
Identifier un relais et sa représentation schématique.
Contrôler l’état du relais sur un circuit électrique
MATÉRIELS, CONSOMMABLES ET DOCUMENTS NÉCESSAIRES
Identifier un relais et sa représentation schématique.
Contrôler l’état du relais sur un circuit électrique
ORGANISER SON POSTE DE TRAVAIL
Relever dans la revue technique du véhicule
> Le type du relais et ses caractéristiques.
> Le type du relais et ses caractéristiques.
Préparer
> Déposer le relais du véhicule.
MESURER – CONTRÔLER
OFPPT/DRIF/CDC
152
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
1. Vérifier la résistance du bobinage de commande du relais. En général
celui-ci fait de 60 à 100 ohms (voir les valeurs constructeurs) :
• si la résistance est infinie alors le bobinage est coupé,
• si la résistance est faible à nul alors le bobinage est en court-circuit.
2. Vérifier en commandant directement sur une batterie le relais :
• si celui-ci claque alors la partie commande du relais est bonne.
3. Vérifier alors la résistance du contact de la partie puissance avec un
ohmmètre, lorsque le relais est commandé :
• si la résistance entre les bornes de la partie puissance est faible (inf à 0.5
ohm) alors le contact est bon, à correct,
• si la résistance est supérieure à 0.5 ohm alors le contact est usé (due au
charbonnage provoqué par l’intensité qui traverse les contacts) ; ce qui
provoquera une chute de tension.
On peut aussi vérifier le fonctionnement du circuit du relais en simulant le
fonctionnement du relais. Pour cela il suffit :
>de débrancher la connectique du relais ;
>de relier (« shunter ») les prises des deux bornes des contacts arrivant sur le
relais, simulant ainsi son fonctionnement. Si le système qui est normalement
alimenté par le relais fonctionne alors il y a un problème sur la commande du
relais. S’il ne fonctionne pas alors il y a un problème d’alimentation au niveau
OFPPT/DRIF/CDC
153
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
du relais ou un problème de faisceau électrique.
Attention : Il est nécessaire de suivre les précautions constructeur dans tous
les cas.
Sur les relais possédant une diode de roue libre il faut faire attention de
ne pas se tromper de sens lorsqu’on alimente en + et masse le circuit de
commande pour contrôler le contact du circuit de puissance.
OFPPT/DRIF/CDC
154
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
CONTRÔLER L’ÉCLAIRAGE ET LA SIGNALISATION
Objectif:
Mettre le véhicule en conformité avec la réglementation du code de la route
en matière d’éclairage et de signalisation.
MATÉRIELS, CONSOMMABLES ET DOCUMENTS NÉCESSAIRES
La revue technique du véhicule
Le manuel d’utilisation du véhicule
Une fiche de relevé des contrôles
ORGANISER SON POSTE DE TRAVAIL
Relever dans la revue technique du véhicule
> Le schéma de câblage électrique.
> L’emplacement de la boîte à fusible.
> L’attribution pour chaque fusible.
> La méthode de dépose d’un bloc optique ou d’un feu arrière complet.
CONTRÔLER
L’éclairage
1. Les feux de position : 2 à l’avant, 2 à l’arrière. Puissance des lampes 5
watts.
2. Les feux de croisement et de route : lampe halogène H4 2 filaments
55/60 watts.
Lorsqu’un des filaments est grillé, la lampe est à remplacer.
3. Éclairage de plaque arrière : une ou plusieurs lampes de 5W.
4. Feux de brouillard : à l’arrière 21 W et à l’avant 55 W.
La signalisation
1. Les feux stop : Laisser l’éclairage en feux de position. Il faut en général
mettre le contact. Appuyer sur la pédale de freins, les 3 feux stop doivent
éclairer nettement plus fortement que les feux de position (position 5 W, stop
21 W ou/et leds).
2. Les clignotants : Actionner l’inverseur de clignotant à gauche, puis à
droite, le répétiteur de tableau de bord doit clignoter, sinon une des lampes AV
ou AR est en cause.
S’il y a une erreur de puissance de lampe, le rythme de clignotant sera modifié
(puissance des lampes 21 W).
3. Les feux de marche arrière : Il faut mettre le contact. Passé la marche
arrière, le ou les feux de marche arrière doivent s’allumer (puissance des
lampes 21 W). Essayer tous les accessoires selon les options du véhicule
(longue portée, antibrouillard…).
OFPPT/DRIF/CDC
155
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
DIAGNOSTIQUER Une lampe ne fonctionne pas :
À NOTER
OFPPT/DRIF/CDC
156
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Attention à ne pas mettre les doigts sur une ampoule halogène.
Les lampes à décharge (lampe au xénon) en utilisation normale sont
prévues pour la durée de vie du véhicule (sauf en cas de choc).
RÉGLER LES PHARES
Objectif:
Limiter la hauteur du faisceau des feux de croisement et centrer la direction
des feux de route.
MATÉRIELS, CONSOMMABLES ET DOCUMENTS NÉCESSAIRES
La revue technique du véhicule.
Un appareil de contrôle des phares (régloscope) et sa notice.
ORGANISER SON POSTE DE TRAVAIL
Relever dans la revue technique du véhicule
> La méthode de remplacement d’une lampe.
> La position des vis ou molettes de réglage des phares.
> Les conditions de contrôle.
Préparer
1. Nettoyer les vitres des phares.
2. Vérifier les impacts dus aux gravillons, l’état des paraboles et les fixations
de l’optique.
3. Vérifier le fonctionnement de l’ensemble du système d’éclairage et de
signalisation (voir fiche précédente) et particulièrement des feux :
• de position,
• de route,
• de croisement.
Vérifier la conformité des ampoules et remplacer les ampoules défectueuses
si nécessaire.
OFPPT/DRIF/CDC
157
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
4. Placer le véhicule et le régloscope sur une aire plane.
5. Vider le véhicule, s’il est chargé.
6. Placer les commandes d’abaissement des phares en cas de charge en
position 0 (non chargé).
7. Aligner l’appareil dans l’axe du véhicule.
8. Régler la position de l’appareil en hauteur et en longueur.
9. Prendre connaissance de la notice de l’appareil.
OFPPT/DRIF/CDC
158
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
CONTRÔLER – RÉGLER
1. Placer la commande des phares en position croisement.
2. Placer la molette du rabattement de faisceau à la valeur indiquée sur le
véhicule.
3. Contrôler la position supérieure du faisceau:
• hauteur,
• horizontalité et déport de la partie relevée.
4. Régler en hauteur et en direction pour amener le faisceau dans la position
du schéma ci-contre. Si le réglage est impossible, vérifier la position de la
lampe dans l’optique.
• vérifier sur le graphique du luxmètre l’horizontalité,
• vérifier sur le secteur croisement du luxmètre la limite tolérable.
5. Placer le commutateur en positon route. Si le réglage croisement a été
parfaitement réalisé, le point le plus lumineux du faisceau doit être centré sur
la cellule photoélectrique de l’appareil. Sinon, régler en direction seulement.
6. Revenir en position croisement.
7. Appuyer sur le bouton du luxmètre (si l’appareil en est muni) et parfaire le
réglage hauteur.
8. Revenir en position route.
9. Lire sur le luxmètre et parfaire le réglage en direction.
10. Répéter l’opération à l’autre phare.
Nota : Si l’intensité lumineuse est trop faible, remplacer la lampe de phare.
Remplacer l’optique complètement si la parabole est ternie ou la vitre fissurée
ou cassée.
À NOTER
Laisser refroidir les lampes halogènes avant de les déposer (3200 °C). Ne
pas toucher le verre avec les doigts.
La réglementation oblige les véhicules équipés de projecteurs avec des
lampes à décharge (lampe au xénon) à posséder des dispositifs :
• de correction d’assiette automatique, • de lave-phares.
OFPPT/DRIF/CDC
159
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
RÉVISER UN DÉMARREUR
Objectif:
Détecter l’origine des défauts lorsque le démarreur se lance dans le vide, est
bruyant ou tourne trop lentement en absorbant trop d’énergie.
Contrôler l’état général du démarreur après avoir effectuer les contrôles de la
fiche « contrôler le circuit de démarrage ».
MATÉRIELS, CONSOMMABLES ET DOCUMENTS NÉCESSAIRES
La revue technique du véhicule.
Une fiche de relevé des contrôles.
Un multimètre.
ORGANISER SON POSTE DE TRAVAIL
Relever dans la revue technique du véhicule
Les références du démarreur et les comparer avec celles du démarreur à
réviser (graver sur le corps du démarreur).
Préparer
1. Déposer le démarreur.
2. Essayer le démarreur sur batterie en le branchant ; le lanceur doit
s’avancer et le moteur tourner à la bonne vitesse. La roue libre doit agir.
RÉALISER L’INTERVENTION
Démonter
1. Déconnecter le câble d’alimentation des inducteurs.
2. Déposer la vis et le système de freinage arrière.
3. Déposer le flasque arrière et récupérer les rondelles de calage.
4. Dégager le corps du démarreur.
5. Chasser l’axe de la fourchette (si elle en est munie).
6. Dévisser et sortir le solénoïde. Retirer la fourchette en notant son sens.
7. Déposer l’induit muni du lanceur.
8. Chasser la bague, retirer le jonc ou les deux demi-joncs, sortir la bague et
le lanceur si le lanceur est à déposer.
1° La pince – sur le nez du démarreur
2° La pince + sur la borne 1 :
➞ Le contacteur doit claquer et le lanceur
avancer.
3° La pince + sur la borne 4 :
➞ Le moteur électrique doit tourner.
4° La pince + sur les bornes 1 et 2 à la
fois :
➞ Le lanceur doit avancer et le moteur
tourner
OFPPT/DRIF/CDC
160
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Test surdémarreurdéposé
Contrôler mécaniquement
1. L’entrefer entre la carcasse de l’induit et les masses polaires (traces de
frottement).
2. Le non-contact des bobinages de l’induit avec ceux de l’inducteur.
3. Le faux-rond du collecteur (0,05 mm maximum). Dégager l’isolant entre les
lames à l’aide d’un morceau de lame de scie à métaux dont la voie a été
meulée.
4. La roue libre, qui doit tourner librement dans un sens et résister au couple
dans l’autre.
5. Les bagues des flasques avant et arrière en replaçant les extrémités de
l’arbre d’induit dans leur logement.
6. L’état des balais : coulissement, usure. L’état des ressorts : force pressante.
7. Visuellement l’état : des soudures, des lames sur collecteur, des bobinages
(dénudés), des tendeurs non isolés.
Contrôler électriquement
1. L’induit :
• Continuité : Brancher un ohmmètre sur deux bagues du collecteur, il doit y
avoir continuité, et l’appareil doit indiquer la valeur de la résistance de l’induit
donné par le constructeur.
• Isolement : Brancher l’ohmmètre entre le collecteur et le corps de l’induit.
L’appareil doit indiquer une résistance infinie. Si l’ohmmètre indique une valeur
de résistance, il y a court circuit entre le collecteur et la masse. Changer le
rotor.
2. Les inducteurs :
• Continuité : brancher l’ohmmètre entre le balai et l’arrivée du courant dans
les enroulements; il doit indiquer la résistance donnée par le constructeur.
• Isolement : brancher l’ohmmètre entre les balais et le corps, l’appareil doit
indiquer une valeur infinie sinon il y a court-circuit.
3. Le solénoïde : En activant son bobinage d’appel, le noyau doit se déplacer
avec une légère aide.
OFPPT/DRIF/CDC
161
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
4. Le flasque ou porte-balais :
• Positif : isolement.
• Négatif : continuité.
5. Le lanceur :
• Contrôle des dents et de la roue libre.
• S’assurer que le pignon tourne dans le même sens que le démarreur. Il ne
doit pas tourner en sens inverse.
Remonter
1. Remplacer les balais si c’est nécessaire.
2. Graisser légèrement l’arbre côté lanceur.
3. Remonter dans l’ordre inverse du démontage en respectant :
• le sens de la fourchette et du solénoïde,
• l’alignement nez, carcasse, flasque arrière en respectant les détrompeurs.
4. Remonter le frein d’induit. Assurer le bon contact des balais sur le
collecteur.
À NOTER
OFPPT/DRIF/CDC
162
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
Les essais en dynamique du démarreur s’effectuent sur un banc d’essai
de démarreurs. A défaut, essayer à nouveau le démarreur sur la batterie
avant le remontage.
Actuellement la réfection d’un démarreur se fait très rarement. Avant de
réviser un démarreur, il faut voir s’il existe un nécessaire de réparation
pour ce démarreur. Parfois le coût d’un démarreur en échange standard
revient moins cher que la réfection complète du démarreur.
OFPPT/DRIF/CDC
163
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
RÉVISER UN ALTERNATEUR
Objectif:
Détecter l’origine du défaut en contrôlant chacun des éléments, si
l’alternateur ne débite pas ou débite insuffisamment après les contrôles de la
fiche « contrôler le circuit de charge ».
MATÉRIELS, CONSOMMABLES ET DOCUMENTS NÉCESSAIRES
La revue technique du véhicule.
Une fiche de relevé des contrôles.
Un multimètre.
Un fer à souder.
ORGANISER SON POSTE DE TRAVAIL
Relever dans la revue technique du véhicule
> Identifier l’alternateur et comparer ses références avec celles proposées
dans la revue technique.
> Noter les valeurs des résistances :
• du rotor (inducteur),
• du stator (induit).
Préparer
1. Déposer l’alternateur.
2. Contrôler la libre rotation du rotor.
3. Détecter les bruits de roulement éventuel.
RÉALISER L’INTERVENTION
Démonter
1. Déposer la poulie, le ventilateur et le radiateur.
2. Déposer le régulateur porte-balais.
3. Déposer les tirants et déposer le palier arrière (6). Sur certains modèles, il
faut d’abord dessouder les diodes (7) et repérer les fils.
OFPPT/DRIF/CDC
164
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
4. Dessouder les fils. Interposer une pince sur la queue des diodes afin
d’éviter de les détériorer par échauffement.
Déposer le rotor et le stator (4).
5. Chasser le roulement (2) du palier avant (1).
6. Extraire de l’arbre de rotor (3) le roulement arrière (5) à l’aide d’un petit
arrache-moyeu.
Contrôler mécaniquement
1. Faire tourner les roulements à la main pour constater leur état.
2. Vérifier les frottements éventuels entre rotor et cages feuilletées du stator.
3. Contrôler l’état des bagues lisses. Les polir avec une toile émeri usée.
4. Mesurer la longueur des balais, leur bon coulissement dans les porte-balais
et l’action des ressorts.
Contrôler électriquement
1. Le rotor :
OFPPT/DRIF/CDC
165
Guide de travaux pratiques
L’ELECTROTECHNIQUE
• Continuité : Brancher un ohmmètre sur les deux bagues, il doit y avoir
continuité, et l’appareil doit indiquer la valeur de la résistance du rotor donné
par le constructeur (entre 5 et 12 ohms).
• Isolement : Brancher l’ohmmètre entre une des deux bagues et l’arbre.
L’appareil doit indiquer une résistance infinie. Si l’ohmmètre indique une
valeur de résistance, il y a court circuit entre l’enroulement et la masse.
Changer le rotor.
2. Le stator :
• Continuité : brancher l’ohmmètre entre deux sorties du stator, puis les autres
; il doit indiquer la résistance donnée par le constructeur (entre 0,1 et 0,7
ohm).
• Isolement : brancher l’ohmmètre entre un fil du stator et l’armature, l’appareil
doit indiquer une valeur infinie sinon il y a court circuit.
3. Le pont de diodes :
Les diodes négatives :
• Placer une touche de l’ohmmètre sur le support des diodes et l’autre
successivement sur chacune des tiges de sortie.
• Inverser les touches de l’ohmmètre et répéter l’opération. Un sens doit
donner zéro (0) pour chacune et l’autre sens l’infini (I).
Les diodes positives : Effectuer les mêmes contrôles, les résultats doivent
être inversés.
4. Porte-balai : Contrôler l’isolement du porte-balai négatif (à la masse) et la
continuité du porte-balai positif (isolé).
5. Contrôle du régulateur : Le contrôle du régulateur se fera sur le moteur.
Brancher un voltmètre aux bornes de la batterie, accélérer le moteur, la
tension lue sur le voltmètre doit se stabiliser aux alentours de 14.5 Volts.
Remonter
1. Remplacer toutes les pièces usées.
2. Remonter tous les éléments en sens inverse du démontage.
À NOTER
Les essais électriques en dynamique d’un alternateur s’effectuent sur un
banc spécial de contrôle des alternateurs et régulateurs. Actuellement la
réfection d’un alternateur se fait très rarement. Avant de réviser un
alternateur, il faut voir s’il existe un nécessaire de réparation pour cet
alternateur. Parfois le coût d’un alternateur en échange standard revient
moins cher que la réfection complète.
OFPPT/DRIF/CDC
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