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1 • Comprendre et maîtriser les effets dynamiques de l’électricité
navette à enroulement longitudinal. On doit également à un de ses proches collaborateurs, Friedrich von Hefner-Alteneck (1845-1904), la structure d’armature en tambour actuellement employée dans la plupart des rotors de machines à courant continu.
Quant à la machine multipolaire, munie d’un induit en anneau ou en tambour, elle fait
son apparition à partir des années 1870.
Ainsi, la génératrice de Siemens, celle de Gramme ou encore celle que Thomas
Alva Edison (1847-1931) commercialisera quelques années plus tard aux États-Unis,
contribuent peu à peu à instaurer la machine électrique en tant qu’instrument incontournable du progrès industriel. Ce développement s’accélère sensiblement avec
l’exploitation de la réversibilité des machines dynamo-électriques. L’ère de la transmission de la puissance électrique est née. On aime à rappeler que la réversibilité
de la machine à courant continu fut mise en évidence accidentellement par Hyppolyte Fontaine (1833-1917) et Zénobe Gramme, à l’aide d’un montage associant deux
machines similaires, l’une étant alimentée par l’autre. Ce montage fut ainsi présenté
comme une innovation majeure lors de l’Exposition de Vienne en 1873. Pourtant, le
fait que le fonctionnement de la dynamo est simplement l’inverse de celui du moteur
semble connu de longue date. Daniel Davis y fait notamment référence, et de manière tout à fait explicite, dans son « manuel de magnétisme » publié à Boston dans
les années 1840 [27].
La dernière grande étape du développement des convertisseurs électromécaniques
à la fin du XIX
e siècle correspond sans nul doute à l’entrée en scène des machines à
courants alternatifs. Les réflexions menées en matière de transport de l’énergie électrique, dues notamment à Lucien Gaulard (1850-1888) au début des années 1880,
laissent à penser que les courants alternatifs, exploités sous de hautes tensions, sont
préférables aux courants continus pour transporter l’électricité sur de longues distances et la distribuer à ses utilisateurs potentiels. Face au développement de tels
réseaux d’énergie, la possibilité d’adapter les niveaux de tensions à l’aide du transformateur que Gaulard met au point avec son collègue anglais John Gibbs constitue
sans nul doute un sérieux avantage des courants alternatifs par rapport aux solutions à
courants continus. Par ailleurs, le générateur magnéto-électrique polyphasé à courant
alternatif, ou alternateur, constitue une machine relativement robuste déjà disponible
à cette époque. Gramme en construira plusieurs variantes, diphasées ou triphasées,
dès 1878. La figure 1.5 présente un modèle monophasé commercialisé par Siemens.
En revanche, contrairement à la machine à courant continu, le générateur à courant
alternatif ne saurait constituer un moteur convenable dans la mesure où il ne peut
démarrer par lui-même. Une réponse au problème est cependant suggérée par l’américain Walter Bailey qui démontre en 1879 la possibilité d’entretenir la rotation d’un
disque de cuivre plongé dans un champ tournant. Il exploite ainsi les effets électrodynamiques observés par Arago dès 1824 à l’aide d’un aimant se déplaçant devant un
conducteur massif. En 1883, le yougoslave Nikola Tesla (1856-1943), alors employé
de la Continental Edison en France, revendique la construction d’un premier démonstrateur de moteur à induction. Il émigre aux États-Unis en 1884 où ses premiers
1 • Comprendre et maîtriser les effets dynamiques de l’électricité
navette à enroulement longitudinal. On doit également à un de ses proches collaborateurs, Friedrich von Hefner-Alteneck (1845-1904), la structure d’armature en tambour actuellement employée dans la plupart des rotors de machines à courant continu.
Quant à la machine multipolaire, munie d’un induit en anneau ou en tambour, elle fait
son apparition à partir des années 1870.
Ainsi, la génératrice de Siemens, celle de Gramme ou encore celle que Thomas
Alva Edison (1847-1931) commercialisera quelques années plus tard aux États-Unis,
contribuent peu à peu à instaurer la machine électrique en tant qu’instrument incontournable du progrès industriel. Ce développement s’accélère sensiblement avec
l’exploitation de la réversibilité des machines dynamo-électriques. L’ère de la transmission de la puissance électrique est née. On aime à rappeler que la réversibilité
de la machine à courant continu fut mise en évidence accidentellement par Hyppolyte Fontaine (1833-1917) et Zénobe Gramme, à l’aide d’un montage associant deux
machines similaires, l’une étant alimentée par l’autre. Ce montage fut ainsi présenté
comme une innovation majeure lors de l’Exposition de Vienne en 1873. Pourtant, le
fait que le fonctionnement de la dynamo est simplement l’inverse de celui du moteur
semble connu de longue date. Daniel Davis y fait notamment référence, et de manière tout à fait explicite, dans son « manuel de magnétisme » publié à Boston dans
les années 1840 [27].
La dernière grande étape du développement des convertisseurs électromécaniques
à la fin du XIX
e siècle correspond sans nul doute à l’entrée en scène des machines à
courants alternatifs. Les réflexions menées en matière de transport de l’énergie électrique, dues notamment à Lucien Gaulard (1850-1888) au début des années 1880,
laissent à penser que les courants alternatifs, exploités sous de hautes tensions, sont
préférables aux courants continus pour transporter l’électricité sur de longues distances et la distribuer à ses utilisateurs potentiels. Face au développement de tels
réseaux d’énergie, la possibilité d’adapter les niveaux de tensions à l’aide du transformateur que Gaulard met au point avec son collègue anglais John Gibbs constitue
sans nul doute un sérieux avantage des courants alternatifs par rapport aux solutions à
courants continus. Par ailleurs, le générateur magnéto-électrique polyphasé à courant
alternatif, ou alternateur, constitue une machine relativement robuste déjà disponible
à cette époque. Gramme en construira plusieurs variantes, diphasées ou triphasées,
dès 1878. La figure 1.5 présente un modèle monophasé commercialisé par Siemens.
En revanche, contrairement à la machine à courant continu, le générateur à courant
alternatif ne saurait constituer un moteur convenable dans la mesure où il ne peut
démarrer par lui-même. Une réponse au problème est cependant suggérée par l’américain Walter Bailey qui démontre en 1879 la possibilité d’entretenir la rotation d’un
disque de cuivre plongé dans un champ tournant. Il exploite ainsi les effets électrodynamiques observés par Arago dès 1824 à l’aide d’un aimant se déplaçant devant un
conducteur massif. En 1883, le yougoslave Nikola Tesla (1856-1943), alors employé
de la Continental Edison en France, revendique la construction d’un premier démonstrateur de moteur à induction. Il émigre aux États-Unis en 1884 où ses premiers