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1 • Comprendre et maîtriser les effets dynamiques de l’électricité
lentes utilisant l’écoulement de fluides « naturels » (centrales hydro-électriques,
éoliennes). Quant à la plus grande partie de la puissance installée, elle résulte de
l’exploitation de turbo-alternateurs tirant leur énergie d’un fluide « intermédiaire »
accéléré sous l’effet de processus thermodynamiques (centrales nucléaires, centrales
thermiques).
Si la quasi-totalité de l’énergie électrique produite résulte ainsi du mouvement,
une fraction conséquente de l’électricité consommée retourne au mouvement en vue
de satisfaire à des besoins variés. Ainsi, près de 30 % de l’électricité utilisée en 2000
dans l’Union européenne correspond à l’alimentation des systèmes mûs à l’aide de
moteurs électriques. En France, ces moteurs absorbent environ 70 % de l’électricité
consommée dans le secteur industriel. Ces besoins se répartissent entre la motorisation des compresseurs (30 %), des pompes (20 %), des ventilateurs (13 %) et
l’actionnement de systèmes électromécaniques divers. Outre l’industrie, l’électromécanique joue également un rôle non-négligeable dans le secteur des transports ainsi
que dans celui du résidentiel et du tertiaire. Face à ce dernier domaine qui représente,
pour la France, près de 100 millions de tonnes équivalent pétrole, les moteurs et mécanismes électromécaniques (appareils ménagers, ascenceurs, systèmes domotiques)
sont ainsi responsables de 10 % de l’énergie consommée dans ce secteur à la fin des
années 2000.
1.3.2 La montée en puissance des réseaux électriques embarqués
Outre la poussée croissante de l’électromécanique à l’échelle des réseaux électriques
terrestres, la généralisation de l’électricité en tant que vecteur d’énergie principal des
systèmes énergétiques autonomes place l’électrodynamique au coeur de nouvelles révolutions technologiques. Amorcée durant le dernier quart du XX
e siècle, cette tendance au « tout électrique » s’exprime tout naturellement dans le domaine des engins
de transport. Qu’ils soient utilisés pour la propulsion, le pilotage ou la mise en oeuvre
de fonctions auxiliaires, les convertisseurs électromécaniques (moteurs, actionneurs,
générateurs) complètent avantageusement, supplantent dans certains cas, les moyens
mécaniques ou hydrauliques classiquement utilisés. C’est ainsi que se développent
les concepts de véhicule électrique, navire tout électrique, avion plus électrique donnant lieu à des progrès spectaculaires, tant en termes de performances (optimisation
énergétique) que de fonctionnalités (souplesse de pilotage
(1) ). De par sa modularité
et sa relative simplicité d’intégration, la solution électromécanique favorise en outre
la réduction des coûts de fabrication et d’exploitation. Un exemple particulièrement
révélateur de cette tendance à l’électrification systématique concerne les systèmes
de commande dits « x-by-wire ». Désormais incontournables en aéronautique, ces
(1) Dans le domaine de la propulsion des grands navires par exemple, l’utilisation de moteurs électriques
implantés au sein de nacelles orientables extérieures à la coque (propulseurs de type POD), permet d’envisager
des manœuvres jusqu’alors inaccessibles aux bâtiments à propulsion classique par lignes d’arbre.
1 • Comprendre et maîtriser les effets dynamiques de l’électricité
lentes utilisant l’écoulement de fluides « naturels » (centrales hydro-électriques,
éoliennes). Quant à la plus grande partie de la puissance installée, elle résulte de
l’exploitation de turbo-alternateurs tirant leur énergie d’un fluide « intermédiaire »
accéléré sous l’effet de processus thermodynamiques (centrales nucléaires, centrales
thermiques).
Si la quasi-totalité de l’énergie électrique produite résulte ainsi du mouvement,
une fraction conséquente de l’électricité consommée retourne au mouvement en vue
de satisfaire à des besoins variés. Ainsi, près de 30 % de l’électricité utilisée en 2000
dans l’Union européenne correspond à l’alimentation des systèmes mûs à l’aide de
moteurs électriques. En France, ces moteurs absorbent environ 70 % de l’électricité
consommée dans le secteur industriel. Ces besoins se répartissent entre la motorisation des compresseurs (30 %), des pompes (20 %), des ventilateurs (13 %) et
l’actionnement de systèmes électromécaniques divers. Outre l’industrie, l’électromécanique joue également un rôle non-négligeable dans le secteur des transports ainsi
que dans celui du résidentiel et du tertiaire. Face à ce dernier domaine qui représente,
pour la France, près de 100 millions de tonnes équivalent pétrole, les moteurs et mécanismes électromécaniques (appareils ménagers, ascenceurs, systèmes domotiques)
sont ainsi responsables de 10 % de l’énergie consommée dans ce secteur à la fin des
années 2000.
1.3.2 La montée en puissance des réseaux électriques embarqués
Outre la poussée croissante de l’électromécanique à l’échelle des réseaux électriques
terrestres, la généralisation de l’électricité en tant que vecteur d’énergie principal des
systèmes énergétiques autonomes place l’électrodynamique au coeur de nouvelles révolutions technologiques. Amorcée durant le dernier quart du XX
e siècle, cette tendance au « tout électrique » s’exprime tout naturellement dans le domaine des engins
de transport. Qu’ils soient utilisés pour la propulsion, le pilotage ou la mise en oeuvre
de fonctions auxiliaires, les convertisseurs électromécaniques (moteurs, actionneurs,
générateurs) complètent avantageusement, supplantent dans certains cas, les moyens
mécaniques ou hydrauliques classiquement utilisés. C’est ainsi que se développent
les concepts de véhicule électrique, navire tout électrique, avion plus électrique donnant lieu à des progrès spectaculaires, tant en termes de performances (optimisation
énergétique) que de fonctionnalités (souplesse de pilotage
(1) ). De par sa modularité
et sa relative simplicité d’intégration, la solution électromécanique favorise en outre
la réduction des coûts de fabrication et d’exploitation. Un exemple particulièrement
révélateur de cette tendance à l’électrification systématique concerne les systèmes
de commande dits « x-by-wire ». Désormais incontournables en aéronautique, ces
(1) Dans le domaine de la propulsion des grands navires par exemple, l’utilisation de moteurs électriques
implantés au sein de nacelles orientables extérieures à la coque (propulseurs de type POD), permet d’envisager
des manœuvres jusqu’alors inaccessibles aux bâtiments à propulsion classique par lignes d’arbre.