1.3 Enjeux modernes de l’électrodynamique
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architectures pénètrent peu à peu le monde de l’automobile
(1) . L’électromécanique
s’impose ainsi progressivement au niveau le plus intime des chaînes de pilotage des
navires, aéronefs et véhicules terrestres.
Pour évaluer concrètement l’impact de l’électromécanique au sein de ces réseaux
embarqués, on peut tout d’abord observer l’évolution des puissances électriques installées à bord des automobiles. Le tableau 1.2 précise à cette fin l’évolution des caractéristiques principales des générateurs électriques utilisés. Le choix du réseau à
courant continu, incluant un organe de stockage électrochimique à basse tension,
a fait logiquement de la machine dynamo-électrique régulée en tension
(2) la solution de référence jusque dans les années 1960. Apparaissent alors les premiers alternateurs automobiles dont la généralisation permettra d’accroître sensiblement les
performances et la fiabilité du réseau de bord des véhicules
(3) . L’augmentation des
puissances consommées et le recours quasi-systématique aux semi-conducteurs pour
contrôler les systèmes embarqués imposent aujourd’hui une nouvelle augmentation
de la tension du réseau (de 12 V à 42 V). Soulignons là encore qu’une grande part
de l’énergie électrique disponible est utilisée par des actionneurs électromécaniques
dont le nombre croît considérablement à partir des années 1980
(4) . Dédiés tant à
l’amélioration du confort des passagers qu’aux fonctions d’assistance ou de contrôle
du véhicule, on considère que ces actionneurs et leur faisceau de cablage représentent
aujourd’hui une masse embarquée de l’ordre de 100 kg.
Tableau 1.2 Évolution des générateurs électriques utilisés dans les véhicules
automobiles particuliers
Année
Type de générateur
Tension / Courant
Puissance massique
1920
6 V / 12 A
6 W.kg −1
1940
dynamo
12 V / 12 A
23 W.kg −1
1960
12 V / 30 A
52 W.kg −1
1970
13,5 V / 35 A
114 W.kg −1
1990
alternateur
13,5 V / 70 A
210 W.kg −1
2010
42 V / 50 A
300 W.kg −1
(1) Bien plus qu’une simple évolution technologique, le relayage des ordres de commande par voie purement
électrique suppose la suppression des liens mécaniques entre l’interface homme-machine et les organes de
puissance. Face au domaine de l’automobile « grand public », cette stratégie constitue une rupture majeure
dans les schémas de pensée couramment admis tant par l’utilisateur que par le concepteur. On mesure aisément
ses implications en termes de sûreté et de sécurité de fonctionnement.
(2) La génératrice à courant continu contrôlée par régulateur de tension est introduite par Léon Cibié en 1913.
(3) En 1965, Ducellier commercialise le premier alternateur du marché automobile français. Ce générateur
monophasé de 390 W est monté pour la première fois sur la Citroën Ami 6. Deux ans plus tard, un alternateur
triphasé à pont de diodes incorporé et régulateur séparé équipera la Citroën DS 21.
(4) À titre d’exemple, une Citroën DS 21 « Pallas » de 1968 comporte moins de 10 actionneurs (moteurs à
collecteurs pour la plupart), tandis qu’une Citroën XM « Exclusive » des années 1990 en compte plus de 50
(relais non compris), dont 30 sont affectés à des fonctions de contrôle du moteur thermique.
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architectures pénètrent peu à peu le monde de l’automobile
(1) . L’électromécanique
s’impose ainsi progressivement au niveau le plus intime des chaînes de pilotage des
navires, aéronefs et véhicules terrestres.
Pour évaluer concrètement l’impact de l’électromécanique au sein de ces réseaux
embarqués, on peut tout d’abord observer l’évolution des puissances électriques installées à bord des automobiles. Le tableau 1.2 précise à cette fin l’évolution des caractéristiques principales des générateurs électriques utilisés. Le choix du réseau à
courant continu, incluant un organe de stockage électrochimique à basse tension,
a fait logiquement de la machine dynamo-électrique régulée en tension
(2) la solution de référence jusque dans les années 1960. Apparaissent alors les premiers alternateurs automobiles dont la généralisation permettra d’accroître sensiblement les
performances et la fiabilité du réseau de bord des véhicules
(3) . L’augmentation des
puissances consommées et le recours quasi-systématique aux semi-conducteurs pour
contrôler les systèmes embarqués imposent aujourd’hui une nouvelle augmentation
de la tension du réseau (de 12 V à 42 V). Soulignons là encore qu’une grande part
de l’énergie électrique disponible est utilisée par des actionneurs électromécaniques
dont le nombre croît considérablement à partir des années 1980
(4) . Dédiés tant à
l’amélioration du confort des passagers qu’aux fonctions d’assistance ou de contrôle
du véhicule, on considère que ces actionneurs et leur faisceau de cablage représentent
aujourd’hui une masse embarquée de l’ordre de 100 kg.
Tableau 1.2 Évolution des générateurs électriques utilisés dans les véhicules
automobiles particuliers
Année
Type de générateur
Tension / Courant
Puissance massique
1920
6 V / 12 A
6 W.kg −1
1940
dynamo
12 V / 12 A
23 W.kg −1
1960
12 V / 30 A
52 W.kg −1
1970
13,5 V / 35 A
114 W.kg −1
1990
alternateur
13,5 V / 70 A
210 W.kg −1
2010
42 V / 50 A
300 W.kg −1
(1) Bien plus qu’une simple évolution technologique, le relayage des ordres de commande par voie purement
électrique suppose la suppression des liens mécaniques entre l’interface homme-machine et les organes de
puissance. Face au domaine de l’automobile « grand public », cette stratégie constitue une rupture majeure
dans les schémas de pensée couramment admis tant par l’utilisateur que par le concepteur. On mesure aisément
ses implications en termes de sûreté et de sécurité de fonctionnement.
(2) La génératrice à courant continu contrôlée par régulateur de tension est introduite par Léon Cibié en 1913.
(3) En 1965, Ducellier commercialise le premier alternateur du marché automobile français. Ce générateur
monophasé de 390 W est monté pour la première fois sur la Citroën Ami 6. Deux ans plus tard, un alternateur
triphasé à pont de diodes incorporé et régulateur séparé équipera la Citroën DS 21.
(4) À titre d’exemple, une Citroën DS 21 « Pallas » de 1968 comporte moins de 10 actionneurs (moteurs à
collecteurs pour la plupart), tandis qu’une Citroën XM « Exclusive » des années 1990 en compte plus de 50
(relais non compris), dont 30 sont affectés à des fonctions de contrôle du moteur thermique.