0.4 La technologie des équipements du contrôle électrique.

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relais-%c3%a9lectrom%c3%a9caniquesLa technologie des équipements du contrôle électrique a d’abord été électromécanique* (avec un peu d’électronique à tubes).
Puis, à partir de la fin des années 1960, de plus en plus électronique (analogique et logique câblée). D’abord à composants discrets, puis majoritairement intégrés. La technologie électronique s’impose avec l’arrivée des équipements du plan THT 1975.
L’évolution vers l’électronique numérique commence à ce moment-là, avec les équipements périphériques comme les consignateurs d’états. Pour les protections et automates, elle s’impose, petit à petit durant les années 1990,  pour aboutir au « tout numérique » au début des années 2000. En conservant malgré tout l’ancienne architecture et une filerie en grande partie traditionnelle, avec, comme évolution significative, l’arrivée de la fibre optique.

Sans perdre de vue que les réseaux électriques, et leurs composants électromécaniques : lignes, câbles souterrains, transformateurs, disjoncteurs, sectionneurs, résistances,  réactances, condensateurs, transformateurs de mesures…, ainsi que les alternateurs des centrales, sont régis par les lois de l’électrotechnique.

* Les appareils électromécaniques sont essentiellement basés sur l’électromagnétisme : un courant électrique produit un champ magnétique, qui peut être transformé en force mécanique. L’élément principal est la bobine de fil conducteur, dite aussi « solénoïde ». Parcourue par un courant électrique, elle génère un champ magnétique. La combinaison de bobines avec des éléments en métal magnétique, qui renforcent et canalisent le champ magnétique, est à l’origine de la plupart des matériels électromécaniques.
Les premiers appareils utilisaient le principe simple du noyau plongeur : un noyau en métal magnétique est attiré à l’intérieur d’une bobine parcourue par un courant. Le déplacement :
actionne un contact, commander une aiguille indicatrice, … Un relais comme le RP1 est basé sur ce principe. Dans un autre dispositif, une bobine est montée sur un circuit magnétique avec une partie mobile. Au passage du courant, le champ magnétique provoque : le déplacement de la pièce mobile, sa rotation… La plupart des relais, notamment ceux qui ont une action non proportionnelle, relais dits « tout ou rien », utilisent ce dispositif.
Dans les systèmes dits « à induction », l‘élément moteur est constitué d’un circuit magnétique équipé d’une ou plusieurs bobines. Un disque (ou une « cloche ») en métal conducteur (cuivre ou aluminium), monté sur un axe, passe dans un espace (entrefer) du circuit. Le champ magnétique généré par la ou les bobines, parcourues par un courant alternatif, induit des courants dans le disque (courants de Foucault). La réaction entre le champ magnétique et ces courants entrainent la rotation du disque, dont le sens dépend aussi du champ magnétique. Suivant les appareils, le disque passe dans l’entrefer d’un aimant permanent qui, selon les mêmes actions contrôle la vitesse de rotation ; plus le mouvement est rapide, plus le disque est freiné.
Ce dispositif est utilisé dans des relais de mesures et dans tous les compteurs électromécaniques d’énergie électrique en courant alternatif. Dans ce cas, le ou les éléments moteurs sont équipés de deux bobines alimentés par les grandeurs : courants et tensions – ou leur image – du circuit dont on veut enregistrer la consommation. 

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