Va falloir s’y faire…
Qu’on se le dise, on ne s’appelle pas “petrolhead” pour rien. Par principe, pour vibrer, il nous faut du bruit. Malheureusement les électrons n’en font pas, mais on n’y échappera pas… Donc autant faire contre mauvaise fortune bon coeur et chercher comment ces bagnoles à piles vont pouvoir nous attirer ! Le but de cette rubrique est de comprendre comment ça marche pour ne plus voir ça comme un Dyson à roulettes.
J’étais de base très fortement réfractaire à l’électrification automobile. Mais à force de bosser avec et suivre l’évolution technologique, j’ai fini par y voir un certain attrait. Indépendamment du bruit et du feeling au volant – non ressenti par la grosse majorité des “passionnés” roulant pourtant dans un gros SUV Diesel, une partie de ce qui rend un moteur thermique passionnant est de comprendre le fonctionnement et se représenter le défi technique à le faire progresser. Même si beaucoup de gens ne savent pas à quoi sert le sodium dans les soupapes creuses du W16 de la Chiron ou le Nickasil sur les parois des cylindres de la F40, savoir jusqu’où les constructeurs vont pour progresser fait rêver.
Et le moteur électrique, comme les batteries et les onduleurs, ne font pas rêver. Dans l’esprit des gens, c’est juste un gros truc cylindrique qu’on branche et qui tourne, avec un gros truc parallélépipède rectangle (madame Monique, si vous me lisez, j’ai pu utiliser ce mot une fois dans ma vie) qui stocke l’électricité et un… ça ressemble à quoi encore un onduleur ?
Cette rubrique “Electro-aimant” va donc essayer de rendre l’avenir électrique un peu plus sympa en tentant de vulgariser et rendre accessible au plus grand nombre ce qui se cache là-dessous. Je ne suis moi-même toujours pas très excité par les batteries, donc on se concentrera sur le système d’entrainement, en effleurant le reste pour comprendre l’ensemble. On commencera par le moteur classique à flux radial, et vous comprendrez la différence avec les flux axiaux quand on y viendra.
Un système d’entrainement, comme on le voit ci-dessus, est constitué de 3 grands ensembles :
- L’électronique de puissance : interface entre l’électricité stockée dans la batterie (en courant continu) et l’électricité utilisée par le moteur électrique pour tourner (en courant alternatif). Comme ce n’est pas la même sorte d’électricité, il faut la transformer.
- Le moteur : constitué d’un rotor et d’un stator, il va convertir l’énergie électrique en énergie mécanique pour faire rouler le véhicule.
- Le réducteur : la partie mécanique constituée d’engrenages, il va modifier le rapport vitesse-couple.
On n’est pas dans le cours passionnant d’un chargé de cours à l’unif’ (dieu merci), donc on survolera juste les principes et concepts, sans rentrer trop dans les détails. Déjà parce que ce serait super-chiant pour vous, et aussi parce que mon assiduité à écouter le-dit chargé de cours et ma réussite à valider ses examens étaient proches de zéro.
Les composants d’un moteur électrique
DONC ! Un moteur électrique, c’est quoi ? C’est un truc qui tourne dans un truc qui ne tourne pas. Le truc qui tourne, c’est le bien nommé rotor. Rotor, rotatif, rotation, c’est facile. Le truc qui ne tourne pas, c’est le stator. Stator, statique, même principe.
Visuellement ça ressemble à quoi ? On peut voir ça comme un poulet sur sa broche qui tourne dans un four. Le poulet, c’est le rotor, le four, c’est le stator. Comme le piaf, le rotor a une grande tige plantée dans le derrière qui lui permet de tourner sur lui-même (= l’axe). Les supports de la broche, dans un moteur électrique ça s’appelle les roulements. Ce sont des petites billes qui tournent entre 2 bagues. Sans rentrer dans les détails (on avait 200 pages de théorie rien que sur ça), ça permet de tourner avec le minimum de frottement, et donc de perte d’énergie et d’échauffement.
Le rotor, le stator et les roulements sont contenus dans un châssis (aussi appelé carcasse), avec un endroit pour raccorder les câbles d’alimentation – appelé le bornier, la boite à borne ou à raccordement. Ca, ce sont les composants de base similaires à tous les types de moteur (à flux radial), même industriels comme vous pouvez le voir sur le schéma.
Par contre, des types de moteurs, il y en a une chiée et c’est du genre complexe… Donc on va commencer par bosser un peu la théorie dans Electro-aimant #2.
Note de l’auteur : des erreurs pourront certainement se glisser dans ces articles. Je m’y connais plus que certains, et moins que d’autres. Donc toute remarque, correction ou précision est fortement souhaitée.
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