Onduleurs

Les variations ou les perturbations du réseau électrique peuvent solliciter fortement les appareils techniques. Pour les entreprises, cela se traduit souvent par des pannes informatiques, voire des pertes de données. Chez les particuliers, les variations de tension peuvent endommager les équipements de communication, de divertissement ou de sécurité. Que ce soit pour protéger le matériel informatique professionnel ou de simples appareils électroniques, l’onduleur ou alimentation sans interruption (ASI) a fait ses preuves.

Heureusement, les pannes de courant sont assez rares en Suisse. Et pourtant, il arrive que des fluctuations affectent la continuité de l’alimentation, mais aussi la qualité du courant électrique, ce qui peut altérer le fonctionnement des systèmes électroniques sensibles. Le réseau connaît ainsi régulièrement des chutes de tension inopinées, dues par exemple à des courts-circuits ou à des courants de démarrage particulièrement élevés dans les systèmes électriques. Par ailleurs, la foudre et la mise hors tension de gros consommateurs d’électricité entraînent des pics de tension.

Certaines perturbations météo, comme des tempêtes, chutes de neige ou fortes pluies, peuvent également perturber la stabilité du réseau. Même si les fournisseurs d’énergie compensent les fluctuations et les irrégularités de la fréquence du réseau, des impacts au niveau local peuvent toujours perturber le fonctionnement des appareils et des systèmes informatiques sensibles, voire les endommager.

Disposer d’une alimentation électrique fiable et sûre pour les appareils de communication et d’information revêt donc une importance sans cesse croissante. Pour y parvenir, il s’agit d’intercaler une alimentation sans interruption (ASI), également appelée onduleur, entre le réseau de distribution et les équipements à protéger. En fonction du concept de cet onduleur, les consommateurs connectés pourront ainsi être protégés des perturbations. Les perturbations potentielles du réseau peuvent être des pannes durant plus de 10 ms, des surtensions ou des sous-tensions continues, des variations de tension, c’est-à-dire des creux d’une durée inférieure ou égale à 16 ms, des pics de tension ou des pics de commutation.

Les onduleurs trouvent, par exemple, des applications dans les systèmes informatiques, notamment les serveurs de bases de données et d’e-mail, les systèmes domotiques, les systèmes de contrôle des processus, les standards téléphoniques, l’éclairage d’urgence et des tunnels ou les systèmes hospitaliers. Aujourd’hui, les onduleurs sont omniprésents, y compris dans les systèmes des PME, voire ceux des particuliers.

Comment fonctionne un onduleur?

Le système électronique d’un onduleur surveille en permanence la tension en provenance du secteur. En cas de coupure, les onduleurs de classe 2 et 3 basculent en quelques millisecondes sur l’alimentation interne, assurée par une batterie ou un réseau de batteries. Cette commutation entraîne une brève coupure de l’alimentation de quelques millisecondes (le temps de contredire la dénomination «alimentation sans interruption»). Celle-ci est pourtant tolérée par une grande partie des appareils alimentés par courant sans occasionner de perturbations. Seuls les onduleurs de classe 1 ne connaissent pas d’interruption puisque le courant est fourni en permanence par le générateur de l’onduleur.

Selon le type d’onduleur, il est possible de pallier des pannes allant d’une minute à plusieurs heures. En cas de panne de courant totale, ce délai permet d’en déterminer l’origine et d’y remédier ou bien d’éteindre les systèmes connectés sans occasionner de dommages. On évite ainsi l’effondrement complet du système.

De nombreux onduleurs peuvent envoyer un signal d’alarme via un bus de données et signaler le défaut sans délai au responsable du système. Toutes les données pertinentes peuvent être ainsi consultées, surveillées ou contrôlées à tout moment, y compris dans le cadre d’un fonctionnement normal, et sur n’importe quel terminal relié au réseau. Et en cas de panne, un logiciel d’arrêt peut fermer directement les fichiers ouverts et éteindre les systèmes concernés. En revanche, un onduleur ne fournit pas une alimentation électrique de longue durée, contrairement à un groupe électrogène.

Le choix d’une solution de protection de tension doit tenir compte de plusieurs aspects, en fonction des exigences et du domaine d’application. Différents types d’onduleurs avec différents niveaux de protection sont disponibles sur le marché, mais il existe fondamentalement trois types de technologies:

Onduleurs offline (classe 3 ou VFD)

Les systèmes de classe 3 sont conçus pour protéger un ordinateur ou une station de travail uniques. Ces modèles d’entrée de gamme bon marché n’offrent toutefois une protection suffisante qu’en cas de panne de courant totale et n’intègrent aucune fonction de conditionnement de la tension. Ces systèmes sont appelés offline, car l’onduleur n’entre en action qu’en cas de panne de courant. Si la tension descend en deçà d’une valeur donnée, le système bascule automatiquement sur l’alimentation par batterie. On observe alors le temps de latence de 2 ou 3 ms évoqué plus haut, auquel la plupart des ordinateurs peuvent faire face.

Onduleur line interactive (classe 2 ou VI)

Les onduleurs Line interactive de classe 2 offrent une protection plus performante par rapport aux onduleurs offline. En plus de fournir une protection en cas de panne de courant, ces systèmes proposent également un conditionnement de la tension qui lisse les crêtes et les variations sur le réseau. Si la tension descend au-dessous d’un seuil donné, l’onduleur utilise le courant de la batterie pour alimenter les appareils raccordés en courant alternatif. Cette technologie ne permet toutefois pas de rattraper les écarts de fréquence dans l’alimentation électrique. Cette fonction nécessite un onduleur avec convertisseur continu.

Onduleurs à convertisseur continu (classe 1 ou VFI)

La technologie en ligne est la solution de protection de tension la plus complète et la plus sûre pour les applications exigeantes. Cette technologie assure une continuité parfaite lors du passage de l’alimentation par secteur à l’alimentation par batterie. Il n’y a pas de rupture, même la plus infime, puisque l’onduleur produit en permanence de l’énergie générée par les batteries en service normal. Celles-ci sont elles-mêmes rechargées en permanence via un redresseur. Un système en ligne nettoie et filtre la tension de sorte que le système délivre un courant propre et régulier aux appareils alimentés par courant raccordés. Les onduleurs online sont indispensables dans tous les secteurs où les applications critiques pour l’entreprise doivent être protégées.

Caractéristiques minimales d’un onduleur

Plus les systèmes à protéger sont sensibles, volumineux et importants, plus les besoins de protection sont accrus face à des problèmes électriques potentiellement plus nombreux. Les applications exactes à protéger avec un onduleur sont en partie définies par la loi. Les blocs opératoires et les unités de soins intensifs, par exemple, doivent répondre à des contraintes précises. L’onduleur doit alors combler les pannes de réseau jusqu’à ce que le générateur de secours prenne le relais. L’aspect financier joue également un rôle essentiel dans la décision d’investir dans un onduleur. Les utilisateurs doivent estimer à combien s’élèveraient les pertes causées par une défaillance de toutes les applications. Autrement dit, la première étape d’une stratégie d’achat d’un onduleur consiste à définir les secteurs clés qui doivent être protégés contre les pannes de courant ou les variations de tension. Cette réflexion doit également inclure les écrans, les supports de données externes et autres périphériques critiques tels que les routeurs et les hubs.

Dans la stratégie de mise en place d’un onduleur, l’évaluation la plus précoce et la plus exacte possible de la charge de l’onduleur constitue un critère décisif pour une sélection judicieuse du type, du concept, du mode opératoire et de la puissance nominale. Les partenaires industriels de l’aae se feront un plaisir de vous aider à planifier votre investissement. Grâce à leur large gamme d’onduleurs de plusieurs fabricants, ils seront en mesure de vous proposer une solution taillée sur mesure.

Sources: Eaton, Otto Fischer AG, Office fédéral de l’énergie, Reicheltpedia