Électrotechnique
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L’électrotechnique se rapporte « aux applications pratiques de l'électricité, à la science étudiant ces applications[1] ». On peut citer la production, le transport, la distribution, le traitement, la transformation, la gestion et l’utilisation de l’énergie électrique. Parfois appelée génie électrique, on peut situer sa naissance avec l'invention de la dynamo en 1869.
Sommaire
Principes de l’électrotechnique[modifier | modifier le code]
Production et consommation de l’énergie électrique[modifier | modifier le code]
L’électricité peut être employée pour transporter l’énergie d’un point à un autre, on l’utilise comme vecteur énergétique. On a d’abord une énergie primaire (potentielle de pesanteur, nucléaire, thermique…) que l’on transforme en énergie mécanique (ex : Énergie mécanique de rotation dans une turbine) qui elle-même est transformée, dans une centrale électrique en énergie électrique via un générateur électrique. Celles-ci fonctionnent, pour la plupart, grâce aux effets du magnétisme. Ces machines sont théoriquement réversibles, permettant de passer de l’énergie électrique à une énergie mécanique (fonctionnement moteur).
Transport de l’énergie électrique[modifier | modifier le code]
Sur des longues distances, on doit prendre en compte la résistance des câbles électriques qui entraine des pertes. Ces pertes sont appelées « pertes par effet Joule ». Elles dépendent de la section du fil/câble, ainsi que de l'intensité du courant transporté. On doit alors trouver la forme optimale du signal pour transporter l’électricité. On choisit généralement un courant alternatif à très haute tension en triphasé. Le choix d'une tension élevée permet d'abaisser l'intensité du signal et donc, de réduire les pertes par effet Joule dissipée dans le câble durant le transport.
Traitement[modifier | modifier le code]
Le traitement de l'énergie électrique peut se faire à des fins de gestion et de sécurité : il s'agit de l'appareillage électrique, ou de la conversion d'énergie : machine électrique, transformateur électrique, électronique de puissance, en sont les principaux constituants.
Histoire de l’électrotechnique[modifier | modifier le code]
La découverte des utilisations de l’électricité[modifier | modifier le code]
- 1800 : première pile électrique (Alessandro Volta)
- 1820 : expérience de Christian Ørsted (déviation d'une aiguille aimantée placée à proximité d'un fil parcouru par un courant)
- 1822 : solénoïde (André-Marie Ampère)
- 1822 : électroaimant (François Arago)
- 1826 : loi d’Ohm (Georg Simon Ohm)
- 1831 : phénomène d’induction électromagnétique (Michael Faraday)
- 1840 : loi de Joule (James Prescott Joule)
Les débuts de l’électrotechnique[modifier | modifier le code]
- 1871 : Zénobe Gramme invente la dynamo ;
- 1873 : Hippolyte Fontaine découvre la réversibilité de la dynamo : c’est le moteur à courant continu ;
- 1878 : Gramme construit les premières machines à courant alternatif (alternateurs monophasés) ;
- 1878 : invention de l’ampoule électrique (Thomas A. Edison) ;
- 1879 : Werner von Siemens construit le premier train à traction électrique ;
- 1882 : Lucien Gaulard invente le transformateur ;
- 1882 : la société d'Edison met en service la première usine électrique du monde dans le quartier de Wall Street à New York. Elle produit du courant continu avec des dynamos entraînées par des machines à vapeur.
- 1888 : invention du moteur à courant alternatif (asynchrone) par Nikola Tesla ;
- 189x : développement des alternateurs polyphasés (Nikola Tesla) ;
- 1891 : Oskar von Miller transporte le courant alternatif à 175 km de son lieu de production ;
- 1896 : exploitation des chutes du Niagara par la société de George Westinghouse (courant alternatif créé par des alternateurs) ;
Les apports de la physique moderne[modifier | modifier le code]
- 1911 : découverte de la supraconductivité
- 1942 : premier réacteur nucléaire, par fission de l’uranium (Enrico Fermi)
- 1948 : invention du transistor (Bardeen, Brattain et Shockley) et début de l’électronique
- 1954 : première centrale nucléaire civile et début de production avec les cellules photovoltaïques ;
- 197x : développement des cellules photovoltaïques ;
- 197x : développement de l’électronique de puissance ;
- 1986 : supraconducteur à « haute température » (Alex Müller et Georg Bednorz) ;
- 1993 : commercialisation de câbles supraconducteurs refroidis à l’azote liquide (−196,15 °C)
- 2005 : projet ITER (à Cadarache, France)
Bibliographie[modifier | modifier le code]
- Électrotechnique de Théodore Wildi et Gilbert Sibille - 4e édition - éd. DEBOECK - 2005.
Notes et références[modifier | modifier le code]
- électrotechnique, sur le site cnrtl.fr, consulté le 25 septembre 2014
