Technique : L'alternateur automobile

UN PEU D'HISTOIRE

Sur une voiture, l'alimentation des circuits d'allumage, de démarrage et d'éclairage est réalisée par un générateur de courant.
Cet appareil peut être une pile, une magnéto, une batterie d'accumulateurs, une dynamo ou un alternateur fournissant du courant alternatif.

L'adoption du démarreur sur les automobiles a généralisé la batterie. Cette dernière ne pouvant être rechargée qu'avec un courant continu, il a fallu, durant cinquante ans, recourir à la dynamo. L'alternateur, construit déjà depuis le siècle dernier pour des usages industriels, ne pouvait être utilisé que sur les motos.
Les difficultés d'application de l'alternateur à l'automobile provenaient de la faible fiabilité des redresseurs à oxyde de cuivre, puis à oxyde de sélénium, utilisés pour transformer le courant alternatif en courant continu.

Dans les années soixante, l'apparition de nouveaux appareils électriques montre les limites de la dynamo. Il suffit de considérer la diffusion des doubles phares, la puissance majorée des moteurs d'essuie-glaces (vitesse de fonctionnement accrue ; plus grande surface balayée ; rayon de courbure du pare-brise ; autant d'éléments demandant un effort plus grand du moteur électrique), les ventilateurs, climatiseurs, appareils radio, lecteurs de cassette, lève-vitres électriques et tous les accessoires habituellement proposés aujourd'hui en option.

On a majoré la puissance de la dynamo jusqu'au maximum de 400 watts. Au-delà, les collecteurs à lamelles ne permettent plus le passage du courant.

La puissance fournie augmente avec le poids de l'appareil, et son encombrement et sa complexité deviennent considérables.

La dynamo ne fournit du courant que pour un régime de rotation d'environ 1500 tr/mn, ce qui n'est pas compatible avec les arrêts fréquents d'une circulation urbaine.

1960 : L'ANNEE DE L'ALTERNATEUR

Le perfectionnement dans la technique des semi-conducteurs a permis l'utilisation de l'alternateur en automobile. Les redresseurs sont au sélénium, au germanium et au silicium. Ils possèdent des dimensions réduites, sont peu coûteux et leur fiabilité est satisfaisante.

Toutes ces conditions permettent la mise au point d'alternateurs puissants et légers qui se révèlent d'emblée très efficaces.

En 1961, Chrysler est le premier constructeur à monter en série l'alternateur sur ses modèles (Chrysler Valiant). L'exemple est bientôt suivi en Europe par quelques fabricants d'accessoires électriques (Bosch et Ducati). En 1963, Fiat présente la 2300 Luxe, dotée d'un alternateur Fiat de 420 watts. Cette même année, la Mercedes 600, présentée au Salon de Francfort. possède un alternateur Bosch.

L'alternateur connaît un grand succès en tant qu'accessoire en compétition et en rallye, mais il faudra attendre quelques années pour qu'il soit monté en série sur les voitures de tourisme. Pour décrire son fonctionnement, on peut le comparer à un aimant (inducteur) tournant à l'intérieur d'une bobine de fils de cuivre (induit). La rotation de l'inducteur provoque dans la bobine fixe une variation du flux et l'apparition d'une force électro-motrice alternative (changeant de sens à chaque demi-tour).

Le circuit étant fermé, le courant alternatif produit va alimenter les appareils consommateurs. Le générateur élémentaire décrit précédemment, qui ne comporte qu'une seule bobine et deux bornes d'utilisation, est appelé alternateur monophasé, Dans la pratique, on utilise plus fréquemment des alternateurs triphasés, c'est-à-dire comportant une bobine tous les 120°.

Le courant produit par l'alternateur ne peut être utilisé pour recharger la batterie et doit être redressé. On emploie donc à cet effet des éléments redresseurs qui, fonctionnant comme une soupape à simple effet, ne laissent passer le courant que dans un seul sens.

En plaçant une diode dans le circuit, on obtient un courant pulsatoire, En disposant quatre diodes en pont, on redresse le courant monophasé, et avec six diodes, le courant alternatif triphasé.