L’alternateur est un équipement de la voiture qui permet de fournir de l’électricité pour tous les besoins de celle-ci notamment la recharge de la batterie. Vous aurez compris qu’il s’agit d’un élément essentiel pour profiter de toutes les fonctionnalités électriques de votre véhicule tel l’allumage des phares, le déverrouillage automatique des entrées du véhicule, le système d’alarme et bien d’autres.
Voulez-vous savoir comment fonctionne cet outil ? Alors parcourez avec nous cet article pour tout savoir sur les composants principaux de l’alternateur ainsi que son principe de fonctionnement.
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Plan de l'article
- Électricité produite par l’alternateur dans une voiture
- Schéma conceptuel simplifié d’un alternateur et principe de fonctionnement
- Composants d’un alternateur
- Les différents types d’alternateurs et leurs spécificités techniques
- Comment entretenir et réparer un alternateur défectueux
- Comment entretenir et réparer un alternateur défectueux
Électricité produite par l’alternateur dans une voiture
La production d’électricité par un alternateur repose sur un vieux principe de physique. Il s’agit de faire tourner un aimant à proximité d’un fil de cuivre, ce qui aura pour effet de créer un courant induit dans le fil de cuivre. La force magnétique que possède l’aimant va mettre les électrons libres du fil de cuivre en mouvement.
Rappelons à toute fin utile que les électrons libres sont ceux situés sur la couche électronique la plus éloignée du noyau de l’atome. Ce principe ne va pas forcément fonctionner avec tous les métaux car certains n’ont aucuns électrons libres sur leur dernière couche électronique. Plus longtemps l’aimant va tourner autour de la bobine de cuivre, plus il y aura d’électricité qui sera produit.
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Schéma conceptuel simplifié d’un alternateur et principe de fonctionnement
Fonctionnement de l’alternateur d’une voiture
Lorsque le moteur du véhicule est éteint, l’aimant ou encore l’électro-aimant sera immobile et il n’y aura absolument rien qui va se passer. En d’autres termes, aucun courant électrique ne sera produit. Mais lorsque le moteur est en marche, l’aimant va se mettre à tourner et va causer le déplacement des électrons de la dernière couche électronique des atomes de cuivre. Le mouvement de ces électrons est animé par le champ magnétique de l’aimant.
On a lors un circuit fermé par les électrons et c’est ce qui est à l’origine du courant électrique ou de la production d’électricité. Ce principe qui est appliqué dans les voitures l’est également à une plus grande échelle dans les centrales nucléaires, les centrales thermiques ou dans les centrales hydrauliques (pour ces derniers, le courant électrique est généré par des générateurs électriques qui sont en réalité de gros alternateurs).
Typologie des alternateurs et mode de fonctionnement
On rencontre deux types d’alternateurs : les alternateurs triphasés avec aimant permanent et les alternateurs triphasés avec électro-aimant. Toutefois le principe de fonctionnement reste le même pour les deux. Le moteur du véhicule va tourner un électro-aimant à l’intérieur d’une bobine et par conséquent va produire de l’électricité. L’énergie électrique produite va être récupérée et stockée par la batterie sous une forme chimique.
Si pour une raison quelconque, l’alternateur cesse de fonctionner, alors il va cesser de charger la batterie et vous pourrez l’apercevoir par l’allumage du voyant batterie lorsque le moteur est en marche (par exemple en position d’arrêt avec le contact allumé).
Composants d’un alternateur
Le rotor
Rotor comme son nom l’indique vient de rotation, il peut donc être assimilé à un aimant permanent ou électro-aimant. Il tourne lorsque le moteur est en marche et est connecté au vilebrequin grâce à la courroie. Il est par conséquent relié à des roulements qui peuvent s’user rapidement si la courroie est excessivement tendue.
Le charbon
Dans a situation du rotor alimenté par l’électricité c’est-à-dire sans électro-aimant, il est question de pouvoir alimenter le rotor pendant qu’il tourne sur lui-même. Une simple connexion électrique ne ferait pas l’affaire, c’est pourquoi des charbons sont positionnés pour permettre d’établir le contact entre deux éléments mobiles qui sont en rotation. S’il y a usure du charbon, le contact peut alors se rompre et dans ce cas, l’alternateur cessera de fonctionner.
Le stator
Comme son nom l’indique si bien, il s’agit d’une pièce statique. Pour ce qui est d’un alternateur triphasé, on a un stator composé de trois bobines, chacune d’elles devant générer du courant alternatif au passage de l’aimant du rotor.
Le régulateur de tension
Les alternateurs modernes possèdent un électro-aimant au centre, il est alors possible de moduler l’intensité du courant en rendant l’aimant plus ou moins actif. Plus l’aimant est alimenté, plus il devient puissant. En conséquence, il suffit d’assurer la gestion du courant envoyé au stator via un calculateur pour juguler la puissance libérée par les bobines du stator. Après régulation, la tension ne doit pas excéder 14,4 volts.
Le pont à diodes
Son rôle est de redresser le courant, c’est-à-dire transformer le courant alternatif (en provenance de l’alternateur) en un courant continu (dirigé vers la batterie). Le pont est constitué de façon astucieuse de plusieurs diodes (notez que la diode ne se laisse traverser que dans un seul sens, un sens passant et un sens bloquant). En effet, la diode n’accepte qu’un courant qui passe de la borne (+) vers la borne (-) et pas l’inverse. Ainsi en injectant un courant alternatif en entrée, on aura toujours un courant continu en sortie.
Les différents types d’alternateurs et leurs spécificités techniques
Il existe plusieurs types d’alternateurs, chacun possédant des caractéristiques qui lui sont propres. Voici les principaux :
Dans ce type d’alternateur, l’électricité est générée dans le rotor. Pour faire tourner celui-ci, il faut alors une tension continue fournie par la batterie du véhicule. L’avantage de ce système est que l’on peut réguler la puissance délivrée par l’alternateur en modulant la quantité de courant électrique envoyé au rotor.
L’alternateur à diodes supplémentaires ou double alternance
Ici, chaque alternance (période entre deux passages successifs du courant) est dirigée vers un pont redresseur différent. En conséquence, on a deux systèmes indépendants fonctionnant simultanément, permettant ainsi de multiplier le nombre de diodes. Ce système assure une meilleure qualité électrique pour votre moteur.
L’alternateur avec régulateur intégré
Comme son nom l’indique, c’est un modèle qui intègre directement un régulateur électronique relié au circuit principal du véhicule, ce qui rend inutile tout autre appareil externe pour gérer la tension produite par l’ensemble. La particularité majeure ici réside dans la surveillance constante exercée sur toute variation de charge ou fluctuations excessives liées aux variations de régime moteur.
L’alternateur à aimant permanent
C’est un type d’alternateur qui utilise des matériaux magnétiques pour générer du courant électrique. Les pôles Nord et Sud sont disposés alternativement sur le rotor, ce qui permet la création d’un champ magnétique stable et constant, indépendamment de la vitesse de rotation du rotor. Ce système est très efficace en termes d’économie d’énergie car il n’utilise pas de source externe (la batterie) pour exciter l’aimant. Toutefois, sa fabrication est coûteuse.
Chaque type d’alternateur a ses avantages et inconvénients. Le choix dépendra ainsi des besoins spécifiques liés aux performances que vous recherchez dans votre véhicule, mais aussi du budget dont vous disposez pour son acquisition.
Comment entretenir et réparer un alternateur défectueux
Comment entretenir et réparer un alternateur défectueux
Un alternateur est une pièce maîtresse de votre véhicule. Il faut vérifier régulièrement son état général. Vous pouvez le faire vous-même en observant les connexions électriques et en nettoyant le boîtier à l’aide d’un chiffon sec ou légèrement humide.
Pensez à changer la courroie qui relie l’alternateur au moteur tous les 80 000 km environ ou lorsqu’elle montre des signes de fatigue (craquelures ou usure). Cela permettra d’éviter tout risque de rupture pouvant endommager votre alternateur.
En cas de problème avec votre alternateur, il peut être nécessaire de procéder à sa réparation. Pour cela, plusieurs options s’offrent à vous :
• si le problème n’est pas trop grave (par exemple, si seule la courroie est cassée), vous pouvez essayer de remplacer cette dernière par une neuve sans avoir besoin de recourir aux services d’un professionnel.
• Si le dysfonctionnement provient du régulateur électronique intégré, il sera nécessaire soit de remplacer celui-ci soit complètement l’alternateur lui-même selon les cas.
• Dans certains cas extrêmes, comme une rupture totale du rotor, l’intervention professionnelle devient obligatoire. Dans ce cas précis, le remplacement de l’alternateur est la seule solution pour assurer une réparation pérenne.
Lorsque vous confiez votre alternateur à un professionnel pour une réparation, assurez-vous de choisir un mécanicien compétent et qualifié. Il est recommandé aussi d’utiliser des pièces détachées certifiées par les constructeurs automobiles. Cela permettra d’assurer la qualité et la fiabilité de votre véhicule après la réparation.
Prendre soin de son alternateur peut éviter bien des problèmes futurs lorsqu’on s’y attend le moins. Avec quelques astuces simples et un entretien régulier, vous pouvez prolonger sa durée de vie et ainsi économiser sur les coûts liés aux réparations ou au remplacement intégral d’un nouvel alternateur.