Ch02 – Puissance consommée | 1ère ERA-MA | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 31 mai 2026
Sur un tour à bois, pourquoi faut-il tourner moins vite quand on travaille une pièce de gros diamètre ?
La vitesse de coupe (vitesse du bois sur l'outil) dépend du diamètre × rotation. À 1 500 tr/min, le bord d'une pièce Φ 30 cm va à 23 m/s (≈ 85 km/h) : dangereux (projection, vibrations, fissures) et pas adapté à l'outil. On doit donc baisser la vitesse à 500 tr/min pour les grosses pièces. D'où l'intérêt d'un tour à variation de vitesse.
Chloé, tourneur sur bois professionnelle à « Atelier Bois Tourné » en Périgord, équipe son atelier d'un tour à bois Hammer N4400 (moteur 1,5 kW triphasé) avec variateur de fréquence. Elle veut comprendre les plages de vitesse selon le diamètre.
Calculer la vitesse synchrone à 50 Hz (fréquence réseau standard).
n_s = 60 × f / p = 60 × 50 / 2 = 1 500 tr/min.
(p = 2 paires de pôles, donc 4 pôles.)
Avec glissement de 4 % en charge, vitesse réelle du moteur ?
n = n_s × (1 − g) = 1 500 × 0,96 = 1 440 tr/min.
C'est la valeur affichée sur la plaque du moteur.
Pour un petit bol Φ 80 mm tourné à 1 500 tr/min, vitesse de coupe au bord ?
v = π × D × n / 60 = π × 0,080 × 1 500 / 60 = 6,28 m/s.
Dans la plage recommandée 4-10 m/s ✓. Vitesse correcte.
Pour un grand saladier Φ 350 mm, vitesse de coupe à 1 500 tr/min ? Acceptable ?
v = π × 0,350 × 1 500 / 60 = 27,5 m/s.
3× la limite haute (10 m/s). Inacceptable. La pièce peut éclater par centrifugation, l'outil chauffer, finition mauvaise.
Pour ramener à 8 m/s sur le Φ 350, à quelle vitesse de rotation faut-il régler le variateur ?
n = v × 60 / (π × D) = 8 × 60 / (π × 0,350) = 437 tr/min environ.
Le variateur descend la fréquence à f = 437 × 2 / 60 = 14,6 Hz. Bien inférieur aux 50 Hz nominaux.
À fréquence réduite, le couple moteur reste-t-il pleinement disponible ? Y a-t-il un risque ?
Le couple du moteur reste constant en dessous de la fréquence nominale, MAIS le refroidissement par ventilateur d'arbre est réduit (ventilateur tourne aussi moins vite). Risque de surchauffe en charge prolongée à basse vitesse.
Solution : utiliser un moteur avec ventilateur séparé (ventilation forcée constante), ou limiter le temps de tournage à basse vitesse. Chloé veille à ne pas dépasser 10 min consécutives en charge à f < 20 Hz.
Calculer P apparente S et l'intensité I à 50 Hz, pleine charge.
S = P / cos φ = 1 500 / 0,82 ≈ 1 830 VA.
I = P / (√3 × U × cos φ) = 1 500 / (1,732 × 400 × 0,82) ≈ 2,64 A par phase.
Petite intensité. Câble 2,5 mm² largement suffisant. Disjoncteur 4-6 A par phase.
Tableau-mémo de Chloé affiché près du tour (4 lignes).
Vitesses tour à bois Hammer — Chloé (Atelier Bois Tourné)
• Φ < 100 mm : 1 500-2 000 tr/min (petit bol, manche d'outil).
• Φ 100-200 mm : 800-1 200 tr/min (bol moyen, vase).
• Φ 200-300 mm : 500-800 tr/min (grand bol, plat).
• Φ > 300 mm : 300-500 tr/min (saladier, plateau). Cible : v_coupe 4-10 m/s.
Les petits tours à bois entrée de gamme utilisent un moteur monophasé 230 V (avec condensateur de démarrage). Avantages : prise standard, simple. Inconvénients : pas de variateur facile (changement de courroie pour changer la vitesse), cos φ médiocre (0,6), couple à basse vitesse mauvais.
Les tours pro utilisent triphasé + variateur : variation continue de vitesse, démarrage progressif, plus de couple à toute vitesse. Surcoût ~ 300-500 €, justifié pour usage quotidien.
📚 §3 (P_instantanée) + §4 (déphasage) de la leçon Ch02.