Le réseau triphasé | Terminale Bac Pro – Groupement 2
Dernière mise à jour : 12 juin 2026
Toutes les formules nécessaires sont fournies dans les énoncés. On prendra \(\sqrt{3} \approx 1{,}732\).
Un électricien prépare le raccordement d'une armoire d'atelier. Le câble d'alimentation contient cinq conducteurs, repérés de ① à ⑤ sur le schéma ci-dessous.
…… Phase L1 …… Phase L2 …… Phase L3 …… Neutre N …… Terre PE
☐ 3 fils ☐ 4 fils ☐ 5 fils ☐ 6 fils
a) Les trois tensions du réseau triphasé sont déphasées de 120°. ☐ Vrai ☐ Faux
b) Le fil vert-jaune peut être utilisé comme fil de phase si l'on manque de fil marron. ☐ Vrai ☐ Faux
1. ① Phase L1 (marron) — ② Phase L2 (noir) — ③ Phase L3 (gris) — ④ Neutre N (bleu) — ⑤ Terre PE (vert-jaune).
2. 5 fils : 3 phases + neutre + terre.
3. a) Vrai — les trois tensions sont décalées de 120° (un tiers de période). b) Faux — le fil vert-jaune est réservé à la terre (sécurité) : il est interdit de l'utiliser comme phase ou comme neutre.
Dans l'armoire de l'atelier, l'électricien mesure la tension entre la phase L1 et le neutre : il lit 230 V.
La tension simple \(V\) se mesure entre une phase et le ………………… .
La tension composée \(U\) se mesure entre ………………… .
\(U = \sqrt{3} \times V = 1{,}732 \times \ldots\ldots \approx \ldots\ldots\) V
Dans un réseau triphasé, la tension composée \(U\) est toujours : ☐ plus petite que \(V\) ☐ égale à \(V\) ☐ plus grande que \(V\)
1. La tension simple \(V\) se mesure entre une phase et le neutre. La tension composée \(U\) se mesure entre deux phases.
2. \(U = \sqrt{3} \times V = 1{,}732 \times 230 \approx \mathbf{398}\) V, soit environ 400 V (valeur normalisée du réseau français).
3. Il doit lire 230 V : dans un réseau équilibré, les trois tensions simples ont la même valeur efficace.
4. VAL : \(U\) est toujours plus grande que \(V\), car \(U = \sqrt{3} \times V\) et \(\sqrt{3} \approx 1{,}732 > 1\) : on multiplie \(V\) par un nombre plus grand que 1.
L'électricien doit raccorder le moteur de la scie à panneaux de l'atelier. Il relève les informations suivantes :
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Plaque signalétique du moteur | Δ 230 V / Y 400 V |
| Tension nominale d'un enroulement | 230 V |
| Réseau de l'atelier | 230 V / 400 V |
| Courant de ligne mesuré \(I_L\) | 8 A |
☐ couplage étoile (Y) ☐ couplage triangle (Δ)
1. En étoile, chaque enroulement est entre une phase et le neutre : il reçoit la tension simple \(V = 230\) V.
2. Couplage étoile (Y) : chaque enroulement reçoit alors 230 V, sa tension nominale.
3. En étoile, \(I_B = I_L = \mathbf{8}\) A.
4. COM : En triangle, chaque enroulement serait branché entre deux phases et recevrait la tension composée \(U = 400\) V, alors qu'il est prévu pour 230 V. Cette surtension détruirait les enroulements du moteur (échauffement, grillage des bobinages).
Un électricien contrôle l'armoire électrique d'un atelier de menuiserie industrielle alimenté en triphasé. Au voltmètre, il mesure entre les phases L1 et L2 une tension \(U_{12} = 400\) V.
Formule fournie : \(U = \sqrt{3} \times V\) avec \(\sqrt{3} \approx 1{,}732\)
1. Trois phases (L1, L2, L3), le neutre (N) et la terre (PE), soit 5 conducteurs.
2. La tension simple \(V\) se mesure entre une phase et le neutre ; la tension composée \(U\) se mesure entre deux phases. \(U_{12}\) est mesurée entre L1 et L2 : c'est une tension composée.
3. \(V_{3N} = \dfrac{U}{\sqrt{3}} = \dfrac{400}{1{,}732} \approx \mathbf{231}\) V (≈ 230 V).
4. VAL : 231 V ≈ 230 V, c'est la tension des prises domestiques (tension simple du réseau français) : le résultat est cohérent. ✓
Un technicien de maintenance industrielle remplace le moteur triphasé d'un compresseur. Il relève les informations suivantes :
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Plaque signalétique du moteur | Δ 400 V / Y 690 V |
| Réseau de l'atelier | 230 V / 400 V |
| Courant de ligne en fonctionnement \(I_L\) | 17,3 A |
Formules fournies : \(U = \sqrt{3} \times V\) ; en triangle : \(I_L = \sqrt{3} \times I_B\) ; en étoile : \(I_L = I_B\)
1. La tension nominale d'un enroulement est la plus petite des deux tensions de la plaque : 400 V (indication « Δ 400 V » : en triangle, chaque enroulement reçoit la tension composée du réseau, soit 400 V).
2. Couplage triangle (Δ) : chaque enroulement est alors branché entre deux phases et reçoit la tension composée \(U = 400\) V, qui est exactement sa tension nominale. En étoile, il ne recevrait que \(V = 230\) V.
3. En triangle : \(I_B = \dfrac{I_L}{\sqrt{3}} = \dfrac{17{,}3}{1{,}732} \approx \mathbf{10}\) A.
4. COM : En étoile, chaque enroulement ne recevrait que la tension simple \(V = 230\) V au lieu des 400 V prévus : c'est une sous-tension. Le moteur ne serait pas détruit, mais il manquerait de couple et de puissance : le compresseur ne fonctionnerait pas correctement.
Un électrotechnicien intervient dans une usine dont certaines machines de forte puissance sont alimentées par un réseau triphasé de tension composée \(U = 690\) V.
Formule fournie : \(U = \sqrt{3} \times V\) avec \(\sqrt{3} \approx 1{,}732\)
1. \(V = \dfrac{U}{\sqrt{3}} = \dfrac{690}{1{,}732} \approx \mathbf{398}\) V (≈ 400 V).
2. Les trois tensions sont déphasées de 120° (un tiers de période). À chaque instant, la somme des trois tensions simples est nulle : \(v_1 + v_2 + v_3 = 0\) — c'est pourquoi le courant dans le neutre est nul quand le réseau est équilibré.
3. VAL/COM : Vérification : \(U = \sqrt{3} \times V = 1{,}732 \times 398 \approx 689\) V ≈ 690 V. On retrouve bien la tension composée du réseau : le résultat de la question 1 est cohérent. ✓
Lors de la réception d'une installation, un électricien relève six tensions sur le bornier d'une armoire triphasée :
| Mesure | Bornes | Valeur lue |
|---|---|---|
| \(U_{12}\) | L1 – L2 | 400 V |
| \(U_{23}\) | L2 – L3 | 401 V |
| \(U_{31}\) | L3 – L1 | 399 V |
| \(V_{1N}\) | L1 – N | 230 V |
| \(V_{2N}\) | L2 – N | 231 V |
| \(V_{3N}\) | L3 – N | 229 V |
Formule fournie : \(U = \sqrt{3} \times V\) avec \(\sqrt{3} \approx 1{,}732\)
1. Tensions composées (entre deux phases) : \(U_{12}\), \(U_{23}\), \(U_{31}\) ≈ 400 V. Tensions simples (entre une phase et le neutre) : \(V_{1N}\), \(V_{2N}\), \(V_{3N}\) ≈ 230 V.
2. \(\dfrac{U_{12}}{V_{1N}} = \dfrac{400}{230} \approx \mathbf{1{,}74} \approx \sqrt{3}\). Le relevé est conforme à la relation \(U = \sqrt{3} \times V\). ✓
3. Le courant dans le neutre est nul (ou quasi nul). Dans un réseau équilibré, les trois tensions, déphasées de 120°, vérifient \(v_1 + v_2 + v_3 = 0\) à chaque instant : les courants des trois phases se compensent dans le neutre.
Un technicien de maintenance industrielle doit installer le même modèle de moteur triphasé sur deux sites différents. La plaque signalétique du moteur indique Δ 230 V / Y 400 V ; chaque enroulement, alimenté sous sa tension nominale, absorbe un courant \(I_B = 6{,}5\) A.
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Plaque signalétique du moteur | Δ 230 V / Y 400 V |
| Courant nominal dans un enroulement \(I_B\) | 6,5 A |
| Réseau du site n°1 (tension composée) | 400 V |
| Réseau du site n°2 (tension composée) | 230 V |
| Calibre des fusibles de ligne disponibles | 10 A |
Formules fournies : \(U = \sqrt{3} \times V\) ; en étoile : \(I_L = I_B\) ; en triangle : \(I_L = \sqrt{3} \times I_B\)
1. La tension nominale d'un enroulement est 230 V (la plus petite de la plaque). Sur le réseau 230/400 V, la tension simple vaut 230 V : couplage étoile (Y), chaque enroulement reçoit \(V = 230\) V. ✓ (En triangle, il recevrait 400 V : destruction.)
2. Sur le site n°2, la tension composée vaut 230 V. En couplage triangle (Δ), chaque enroulement est branché entre deux phases et reçoit \(U = 230\) V, sa tension nominale. ✓
3. Site n°1 (étoile) : \(I_L = I_B = \mathbf{6{,}5}\) A. Site n°2 (triangle) : \(I_L = \sqrt{3} \times I_B = 1{,}732 \times 6{,}5 \approx \mathbf{11{,}3}\) A.
4. VAL : Site n°1 : \(6{,}5\) A < 10 A → le fusible de 10 A convient. ✓ Site n°2 : \(11{,}3\) A > 10 A → le fusible fondrait en fonctionnement normal : il ne convient pas, il faut un calibre supérieur (par exemple 16 A).
Un installateur photovoltaïque raccorde l'onduleur triphasé d'une centrale solaire de toiture au réseau 230 V / 400 V d'un bâtiment industriel. L'onduleur injecte le courant produit sur les trois phases. La fréquence du réseau est de 50 Hz.
Formule fournie : \(U = \sqrt{3} \times V\) avec \(\sqrt{3} \approx 1{,}732\)
1. \(V = \dfrac{U}{\sqrt{3}} = \dfrac{400}{1{,}732} \approx \mathbf{231}\) V (≈ 230 V, tension simple du réseau français).
2. \(T = \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{50} = 0{,}02\) s = 20 ms. Le décalage vaut un tiers de période : \(\dfrac{20}{3} \approx \mathbf{6{,}7}\) ms, ce qui correspond à 120° (un tiers de 360°).
3. COM : Le raccordement triphasé répartit la puissance produite sur les trois phases au lieu d'une seule : pour la même puissance, les courants par fil sont plus faibles, donc les câbles peuvent être de section plus petite. De plus, en triphasé équilibré, la puissance transférée est constante (pas de pulsation), et le bâtiment industriel est déjà alimenté en triphasé pour ses machines.