Activité 3 – Comprendre la recharge d'un véhicule électrique ÉTUDE DOCUMENTAIRE
Chapitre 2 – Conversion alternatif ↔ continu | Terminale Bac Pro (Grpt 1) | Physique – Électricité | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 2 mai 2026, 18:42
Objectifs :
Comprendre pourquoi un véhicule électrique nécessite une conversion AC → DC pour se recharger
Distinguer charge lente (AC) et charge rapide (DC), et localiser le redresseur dans chaque cas
Calculer une durée de charge selon la puissance du chargeur
💡 Notions centrales : leçon §1-3 (redressement), §7 (onduleur). Cette activité applique la conversion AC → DC à un cas industriel concret du quotidien.
Situation – un client perplexe au garage
Matteo, conseiller commercial dans une concession Renault, doit expliquer à un client comment recharger sa nouvelle Megane E-Tech 100 % électrique. Le client est perdu : « Pourquoi y a-t-il deux types de prises de charge ? Pourquoi à la maison c'est lent et sur l'autoroute c'est rapide ? Que fait exactement la borne ? »
Document 1 — La batterie d'un VE est en courant continu
Une batterie de véhicule électrique stocke l'énergie en courant continu (DC). Pour la Megane E-Tech : tension nominale 400 V DC, capacité 60 kWh.
Le réseau électrique français fournit du courant alternatif (AC) à 230 V (monophasé, prises domestiques) ou 400 V (triphasé, bornes professionnelles).
⚠️ Pour recharger une batterie, il faut donc convertir l'AC du réseau en DC stockable. C'est exactement le rôle d'un redresseur.
Document 2 — Deux modes de charge — où est le redresseur ?
Problématique : Pourquoi existe-t-il deux types de charge (AC lente et DC rapide), et quelle est la différence physique entre les deux ? Comment Matteo peut-il l'expliquer simplement à son client ?
Question 1 APP
Pour chaque élément ci-dessous, indiquer s'il fournit / utilise du courant alternatif (AC) ou continu (DC) :
(a) Réseau électrique français : ……
(b) Batterie de la voiture : ……
(c) Sortie d'une Wallbox 7,4 kW (vers le câble) : ……
(d) Sortie d'une borne DC rapide (vers le câble) : ……
(a) Réseau : AC (230 V monophasé ou 400 V triphasé)
(b) Batterie : DC (400 V continu)
(c) Sortie Wallbox : AC (la borne ne fait que transmettre, pas convertir)
(d) Sortie borne DC : DC (la borne contient le redresseur)
Question 2 ANA
D'après le schéma du document 2, où se trouve le redresseur dans chacun des deux modes de charge ? Pourquoi cette différence d'emplacement ?
Mode AC (charge lente) : le redresseur est embarqué dans la voiture (appelé OBC, On-Board Charger). La borne envoie de l'AC, et la voiture le convertit en DC pour la batterie.
Mode DC rapide : le redresseur est dans la borne (qui est très grande, climatisée, refroidie). Elle convertit l'AC du réseau en DC et envoie directement du DC à la voiture (le redresseur embarqué est court-circuité).
Pourquoi cette différence : un redresseur de 130 kW pèse plusieurs dizaines de kg et dégage beaucoup de chaleur. On ne peut pas le mettre dans une voiture (encombrement, poids). Le redresseur embarqué fait au max 22 kW. Pour aller plus vite, on déporte le redresseur dans la borne sur le bord de l'autoroute.
Question 3 REA
Calculer le temps nécessaire pour recharger complètement la batterie (60 kWh, vide à pleine) selon le mode de charge :
Aide : t (h) = E (kWh) / P (kW)
Mode
P (kW)
Temps (h)
Prise domestique
2,3
……
Wallbox monophasée
7,4
……
Wallbox triphasée
22
……
Borne DC rapide
130
……
Prise domestique : t = 60 / 2,3 ≈ 26 h (toute une journée + nuit)
Wallbox monophasée : t = 60 / 7,4 ≈ 8,1 h (une nuit)
Wallbox triphasée : t = 60 / 22 ≈ 2,7 h
Borne DC rapide : t = 60 / 130 ≈ 0,46 h ≈ 28 min
En réalité, sur une borne DC, on s'arrête souvent à 80 % (la dernière partie de la charge ralentit pour préserver la batterie). 80 % en environ 25 min.
Question 4 VAL
Pourquoi la charge AC monophasée est-elle limitée à 7,4 kW environ, alors que la charge DC peut monter à 130 kW ?
Plusieurs raisons cumulatives :
Limitation du réseau monophasé domestique : à 230 V, pour atteindre 7,4 kW il faut déjà 32 A. C'est la limite habituelle d'un disjoncteur résidentiel.
Limitation du redresseur embarqué : il doit être petit, léger, et ne pas chauffer. Il est conçu pour 7,4 kW (parfois 22 kW en triphasé).
Limitation thermique du câble : un câble de recharge à 130 kW serait extrêmement gros — sauf s'il est refroidi par liquide, ce qui est le cas des câbles DC rapide.
La charge DC rapide contourne ces 3 limites en déportant tout dans la borne (qui peut être grosse, refroidie, alimentée en triphasé puissant) et en utilisant un câble spécialisé.
Question 5 COM
Rédiger l'explication de Matteo au client, en 6-8 lignes, qui répond à la problématique et utilise un langage simple (le client n'est pas électricien).
Votre Megane stocke son énergie dans une batterie en courant continu (comme les piles de votre télécommande, mais en plus puissant). Le réseau électrique, lui, fournit du courant alternatif (qui change de sens 50 fois par seconde). Pour recharger la voiture, il faut donc transformer l'alternatif du réseau en continu pour la batterie — c'est le rôle d'un appareil appelé redresseur.
Il y a deux solutions, selon où on installe ce redresseur :
Solution 1 — chez vous (charge lente, AC) : votre voiture contient un petit redresseur embarqué. La borne murale fait juste passer le courant. Comme le redresseur de la voiture est compact (~ 7 kW), la charge prend une nuit.
Solution 2 — bornes autoroute (charge rapide, DC) : on déporte le redresseur dans une grosse armoire sur le bord de la route. Il est beaucoup plus puissant (130 kW), peut chauffer librement, et envoie directement du courant continu à votre batterie. La charge prend 30 min.
Pour les courts trajets quotidiens, la borne maison suffit largement. Vous prendrez les bornes rapides seulement pour les longs voyages.
À retenir
Batterie = courant continu (DC) ; réseau = courant alternatif (AC). Un redresseur est donc indispensable pour recharger.
Charge AC lente : redresseur dans la voiture (OBC, ~ 7 à 22 kW). Borne simple. Charge en heures.
Charge DC rapide : redresseur dans la borne (50 à 350 kW). Câble refroidi. Charge en minutes.
Ordre de grandeur : recharge complète d'un VE 60 kWh — 26 h sur prise domestique, 8 h Wallbox, 30 min DC rapide.
Lien avec le programme : ces 2 modes illustrent la fonction « redressement AC → DC » vue dans la leçon, dans un contexte industriel actuel.