Ch03 – Moteur électrique | Terminale ICCER | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 2 juin 2026
Quand on démarre un gros moteur asynchrone branché directement sur le réseau, les lampes du bâtiment vacillent une seconde. Pourquoi ?
Au démarrage, un moteur asynchrone appelle 6 à 8 fois son courant nominal (« pointe de démarrage ») pour vaincre l'inertie et créer le couple. Ce gros courant fait chuter la tension dans toute l'installation (par effet de la résistance des câbles). D'où le vacillement des lampes. Sur les gros moteurs (>5 kW), ce courant d'appel pose problème : il fait déclencher les protections, abîme les contacteurs, fatigue le moteur. D'où l'invention des démarreurs progressifs.
Mounir, électrotechnicien chez VentilTech 76 Rouen, installe un gros ventilateur de désenfumage (15 kW asynchrone triphasé) sur un parking souterrain neuf. Le bureau d'études a imposé un démarrage étoile-triangle. Mounir doit valider le choix.
Vérifier P_nominale absorbée : P_él = √3·U·I_n·cos φ avec U=400 V, I_n=28 A, cos φ=0,85.
P_él = 1,732 × 400 × 28 × 0,85 = 16,5 kW.
P_utile = 0,92 × 16,5 = 15,2 kW ≈ 15 kW. ✓ Conforme à la plaque.
Courant en démarrage Y. En couplage étoile, chaque bobine reçoit U/√3 (≈230 V au lieu de 400 V). Donc I diminue d'un facteur √3 (tension) puis encore d'un facteur √3 par bobine. Calculer I_démarrage_Y.
I_démarrage_direct = 7 × 28 = 196 A.
En étoile, le courant est divisé par 3 : I_démarrage_Y = 196 / 3 = 65 A.
Soit 65/28 = 2,3 × I_n. Bien moins agressif.
Couple au démarrage en étoile. C_d est aussi divisé par 3.
C_d_direct ≈ 2 × C_n (couple nominal).
C_d_Y = C_d_direct / 3 = (2/3) × C_n ≈ 0,67 × C_n.
Conséquence : démarrage Y-Δ uniquement possible à vide ou faible charge. Pour ventilateur (faible inertie à l'arrêt, charge croissante avec vitesse), OK. Pour pompe pleine ou convoyeur lourd : non.
Chute de tension dans le câble entre disjoncteur et moteur. Longueur 60 m, section 10 mm², résistance R = 0,11 Ω. Calculer ΔU au démarrage direct (196 A) vs étoile (65 A).
ΔU = R × I.
Direct : ΔU = 0,11 × 196 = 21,6 V de chute (sur 230 V phase, soit 9 %).
Étoile : ΔU = 0,11 × 65 = 7,2 V (soit 3 %).
Norme NF C 15-100 : ΔU < 8 % en démarrage. Le démarrage direct dépasse → étoile-triangle obligatoire.
Choix de démarreur : pourquoi le BE a-t-il préféré Y-Δ et pas un variateur de fréquence ?
Comparatif :
| Solution | Coût | I démarrage | Confort | Régulation vitesse |
|---|---|---|---|---|
| Direct | 50 € | 196 A | Brutal | Non |
| Y-Δ | 250 € | 65 A | Moyen | Non |
| Soft-Start | 800 € | 56 A | Doux | Non |
| Variateur | 2 000 € | 42 A | Excellent | OUI 0-50 Hz |
Pour un ventilateur de désenfumage qui ne fonctionne qu'en urgence et à vitesse fixe, le variateur (2 000 €) est inutile. Le Y-Δ (250 €) suffit : démarre 2-3 fois par mois en tests, jamais en marche normale. ROI optimal.
Schéma de commande Y-Δ : 3 contacteurs (KM1 ligne, KM2 étoile, KM3 triangle) + temporisateur. Que se passe-t-il à T=0, T=8 s, T=régime ?
T = 0 (appui démarrage) : KM1 (ligne) et KM2 (étoile) ferment. Moteur sous tension réduite, démarrage Y. Couple modéré, vitesse monte.
T = 8 s (temporisateur réglé) : KM2 ouvre, puis KM3 (triangle) ferme. Tension pleine. Couple max.
Régime établi : KM1 + KM3 fermés. Y est isolé. Courant nominal 28 A.
Verrouillage mécanique KM2 / KM3 (jamais simultanément, sinon court-circuit). Temporisation 5-15 s typique selon inertie.
Vérifier la conformité de l'installation au cahier des charges : ΔU max 8 %, charge ventilateur, démarrages occasionnels.
Cahier des charges :
Validation : conforme. Y-Δ retenu.
Rapport d'intervention (Mounir).
Rapport — Ventilateur désenfumage 15 kW — Mounir (VentilTech 76 Rouen)
• Démarrage direct interdit : I_d = 196 A, ΔU 9 % (norme 8 %).
• Choix Y-Δ : I_d_Y = 65 A, ΔU 3 %, couple réduit 0,67·C_n OK pour ventilateur.
• Coffret : 3 contacteurs KM1/KM2/KM3 + tempo 8 s, verrouillage mécanique.
• Coût Y-Δ 250 € vs variateur 2 000 € : économie justifiée (pas de régulation).
Si le rotor est bloqué (machine coincée, palier grippé), le moteur reste en régime « démarrage » : il aspire 6-8× I_n en permanence.
D'où l'importance des contrôles annuels (palier, jeu, vibration).
📚 §IV (moteur asynchrone) + §VIII (formules) de la leçon Ch03.