CTN — Thermostat d'étuve

Contexte — Comment fonctionne un thermostat d'étuve ?

Dans une étuve de séchage du bois, il faut maintenir une température stable, par exemple 80 °C. Le thermostat utilise une CTN (capteur thermique) placée à l'intérieur de l'étuve.

La CTN mesure en permanence la résistance électrique liée à la température réelle.
Le régulateur connaît la résistance correspondant à la consigne (80 °C → environ 1,23 kΩ pour ce modèle).
Il compare : si R mesurée > R_consigne → l'étuve est trop froide → le chauffage s'allume (ON).
Si R mesurée ≤ R_consigne → l'étuve est à température → le chauffage s'éteint (OFF).

Rappel fondamental : la CTN a une résistance qui diminue quand la température augmente. C'est cette propriété qui permet la régulation.

Régler la consigne et observer la mesure

Consigne de l'étuve : 80 °C

40 °C120 °C

Température réelle de l'étuve : 55 °C

0 °C130 °C

Étuve de séchage

55 °C

T réelle

Ohmmètre (mesure CTN)

—

kΩ

Chauffage

Ce que vous observez

Verdict du régulateur — Raisonnement complet

—

Table de correspondance R(T) — CTN de l'étuve

T (°C)	R (kΩ)	État chauffage

La ligne en jaune correspond à la température réelle actuelle (la plus proche). Remarquez que toutes les lignes au-dessus de la consigne ont le chauffage ON, toutes les lignes en dessous ont le chauffage OFF.

Courbe R(T) de la CTN — Points de mesure

Point rouge = mesure actuelle (T réelle). Triangle vert = consigne. Le régulateur compare les deux positions sur la courbe : si le point rouge est à gauche du triangle vert, la résistance est plus grande → chauffage ON.

Méthode — Comment le régulateur prend-il sa décision ?

Mesurer R avec l'ohmmètre connecté à la CTN (affiché sur l'écran).
Connaître R_consigne : la résistance correspondant à la température de consigne, lue sur la table du fabricant.
Comparer R mesurée et R_consigne :
- R > R_consigne → T réelle < T_consigne → trop froid → chauffage ON
- R < R_consigne → T réelle > T_consigne → trop chaud → chauffage OFF
- R ≈ R_consigne → T réelle ≈ T_consigne → chauffage OFF (maintien)
Automatiser : le régulateur fait cette comparaison en continu, plusieurs fois par seconde.
Résultat : la température reste stable autour de la consigne (régulation par tout-ou-rien).

Questions d'entraînement

Régler la consigne à 80 °C et la température réelle à 40 °C. Quelle est la résistance mesurée par l'ohmmètre ? Le chauffage est-il ON ou OFF ? Pourquoi la résistance est-elle élevée alors que la température est basse ?
Augmenter progressivement T de 40 °C à 80 °C. À quel moment le chauffage passe-t-il OFF ? Que se passe-t-il à la résistance pendant cette montée en température ?
Régler T = 90 °C avec une consigne à 80 °C. Comparer R mesurée et R_consigne. Qu'affiche le régulateur ? Le chauffage est-il ON ou OFF ? Justifier avec la valeur de résistance.
Si la CTN est débranchée, le régulateur lit une résistance très grande (R → ∞). Que va-t-il en déduire sur la température ? Que fera le chauffage ? Ce comportement est-il dangereux ?
Changer la consigne à 60 °C et régler T = 80 °C. Calculer (à partir de la table) quelle est la résistance de consigne pour 60 °C. Comparer avec la résistance réelle à 80 °C. Que fait le chauffage ?