Choisir un onduleur ou un convertisseur

Les trois familles d'onduleurs de secours

L'onduleur de secours, ou ASI, alimentation sans interruption, associe une batterie, un chargeur et un onduleur (chapitre 2). Mais il existe trois architectures :

Type	En temps normal	Coupure du réseau	Usage
off-line	le réseau passe directement	bascule en quelques millisecondes	ordinateur de bureau, box
line-interactive	le réseau passe, corrigé par un autotransformateur si la tension est trop haute ou trop basse	bascule rapide	serveurs modestes, réseau à tension instable
on-line, double conversion	tout passe en permanence par le redresseur puis l'onduleur	aucune bascule	informatique critique, médical, industrie

• L'on-line fournit une tension parfaite en toutes circonstances, et isole la charge des perturbations du réseau (voir l'Aller plus loin d'Alternatif : creux, microcoupures). En contrepartie, il travaille en permanence : rendement plus faible, chaleur, ventilateur audible.
• L'off-line est simple et économique, mais la charge subit les défauts du réseau jusqu'à la bascule.

VA, W et autonomie

Une fiche d'onduleur affiche deux puissances, par exemple 1 000 VA / 600 W (voir l'Aller plus loin de la puissance en monophasé : un onduleur a deux limites).

• On additionne les watts des appareils, sans dépasser 600 W ;
• et l'on vérifie les VA : les alimentations électroniques ont un facteur de puissance inférieur à 1.

Estimer l'autonomie

Exemple : un onduleur à deux batteries 12 V 9 Ah en série, soit 24 V et 216 Wh, alimente 300 W avec un rendement de 85 %.

• La batterie fournit 300 / 0,85 ≈ 350 W, soit près de 15 A sous 24 V ;
• à ce régime élevé, une batterie au plomb ne rend qu'une partie de sa capacité (effet Peukert : voir le cours sur le site isolé), souvent autour de 60 %, soit 130 Wh ;
• autonomie : 130 / 350 ≈ 20 minutes.

• Les batteries d'un onduleur vieillissent, surtout au chaud : au bout de quelques années, l'autonomie fond. Un test périodique, coupure simulée, le révèle (voir l'Aller plus loin des accus et batteries : tester une batterie).

Sinus pur ou pseudo-sinus ?

Le chapitre 2 présente les deux familles : le pseudo-sinus, carré ou MLI non filtrée, et le sinus pur, filtré. Selon l'appareil branché, la différence est nulle ou décisive :

Appareil	Pseudo-sinus
chauffage, lampe à incandescence, bouilloire	sans souci : seule compte la valeur efficace
électronique simple, chargeur de téléphone	en général sans souci
alimentation d'ordinateur à correction du facteur de puissance	peut siffler, chauffer ou se mettre en défaut
moteur, compresseur de réfrigérateur, pompe	chauffe, bourdonne, perd du rendement
transformateur, appareil à alimentation linéaire	chauffe et ronfle
horloge, minuterie, variateur de lumière	fonctionnement erratique

Pourquoi ? Un signal carré contient de nombreuses harmoniques (voir l'Aller plus loin de la puissance en monophasé). Les bobines et les noyaux magnétiques les voient passer et chauffent ; les condensateurs d'entrée reçoivent des pointes de courant à chaque front raide. Un multimètre non TRMS mesure mal la sortie d'un onduleur pseudo-sinus : voir l'Aller plus loin des multimètres.

Le convertisseur 12 V vers 230 V

Un convertisseur de camping-car ou de bateau transforme le 12 V d'une batterie en 230 V. La puissance, elle, se conserve, au rendement près : le courant côté batterie est énorme.

• Exemple : 1 000 W côté 230 V, rendement 90 %. Côté batterie : 1 000 / 0,9 ≈ 1 110 W, soit 1 110 / 12 ≈ 93 A, et plus de 100 A quand la batterie baisse vers 11 V.
• Sous 230 V, ces 1 000 W ne demandent que 4,3 A.

Conséquences pratiques :

• La section : des câbles de 25 à 35 mm² pour une liaison courte. Même alors, 2 m de câble aller et 2 m retour en 25 mm² font 0,0225 × 4 / 25 ≈ 3,6 mΩ : sous 100 A, 0,36 V perdus, 3 % de la tension (voir l'Aller plus loin de la résistivité) ;
• le fusible, au plus près de la batterie : un court-circuit sur ces câbles délivre des milliers d'ampères (voir l'Aller plus loin des accus et batteries : la résistance interne) ;
• la batterie : 100 A, c'est un régime très élevé pour une batterie au plomb de servitude.

La sécurité de la sortie 230 V

Un convertisseur ou un onduleur autonome fabrique son propre 230 V, souvent flottant : aucune de ses deux sorties n'est reliée à la terre.

• C'est un schéma IT sans surveillance (voir l'Aller plus loin des schémas de liaison à la terre : groupe électrogène, onduleur) : un premier défaut passe inaperçu ;
• un différentiel placé en aval ne déclenche pas, faute de chemin de retour vers la source par la terre ;
• un second défaut, ou une personne qui touche une phase et une masse en défaut, peut être dangereux.

Les bonnes pratiques :

• pour un seul appareil branché directement sur le convertisseur, la sortie flottante limite le risque, comme un transformateur d'isolement (cours sur les transformateurs) ;
• pour alimenter une petite installation, relier le neutre de la sortie à une masse et à la terre, puis protéger par un différentiel 30 mA, selon les indications du fabricant ;
• ne jamais raccorder un convertisseur ou un onduleur portatif à l'installation d'un logement par une simple prise : il faut un inverseur de source, pour ne pas renvoyer du 230 V sur le réseau pendant une coupure, au risque d'électrocuter un agent qui intervient.