{"id":863,"date":"2018-01-03T17:26:07","date_gmt":"2018-01-03T16:26:07","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/?p=863"},"modified":"2026-01-14T16:08:51","modified_gmt":"2026-01-14T15:08:51","slug":"7-2-messung-elektrischer-groessen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/7-2-messung-elektrischer-groessen\/","title":{"rendered":"7.2 Mesure de grandeurs \u00e9lectriques"},"content":{"rendered":"

7.2.1 Mesure du courant<\/h2>\n

Les appareils qui mesurent le courant \u00e9lectrique sont appel\u00e9s appareils de mesure du courant ou amp\u00e8rem\u00e8tres. Le symbole de l\u2019intensit\u00e9 est I<\/i> et la mesure s\u2019effectue g\u00e9n\u00e9ralement en amp\u00e8res (A) (unit\u00e9 du SI).<\/p>\n

L\u2019illustration\u200914 montre une installation simple dans laquelle le courant \u00e9lectrique qui passe \u00e0 travers une r\u00e9sistance R<\/i> doit \u00eatre mesur\u00e9 \u00e0 l\u2019aide d\u2019un appareil de mesure du courant. La source de tension est ici repr\u00e9sent\u00e9e par son sch\u00e9ma de remplacement avec la tension de marche \u00e0 vide Uq<\/sub><\/i> et la r\u00e9sistance interne Ri<\/sub><\/i>.<\/p>\n

\"Mesure<\/div>\n

Illustr. 14: Mesure du courant \u00e9lectrique I<\/i> par la\u00a0\u00adr\u00e9sistance R<\/i><\/span>
\nBas\u00e9 sur: Thomas M\u00fchl, Einf\u00fchrung in die elektrische Messtechnik: \u00adGrundlagen, Messverfahren, Ger\u00e4te, p. 89<\/span><\/p>\n

L\u2019appareil de mesure du courant est connect\u00e9 en s\u00e9rie. Etant donn\u00e9 qu\u2019il poss\u00e8de une r\u00e9sistance interne Ra, la charge de la source varie \u00e9galement. Le courant mesur\u00e9 ne correspond ainsi plus au courant r\u00e9el sans appareil de mesure. L\u2019appareil de mesure poss\u00e8de donc une r\u00e9tro\u00adaction syst\u00e9matique sur la grandeur de mesure, qui doit \u00eatre corrig\u00e9e pour la d\u00e9termination du courant r\u00e9el. Pour les appareils de mesure du courant \u00e0 basse imp\u00e9dance, c\u2019est-\u00e0-dire Ra<\/sub><\/i> \u00ab Ri<\/sub><\/i> + R,<\/i> l\u2019\u00e9cart de mesure d\u00fb \u00e0 la r\u00e9troaction peut toutefois \u00eatre n\u00e9glig\u00e9 [8]<\/span><\/span>.<\/p>\n

7.2.2 Mesure de la tension<\/h2>\n

La tension \u00e9lectrique est mesur\u00e9e \u00e0 l\u2019aide d\u2019un appareil de mesure de la tension ou voltm\u00e8tre. Le symbole de la tension \u00e9lectrique est U<\/i> et l\u2019unit\u00e9 SI associ\u00e9e est le volt (V).<\/p>\n

Pour la mesure de la tension via une r\u00e9sis\u00adtance R<\/i> l\u2019appareil de mesure est connect\u00e9 parall\u00e8lement \u00e0 la r\u00e9sistance (Illustr. 15).<\/p>\n

\"Spannungsmessung\"<\/div>\n

Illustr. 15: Mesure de la tension <\/span>
\nBas\u00e9 sur: Thomas M\u00fchl, Einf\u00fchrung in die elektrische Messtechnik: \u00adGrundlagen, Messverfahren, Ger\u00e4te, p. 91<\/span><\/p>\n

L\u00e0 encore, comme dans la mesure du courant, on observe une r\u00e9troaction par l\u2019appareil de mesure. La tension mesur\u00e9e ne correspond pas \u00e0 la tension r\u00e9elle sans l\u2019appareil de mesure.<\/p>\n

Ici, l\u2019\u00e9cart de mesure pour Ra<\/sub><\/i> \u00ab R<\/i> \/\/ Ri<\/sub><\/i> peut \u00eatre n\u00e9glig\u00e9, c\u2019est pourquoi les tensions doivent \u00eatre mesur\u00e9es \u00e0 l\u2019aide d\u2019un appareil de mesure ayant la plus haute imp\u00e9dance possible [9]<\/span><\/span>.<\/p>\n

7.2.3 R\u00e9sistance \u00e0 transformateur de courant (shunt)<\/h2>\n

Pour la mesure d\u2019intensit\u00e9s importantes notamment, on utilise un proc\u00e9d\u00e9 dans lequel une r\u00e9sistance \u00e0 transformateur de courant \u00e0 basse imp\u00e9dance est int\u00e9gr\u00e9e dans le circuit \u00e9lectrique. Un appareil de mesure de tension mesure alors la tension via la r\u00e9sistance \u00e0 palpeur de courant pr\u00e9cis\u00e9ment d\u00e9finie et en d\u00e9duit l\u2019intensit\u00e9. Le shunt poss\u00e8de g\u00e9n\u00e9ralement une r\u00e9sistance inf\u00e9rieure \u00e0 0,01 \u03a9 [10]<\/span><\/span>.<\/p>\n

7.2.4 Pince d\u2019injection de courant<\/h2>\n

Une pince d\u2019injection de courant permet de mesurer des courants sans devoir couper le circuit \u00e9lectrique.<\/p>\n

Une pince d\u2019injection pour courant alternatif se compose d\u2019une bobine et d\u2019un noyau annulaire qui peut \u00eatre ouvert. Le conducteur est entour\u00e9 par le noyau annulaire, ce qui induit un courant secondaire dans la bobine. Le courant secondaire est ensuite mesur\u00e9 et l\u2019on peut en d\u00e9duire le courant primaire dans le conducteur.<\/p>\n

Avec une r\u00e9sistance c\u00f4t\u00e9 secondaire, le courant peut \u00eatre converti en une tension proportionnelle puis par exemple s\u2019afficher sur un oscilloscope ou un multim\u00e8tre [11]<\/span><\/span>.<\/p>\n

Pour la mesure du courant continu, une sonde de Hall peut \u00eatre utilis\u00e9e dans le circuit de mesure.<\/p>\n

Les pinces de mesure de courant actuelles sont g\u00e9n\u00e9ralement des appareils de mesure multiples qui disposent de diff\u00e9rents capteurs et possibilit\u00e9s de mesure (Illustr.\u200616).<\/p>\n

\"Stromzange<\/div>\n

Illustr. 16: Pince d\u2019injection de courant pour la mesure du courant alternatif, de la tension continue et alternative, des capacit\u00e9s et de la r\u00e9sistance dans le domaine CVC<\/span>
\nFluke<\/span><\/p>\n

7.2.5 Puissance \u00e9lectrique<\/h2>\n

Les appareils qui mesurent et indiquent la puissance \u00e9lectrique sont appel\u00e9s wattm\u00e8tres. La puissance est indiqu\u00e9e par le symbole P et est g\u00e9n\u00e9ralement mesur\u00e9e en watts (W) (unit\u00e9 du SI).<\/p>\n

Dans le circuit \u00e0 courant continu, la puissance peut \u00eatre facilement d\u00e9termin\u00e9e via la relation P = U\u00b2 \u00f7 R<\/i> et les relations d\u00e9riv\u00e9es de la loi ohmique et P = I\u00b2 \u00b7 R<\/i>.<\/p>\n

La mesure de la puissance dans le circuit \u00e0 courant alternatif doit \u00eatre abord\u00e9e d\u2019une autre mani\u00e8re, car le courant et la tension sont alors des grandeurs alternatives sinuso\u00efdales en fonction du temps. La puissance devient ainsi une grandeur d\u00e9pendante du temps p(t) = u(t) \u00b7 i(t)<\/i>, appel\u00e9e puissance momentan\u00e9e.<\/p>\n

Si la puissance momentan\u00e9e est moyenn\u00e9e sur le temps, on obtient la puissance active P. La puissance active entretient avec les valeurs effectives de l\u2019intensit\u00e9 et de la tension, I<\/i> et U<\/i> et l\u2019angle de d\u00e9calage de phase \u03a6 la relation suivante: P = U \u00b7 I \u00b7 cos (\u03a6)<\/i>.<\/p>\n

La puissance r\u00e9active Q<\/i> ne contribue en moyenne pas \u00e0 un transport de puissance jusqu\u2019au consommateur et r\u00e9sulte de Q = U \u00b7 I \u00b7 sin (\u03a6)<\/i>.<\/p>\n

La puissance apparente S est calcul\u00e9e avec les valeurs effectives de l\u2019intensit\u00e9 et de la tension selon l\u2019\u00e9quation S = U \u00b7 I<\/i> berechnet [12]<\/span><\/span>, [13]<\/span><\/span>.<\/p>\n

L\u2019intensit\u00e9 I<\/i> est d\u2019autant plus importante que le d\u00e9calage de phase F<\/i> est grand (ou que la valeur de cos cos (\u03a6)<\/i> est faible). Etant donn\u00e9 que des intensit\u00e9s relativement importantes g\u00e9n\u00e8rent des pertes ohmiques plus \u00e9lev\u00e9es dans le r\u00e9seau de distribution, la puissance r\u00e9active est peu appr\u00e9ci\u00e9e dans la pratique [14]<\/span><\/span>.<\/p>\n

La mesure de la puissance r\u00e9active peut par exemple \u00eatre d\u00e9termin\u00e9e \u00e0 l\u2019aide d\u2019un appareil de mesure \u00e9lectronique fonctionnant sur la base d\u2019un proc\u00e9d\u00e9 de balayage. Les valeurs momentan\u00e9es de l\u2019intensit\u00e9 et de la tension i(t)<\/i> et u(t)<\/i> sont mesur\u00e9es dans une trame temporelle donn\u00e9e. Le d\u00e9calage de phase entre l\u2019intensit\u00e9 et la tension est d\u00e9termin\u00e9 et la puissance r\u00e9active est calcul\u00e9e [15]<\/span><\/span>.<\/p>\n

La d\u00e9finition pr\u00e9cise de la grandeur de mesure est \u00e9galement importante dans la mesure de la puissance. Pour le dimensionnement d\u2019un r\u00e9seau de distribution, des valeurs maximales peuvent par exemple \u00eatre int\u00e9ressantes, tandis que pour une mesure de la consommation, des valeurs moyennes sont primordiales.<\/p>\n

7.2.6 Energie \u00e9lectrique (kWh)<\/h2>\n

L\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique est g\u00e9n\u00e9ralement indiqu\u00e9e en kilowattheures (kWh). L\u2019\u00e9nergie repr\u00e9sente l\u2019int\u00e9gration de la puissance sur une certaine dur\u00e9e. Dans les appareils num\u00e9riques, on multiplie pour cela la diff\u00e9rence de temps entre deux \u00admesures avec la puissance observ\u00e9e pendant cette p\u00e9riode.<\/p>\n

7.2.7 Appareils de mesure de la puissance et de l\u2019\u00e9nergie (kWh)<\/h2>\n

Compteurs enfichables<\/h3>\n

Les appareils de mesure de l\u2019\u00e9nergie permettent de mesurer facilement la puissance (W) et la consommation (kWh) de divers appareils \u00e9lectriques. Souvent, la tension de r\u00e9seau (V) et le flux de courant (A) peuvent \u00eatre affich\u00e9s. G\u00e9n\u00e9ralement, les appareils sont limit\u00e9s \u00e0 la mesure de consommateurs 230\u2006V, et ne peuvent ainsi mesurer qu\u2019une seule phase.<\/p>\n

L\u2019appareil de mesure est raccord\u00e9 \u00e0 la prise de courant, puis la fiche de l\u2019appareil consommateur est reli\u00e9e \u00e0 la prise de l\u2019appareil de mesure. Ainsi, l\u2019information souhait\u00e9e peut \u00eatre lue sur l\u2019affichage. Ces appareils de mesure de l\u2019\u00e9nergie renferment une \u00e9lectronique complexe qui fonctionne avec de faibles courants continus. Pour le traitement de la tension alternative issue du r\u00e9seau \u00e9lectrique, ces signaux d\u2019entr\u00e9e analogiques doivent donc \u00eatre relev\u00e9s \u00e0 de brefs intervalles. Les valeurs ainsi obtenues sont trait\u00e9es num\u00e9riquement (Illustr.\u200617).<\/p>\n

\"Steckdosen-Messger\u00e4t<\/div>\n

Illustr. 17: Appareil de mesure raccord\u00e9 \u00e0 la prise de courant pour \u00admesurer la puissance et l\u2019\u00e9nergie, avec stockage des donn\u00e9es et interface USB<\/span>
\nEMU Elektronik AG<\/span><\/p>\n

Compteurs de facturation<\/h3>\n

Un compteur d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 permet de mesurer l\u2019\u00e9nergie fournie en kWh. Les compteurs sont plac\u00e9s dans chaque unit\u00e9 de b\u00e2timent et sont la propri\u00e9t\u00e9 du fournisseur d\u2019\u00e9lectricit\u00e9. Le courant est relev\u00e9 par des collaborateurs du fournisseur d\u2019\u00e9nergie ou dans de rares cas par les habitants, et sert de base au calcul du prix \u00e0 payer.<\/p>\n

Il existe deux compteurs d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 fondamentalement diff\u00e9rents en termes de fonctionnement, les compteurs d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 \u00e9lectroniques ou num\u00e9riques et les compteurs \u00e0 induction m\u00e9caniques. Dans bon nombre de vieux b\u00e2timents, des compteurs \u00e0 induction \u00e9lectrom\u00e9caniques sont encore utilis\u00e9s (Illustr.\u200618). Dans le cas de ces compteurs, un disque d\u2019aluminium est mis en rotation par un champ magn\u00e9tique rotatif. La vitesse de rotation du disque est proportionnelle \u00e0 la puissance qui doit \u00eatre mesur\u00e9e, et le mouvement de rotation est ensuite transmis \u00e0 un compteur m\u00e9canique. Le champ rotatif est cr\u00e9\u00e9 par une bobine d\u2019intensit\u00e9 et une bobine de tension, dispos\u00e9es des deux c\u00f4t\u00e9s du disque rotatif. Le courant \u00e9lectrique \u00e0 mesurer passe \u00e0 travers la bobine de faible r\u00e9sistance. La tension est mesur\u00e9e dans la bobine, qui poss\u00e8de une r\u00e9sistance tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e et est connect\u00e9e en parall\u00e8le. Les compteurs \u00e9lectrom\u00e9caniques sont de moins en moins utilis\u00e9s au profit des compteurs num\u00e9riques.<\/p>\n

\"Drehstromz\u00e4hler\"<\/div>\n

Illustr. 18: Compteur triphas\u00e9 <\/span>
\nKMJ<\/a><\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

\"Digitaler<\/div>\n

Illustr. 19: Compteur d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 num\u00e9rique <\/span>
\nGWF MessSysteme AG<\/span><\/p>\n

Les compteurs d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 num\u00e9riques (Illustr.\u200619) d\u00e9terminent la consommation \u00e9lectrique \u00e0 l\u2019aide d\u2019une mesure \u00e9lectronique. L\u2019affichage sur l\u2019appareil s\u2019effectue \u00e9galement de mani\u00e8re \u00e9lectronique. Ce type de compteur promet une pr\u00e9cision maximale gr\u00e2ce \u00e0 une technique de mesure moderne et une grande plage de mesure. Ils pr\u00e9sentent \u00e9galement l\u2019avantage de proposer des fonctions suppl\u00e9mentaires int\u00e9ressantes, telles qu\u2019un tarif de rachat s\u00e9par\u00e9 ou plusieurs tarifs variables dans le temps. Les donn\u00e9es peuvent \u00eatre stock\u00e9es, pour d\u00e9terminer par exemple le moment pr\u00e9cis d\u2019un pic de consommation. La lecture peut \u00e9galement s\u2019effectuer via une interface de donn\u00e9es.<\/p>\n

Aujourd\u2019hui, on parle de plus en plus de compteurs d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 intelligents (Smart Meters, Illu\u00adstr.\u200620). Ces compteurs sont en r\u00e9alit\u00e9 des compteurs \u00e9lectroniques qui disposent en plus d\u2019une interface de communication ainsi que, la plupart du temps, d\u2019un processeur interne dot\u00e9 de fonctions suppl\u00e9mentaires, voire d\u2019une \u00ab\u2009intelligence\u2009\u00bb. De tels compteurs d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 capables de communiquer permettent de r\u00e9aliser un relev\u00e9 ou une surveillance \u00e0 distance. La communication peut \u00eatre bidirectionnelle, de mani\u00e8re \u00e0 permettre des tarifs dynamiques ou le renvoi d\u2019informations au client. Ces compteurs permettent \u00e9galement de transmettre des ordres de commutation pour, par exemple, refuser des charges dans des p\u00e9riodes de pointe ou activer et d\u00e9sactiver des consommateurs. Aujourd\u2019hui, l\u2019objectif d\u00e9clar\u00e9 de l\u2019utilisation des Smart Meters est souvent de pouvoir responsabiliser les clients \u00e0 un comportement plus \u00e9conome en termes de consommation \u00e9lectrique. Le client peut recevoir des informations pr\u00e9cises sur sa consommation d\u2019\u00e9nergie. A l\u2019inverse, la possibilit\u00e9 d\u2019une surveillance durable en temps r\u00e9el suscite des controverses quant au respect de la sph\u00e8re priv\u00e9e et pose la question de la protection des donn\u00e9es.<\/p>\n

\"Smart<\/div>\n

Illustr. 20: Smart Meter pour le domaine artisanal<\/span>
\nGWF MessSysteme AG<\/span><\/p>\n

Compteurs priv\u00e9s<\/h3>\n

Les compteurs priv\u00e9s sont des compteurs d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 qui ne sont pas utilis\u00e9s \u00e0 des fins de facturation. C\u2019est pourquoi ils ne sont pas non plus soumis \u00e0 une obligation d\u2019\u00e9talonnage et sont souvent moins co\u00fbteux que les compteurs de facturation. Les compteurs priv\u00e9s sont utilis\u00e9s pour surveiller et mesurer des distributions de courant et des sorties ou pour mesurer la consommation \u00e9lectrique de diff\u00e9rents consommateurs. L\u2019objectif peut \u00eatre de garantir la s\u00e9curit\u00e9 d\u2019approvisionnement pendant l\u2019exploitation, d\u2019\u00e9viter les d\u00e9faillances ou de d\u00e9terminer leur cause, ou encore de mesurer la consommation \u00e9lectrique pour la gestion de l\u2019\u00e9nergie.<\/p>\n

On trouve sur le march\u00e9 diff\u00e9rents produits, du simple compteur d\u2019\u00e9nergie bon march\u00e9 jusqu\u2019aux appareils de mesure universels (\u00adIllustr.\u200621) et analyseurs de r\u00e9seau avec les fonctions les plus diverses. Aujourd\u2019hui, la plupart de ces appareils de mesure sont des appareils \u00e9lectroniques capables de communiquer. Ils permettent de lire des donn\u00e9es de mesure via des bus et de les collecter dans des m\u00e9moires de donn\u00e9es de mesure. Mais aussi, de stocker des donn\u00e9es localement dans l\u2019appareil ou de r\u00e9gler des valeurs d\u2019alarme, par exemple en pr\u00e9sence d\u2019une puissance trop \u00e9lev\u00e9e ou en \u00adfonction d\u2019autres param\u00e8tres de \u00adr\u00e9seau tels que la tension, le flux d\u2019images, le taux de distorsion ou le taux d\u2019ondes harmoniques.<\/p>\n

\"Universal-Messger\u00e4t<\/div>\n

Illustr. 21: Appareil de mesure universel pour l\u2019int\u00e9gration fixe avec microprocesseur et interface de donn\u00e9es<\/span>
\nJanitza electronics GmbH<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

7.2.1 Mesure du courant Les appareils qui mesurent le courant \u00e9lectrique sont appel\u00e9s appareils de mesure du courant ou amp\u00e8rem\u00e8tres. Le symbole de l\u2019intensit\u00e9 est I et la mesure s\u2019effectue g\u00e9n\u00e9ralement en amp\u00e8res (A) (unit\u00e9 du SI). L\u2019illustration\u200914 montre une installation simple dans laquelle le courant \u00e9lectrique qui passe \u00e0 travers une r\u00e9sistance R doit […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-863","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-non-classifiee"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/863","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=863"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/863\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2080,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/863\/revisions\/2080"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=863"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=863"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/energiemanagement\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=863"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}