Courant continu vs courant alternatif

Quelles sont les différences entre courant continu et courant alternatif ?

🗣👉 En automobile le concessionnaire (lorsqu’il sait de quoi il parle) doit alors expliquer la différence entre la charge AC (courant alternatif / alternating current) et la charge DC (courant continu / direct current).

Il ne pense cependant pas à vous dire que le prix d’une installation varie du simple au quintuple entre une borne AC et une borne DC !

Nous allons voir dans cet article que cette complexité – de premier abord – a du sens ; et que c’est le résultat de décennies d’évolution et d’optimisation de l’acheminement de l’électricité !

Accrochez vos ceintures, vous vous apprêtez à comprendre 2 ou 3 fondements des différences entre courant domestique alternatif ou continu. Des connaissances idéales pour faire un meilleur choix de véhicule électrique, et pour briller dans les repas de famille 😁

1) Le courant continu peut être stocké

Courant continu stockage

C’est bien l’une de ses particularités, et son avantage sur le courant alternatif : le courant continu peut être stocké.

Le courant alternatif étant impossible à stocker , il est consommé en temps réel par les logements, les bâtiments et tout ce qui est relié au réseau électrique traditionnel. La voiture dispose d’un convertisseur pour transformer l’énergie domestique alternative en énergie domestique continue.

Il existe des bornes de recharge rapides: celles-ci ont intégré nativement un convertisseur imposant, ce qui permet à la batterie de faire le plein, sans être bridé par son petit convertisseur portable.

Les productions d’énergie renouvelable photovoltaïque et les systèmes de stockage produisent du courant continu. Elles peuvent être raccordées directement à un réseau à courant continu sans êtres transformés 2 fois: de quoi réduire les pertes et les coûts.

On vous en dis plus au point 7.

2) Le courant alternatif est plus facile à distribuer

Distribution du courant

Dans la plupart des cas, le transport et la distribution de l’électricité passe par une centrale électrique qui envoie l’énergie vers les villes en utilisant de l’électricité en courant alternatif. Ce service de transport de l’électricité est aérien pour éviter le risque d’électrocution des corps. Si vous touchez un câble et le sol en même temps, votre corps se comportera électriquement comme une résistance.

Pourquoi ce choix ? 🙄

C’est parce qu’il est plus facile de diminuer ou d’augmenter la tension à l’aide de transformateurs. La distribution d’énergie sur un maillage d’habitations aussi dense que la France se fait donc de façon plus aisée.

Par exemple, si on transportait directement le 220 Volts, utilisé dans les installations domestiques actuelles, cela exigerait des conducteurs démesurés (1 000 fois ceux des lignes à haute tension usuelles puisque ces lignes transportent couramment 220 000 Volts et plus) ! Il a donc fallu trouver le moyen d’élever la tension pour le transport et de l’abaisser pour la consommation. C’est ce que permet le courant alternatif.

Le courant alternatif peut aussi être distribué en monophasé ou en triphasé en fonction de la puissance nécessaire.

Les ménages sont alors connectés en monophasé (ils se branchent à une seule phase) et les entreprises plus gourmandes se connectent en triphasé(ils se branchent aux trois phases).

Le transport sur de grandes distances s’effectue donc en très haute tension, jusqu’à 440 000 volts triphasé ! Et en moyenne tension sur les distances moyennes, par exemple vers les villages on est autour de 10 000 – 30 000 Volts triphasé.

3) Le courant continu peut s’imposer pour des raisons économiques ou techniques

Des raisons économiques

Le courant continu ne nécessite que 2 conducteurs au lieu de 3 pour l’alternatif. C’est donc un câble en moins à prévoir qui engendre des économies substantielles sur des longues distances.

Pourquoi uniquement sur des longues distances ? 🤨

Simplement parce que l’électricité consommée dans nos ménages est distribuée en alternatif (aussi appelé discontinu). Il est donc nécessaire d’investir dans des stations de conversion aux deux extrémités pour se raccorder aux réseaux en courant alternatif.

Les observations montrent qu’économiquement, le courant continu devient plus intéressant à partir de 600 km et s’impose à partir 1500 km.

Aussi, dans le cas de lignes souterraines ou sous-marines de plus de 50 km, l’alternatif est moins optimisé. Il y a un phénomène appelé « effet capacitif » qui génère une puissance réactive qui s’oppose à la circulation du courant. Le type de courant électrique continu n’étant pas soumis à ce phénomène, son intérêt croît avec la distance de transport.

4) Les électrons se comportent différemment

Les électrons

1️⃣ Avec le courant continu (que l’on retrouve par exemple dans nos batteries), les électrons circulent dans une seule direction, directement de la borne négative à la borne positive (du – au +). On peut comparer ce phénomène à l’écoulement de l’eau dans une rivière 🏞.

2️⃣ Avec le courant alternatif (que l’on retrouve dans nos prises de maison), les électrons ne circulent pas en boucle continu, au lieu de cela ils alternent entre l’avant et l’arrière. On peut comparer ce phénomène à la marée de la mer 🌊.

💡 Avez-vous déjà entendu parler des Hertz ? Certainement, mais vous ne savez peut-être pas (ou plus) que cette unité sert à mesurer le nombre de changements de sens effectués par le courant en une seconde. Aussi, en alternatif, il n’y a ni borne positive ni borne négative comme en continu. On parle d’une phase et d’un neutre.

En France, comme dans la plupart des autres pays européens, le courant alternatif distribué habituellement aux ménages a une fréquence de 50 hertz (Hz).

5) Nos objets électroniques utilisent du courant continu

Objets électroniques courant continu

Si le courant alternatif est plus facile à distribuer, le courant continu est plus facile à contrôler sur des toutes petites distances (cm) et permet au circuit d’être plus petit et plus compact. C’est pour cette raison que nos chargeurs prennent de la place et qu’ils contiennent un convertisseur d’énergie. Nos téléphones portables, lampes de poche et autres gadgets utilisent donc du courant continu pour fonctionner.

Il est possible de convertir le courant alternatif en courant continu à l’aide d’un dispositif appeléconvertisseur ou redresseur. Il est aussi possible de convertir le courant continu en courant alternatif à l’aide d’un onduleur utilisé par exemple dans les systèmes d’énergie solaire.

De nombreux appareils vont toutefois utiliser une combinaison de courant alternatif et de courant continu. Par exemple une machine à laver va utiliser le courant alternatif pour son moteur à induction (qui sert à faire tourner le tambour) mais la carte de circuit imprimée qui contrôle les réglages et la lumière va utiliser le courant continu.

6) Nos véhicules électriques se spécialisent dans l’un ou l’autre des courants

Vous ne le saviez peut-être pas, mais les constructeurs de voitures électriques ou hybrides rechargeables doiventfaire des choix stratégiques très importants pour l’évolution des usages du transport électrique.

Certains proposent des véhicules qui se chargent uniquement en alternatif AC. Ils peuvent décider de favoriser la charge monophasée ou la charge triphasée. Certains proposent la charge en courant continu DC en option. Souvent les deux types de charges sont proposés mais avec une dominance d’un type.

Tous ces choix favorisent des usages plutôt que d’autres et permettent de différencier un produit. Pour le futur acquéreur qui ne se passionne pas pour l’électrique, il y a de quoi se perdre ! 😬 Nous vous proposons donc de tester la charge du véhicule que vous avez en tête grâce à notre simulateur.

Le fait est que les voitures électriques et hybrides rechargeables doivent impérativement être capables de se recharger dans une habitation ou dans une entreprise. Si vous avez bien suivi, vous savez que le courant est distribué en alternatif et donc les véhicules n’ont pas le choix et doivent gérer ce type de courant.

En alternatif, un véhicule électrique peut donc se charger entièrement en 24h sur prise classique ou en 1h30 avec une borne de recharge. Cela parait largement suffisant pour les besoins quotidiens (travail, courses, enfants…).

Là où ça coince, c’est pour les longs trajets (déplacements, vacances…). L’autonomie des véhicules augmente et donc le temps de charge également.

Qui a envie d’attendre 1h30 tous les 350 km ? Ou près de 3h tous les 700 km (pour les modèles avec la plus grande autonomie) ?

C’est pour cette raison que la recharge en courant continu permet une recharge complète en 15 – 30 minutes , sur les véhicules optimisés pour la recharge DC.

7) Lesbornes de recharge se spécialisent aussi dans l’un ou l’autre des courants

Différence entre courant continu et courant alternatif

Nous l’avons vu, l’énergie est distribuée en courant alternatif, mais pour fonctionner les batteries ont besoin de courant continu. Les véhicules intègrent donc nécessairement un convertisseur embarqué pour transformer l’alternatif en continu.

Lors de la recharge avec une borne de recharge continu DC, la conversion depuis le courant alternatif du réseau électrique se fait à l’intérieur de laborne de recharge (et non dans le véhicule) grâce à des convertisseurs intégrés à la borne. Ces convertisseurs seraient beaucoup trop gros pour être intégrés aux véhicules.

Une fois converti, le courant continu circule alors directement de la borne jusqu’à la batterie. En fonction de leur taille, les convertisseurs peuvent convertir l’électricité du réseau très rapidement.

C’est pourquoi certaines bornes de recharge DC peuvent fournir jusqu’à 350 kW de puissance et ainsi faire le plein d’un véhicule électrique en 15 – 30 minutes.

Nos habitations domestiques ne peuvent pas accueillir ces bornes , puisque la puissance souscrite et nos installations en monophasé ne le permettent pas. On trouve des bornes en courant continu DC dans certaines entreprises (avec une capacité limitée). Les bornes ultra rapides sont surtout accessibles dans les aires d’autoroute: le prix d’une installation en courant continu dissuade ceux qui n’en n’ont pas réellement besoin.

8) Le courant continu nous vient d’Edison alors que le courant alternatif nous vient de Tesla

Tesla Edison

En 1878, le Belge Zenobe invente l’alternateur (et donc le courant alternatif), le Croate Nikola Tesla l’améliore et dépose en 1888 une série brevets pour l’utiliser dans la distribution d’énergie.

Dans les années 1890, une véritable guerre avait lieu entre la compagnie Edison qui distribuait du courant continu et la compagnie Westinghouse (employeur de Nikola Tesla), tenante du courant alternatif. Celle-ci a même failli perdre cette guerre car le 6 août 1890, la première exécution avec une chaise électrique avait tourné au supplice à cause d’une mauvaise évaluation de la tension nécessaire, et cela utilisait le courant alternatif !

Nous vous conseillons un très bon film « the current war » qui illustre bien l’émergence de ces deux types de courants.