- La Houille Blanche

LA
HOUILLE
BLANCHE
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ELECTRICITE
Comparaison entre le courant continu et le courant alternatif
par
M.
MATHLVET, Ingénieur en chef des Travaux du jour aux Mines de Vicoigne, Nœux
et Drocourl.
L'auteur recherche les raisons qui, depuis quelques années, ont remis en
continu pour la transmission de l'énergie.
faveur le courant
Il rappelle les divers procédés employés pour transformer le continu en alternatif et inversement
(M. Leblanc, Thury, Highfield). Il fait ressortir les avantages du moteur continu pour la traction
électrique, l'extraction minière, la grosse métallurgie, l'électrolyse, l'électro-culture, l'éclaira
A.
GÉNÉRALITÉS.
Il y a u n e huitaine d'années, lorsqu"il s'est agi d e reconstituer
les régions dévastées p a r la guerre et lorsque le p r o b l è m e d e
l'économie d u c h a r b o n s'est posé d e v a n t n o u s avec u n nouvel
intérêt, plusieurs Ingénieurs o n t étudié à fond les avantages
respectifs d e l'emploi d u courant continu et des courants alternatifs p o u r résoudre les p r o b l è m e s considérés.
L e s R e v u e s T e c h n i q u e s d e 1919 et principalement la Revue
générale de l'Electricité o n t publié, à ce sujet, des articles
complets d e M . B U N E T , p o u r la question d u transport d e force
et d e M . M A U D U I T , p o u r la question d e la traction électrique.
N o u s savons q u e lorsque l'on veut e m p l o y e r le courant alternatif e n matière d e traction électrique, il faut e m p l o y e r des
basses fréquences, tandis q u e p o u r la lumière et les usages ordinaires, les fréquences élevées sont préférables.
Toutefois, il est arrivé qu'en présence d e l'intérêt d e l'unification des fréquences et d e l'interconnexion nécessaire des réseaux
d a n s u n m ê m e pays, les partisans des courants alternatifs se sont
ralliés e n E u r o p e à la fréquence d e 50 périodes et ceci a p o u r
ainsi dire entraîné l'adoption d e l'emploi d u courant continu
p o u r la traction électrique, ce courant continu étant alors o b t e n u
très
e n transformant les courants alternatifs primaires, soit d a n s
des c o m m u t a t r i c e s , soit d a n s des groupes m o t e u r s génératrices,
soit d a n s des redresseurs à v a p e u r d e m e r c u r e , soit enfin d a n s
l'appareil très original c o n n u sous le n o m d e transverter d e H i g h field.
Il n o u s a s e m b l é qu'il était intéressant, après huit années d e
travaux intensifs d a n s tous les d o m a i n e s d e l'application d e
l'électricité industrielle, d e voir si les idées o u si les solutions
Cet appareil q u i fut inventé e n 1918 p a r M . Highfield, fut
qui avaient été préconisées e n 1919 et qui, p o u r la plupart o n t
été réalisées, sont bien des solutions définitives et si la pratique exposé à L o n d r e s e n 1924.
a consacré leur succès.
L e principe d u transverter est c o n n u :
Alors, e n effet, qu'il semblait définitivement acquis, q u e
Il consiste à recevoir d u courant alternatif triphasé d a n s
dans le d o m a i n e d e la transmission d e l'énergie, les courants
des
transformateurs statiques, c o m p o r t a n t primaire et seconalternatifs l'emportaient d e b e a u c o u p sur le courant continu
daire
; puis à multiplier les phases des primaires, ce qui multiplie
et q u e d a n s le d o m a i n e d e la traction électrique,la p r é d o m i n a n c e
é
g
a
l
e
m e n t les phases des secondaires ; enfin à relier les phases
devait légitimement revenir a u courant continu, n o u s a v o n s v u
ainsi
multipliées des secondaires à u n collecteur d e d y n a m o ,
cependant depuis quelques années, ce dernier reprendre d e la
autour
d u q u e l tournent des balais collecteurs; ces balais sont
faveur p o u r la transmission d e l'énergie à longue distance, tandis
entraînés
p a r u n m o t e u r s y n c h r o n e et p e u v e n t capter des
que le courant alternatif était utilisé d e plus e n plus p o u r la
courants
continus,
a y a n t u n e tension égale à la tension
fraction électrique : il n o u s paraît d o n c intéressant d e rechercher
m
a
x
i
m
a
des
courants
alternatifs des secondaires des transquelles sont les raisons d e ce chassé-croisé et d'une manière
formateurs.
plus générale, d e voir d a n s quelle m e s u r e o n doit préférer l'une
des d e u x sortes d e courant à l'autre.
L a multiplicité des phases des enroulements primaires est
L e s courants alternatifs p e u v e n t s'employer, tantôt sous
forme d e courant triphasé, tantôt sous f o r m e d e courant m o n o phasé, ils p e u v e n t é g a l e m e n t affecter plusieurs formes d e fréquences ; savoir :
15, 25, 50, 6 0 p. : s.
o b t e n u e p a r des combinaisons d'enroulement d a n s ces phases,
d e telle sorte q u e les trois phases primaires d o n n e n t naissance
à trente-six nouvelles phases décalées d e 10°, les unes par rapport
a u x autres.
O n peut ainsi arriver à recueillir des courants continus à plus
d e 100.000 V et à constituer des transverters d'une puissance
d e 5.000 k W .
10-37.
(1) Extrait du Bulteli n de la Société Française des Electriciens,
Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1927028
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O n voit q u e si l'on veut réaliser avec cet appareil u n transport, d'autant plus nuisibles q u e la tension d e transport ainsi q u e
île force à courant continu à haute tension, il suffira d'employer l'intensité d u courant sont d e plus e n plus élevées.
par e x e m p l e , u n e vingtaine de ces appareils pour obtenir 100.000
Il s e m b l e q u e l'on soit arrivé m a i n t e n a n t à l'extrême limite
k W . P a r contre, si l'on veut se contenter d'utiliser le courant
q
u
e
la pratique puisse admettre, e n a d o p t a n t des tensions d e
continu à basse tension, o n peut toujours le faire.
100.000 et 200.000 V et des intensités d e 3 0 0 à 5 0 0 A , et la
O n retrouve d a n s cet appareil les idées directrices qui avaient puissance d e 100.000 k W paraît rester, jusqu'à nouvel ordre,
guidé jadis M . Maurice Leblanc d a n s la construction d e son u n e puissance q u e l'on n e pourrait pas dépasser.
panchahuteur.
D a n s les pays, o ù m a l g r é l'unification des fréquences, les réseaux
de traction électrique sont restés e n courant, alternatif à basse
fréquence, ces réseaux ont p o u r la plupart leur Centrale spéciale,
en général hydraulique, et constituent ainsi des îlots parfaitement
a u t o n o m e s et isolés.
Ceci explique, q u e p a r e x e m p l e , a u T r a n s w a a l , o n étudie
en ce m o m e n t , u n e ligne d e transmission d'énergie d o n t
l'artère centrale serait parcourue par d u courant continu haute
tension.
C e sont d o n c les idées d e M . T h u r y qui semblaient depuis
l o n g t e m p s reléguées d a n s l'oubli, qui reviennent à l'ordre d u
D'ailleurs, et d a n s les p a y s o ù la chose était possible, c'est-à- jour et il faut reconnaître q u e , si cette solution est pratiquement,
dire d a n s les p a y s m o n t a g n e u x o u lacustres, p a y s o ù il était réalisable, elle sera d e b e a u c o u p supérieure à la solution p a r
très facile d'installer des centrales hydrauliques spécialement
courant alternatif. L'expérience d u transport de force de M o u lier
affectées à u n usage déterminé, o n a généralisé l'emploi d e la à L y o n , e n France, a été, en effet, c o u r o n n é e par le succès et m a l traction électrique e n courant alternatif à basse, fréquence et gré les critiques q u e l'on peut adresser à l'emploi d e ce système,
c o m m e o n s'est aperçu r a p i d e m e n t q u e le courant alternatif les Ingénieurs d u T r a n s w a a l , o n t l'intention d e réaliser u n e
m o n o p h a s é offrait d e grands avantages d e simplicité sur le cou- ligne constituée d e la manière suivante :
rant alternatif triphasé, o n a a b a n d o n n é ce dernier courant
pour l'électrificatien d e certains c h e m i n s d e fer, et o n lni a
Station génératrice avec turbine shydrauliques et alternateurs,
préféré le courant alternatif m o n o p h a s é à 16,2/3 p :s : c'est le cas les alternateurs alimentant à côté d'eux des m o t e u r s synchrones
de l'Autriche, la Suisse, la Bavière, la Suède, la N o r v è g e et cer- d e grosse puissance, c h a c u n d e ces m o t e u r s synchrones actiontaines contrées de l'Amérique d u N o r d .
n a n t u n e o u plusieurs d y n a m o s à courant continu, connectées
e n série entre elles et avec les d y n a m o s des groupes voisins;
Seule l'Italie est restée fidèle a u x courants alternatifs triphasés
o n p e u t ainsi atteindre u n e tension d e transport d'énergie d e
p o u r ses lignes d e traction électrique.
200.000 à 300.000 V étant e n t e n d u q u e sur le parcours d e la
E n ce qui concerne les lignes d e transport d'énergie, il semble ligne, a u c u n prélèvement n e sera fait. P o u r des intensités d e
bien que, p o u r l o n g t e m p s encore, les courants alternatifs restent 3 0 0 à 5 0 0 A , ceci permettrait d e transporter des puissances p o u la solution générale et il faut leur rendre cette justice que, malgré v a n t aller jusqu'à 150.000 k W sans avoir les inconvénients d u
les défauts n o m b r e u x q u e présente leur emploi, ce sont e u x courant alternatif.
qui ont permis d e progresser d'une m a n i è r e considérable dans
A l'extrémité d e la ligne d e transport d'énergie, des m o t e u r s à
l'électrification d e nos pays, e n se prêtant d'une manière très
courant
continu, disposés e n série, seront e m b r a n c h é s sur la
simple à l'unification des tensions d e transport et à l'unification
ligne,
ces
m o t e u r s actionnant des alternateurs distribuant l'énerdes tensions d'utilisation.
gie locale, sous f o r m e d e courant alternatif.
Il serait, e n effet, tout à fait injuste d e n e pas reconnaître
N o u s a v o n s figuré sur le tableau 1, le s c h é m a représentatif
q u e , c'est grâce à son e x t r ê m e simplicité q u e le m o t e u r asynchrone a p u se multiplier d a n s n o s usines et permettre ainsi de la solution q u e n o u s v e n o n s d e décrire.
à l'électricité d e conquérir des d o m a i n e s qui, jusqu'alors, lui
N o u s a v o n s également figuré sur notre s c h é m a d'ensemble,
étaient inconnus.
la solution intégrale d u transport e n courant continu.
D'ailleurs, d a n s cette conquête, le m o t e u r asynchrone a été
p u i s s a m m e n t aidé par l'égale simplicité et l'extrême souplesse
des transformateurs statiques : la possibilité, e n effet, d e réaliser
avec ces appareils, n'importe quelle puissance et n'importe
quelle tension, ont permis d e les installer d a n s n'importe quel
endroit, soit m ê m e d'une m a n i è r e a b s o l u m e n t rustique et e n
leur associant des m o t e u r s asynchrones, o n a p u généraliser
très r a p i d e m e n t l'emploi d e réseaux à courants alternatifs
offrant toutes les g a m m e s de tension depuis 1 1 0 V jusqu'à 15.000
Volts.
Toutefois, cette extension d e l'emploi des transformateurs
statiques et des m o t e u r s asynchrones s'est faite a u détriment
d u r e n d e m e n t général d e ces installations et d e la m a u v a i s e
utilisation des stations génératrices, par suite d u décalage inévitable q u e ces appareils produisent entre la tension d e distribution et le courant d'utilisation.
N o u s savons tous, e n effet, q u e la question d u facteur d e
puissance est loin d'être résolue et q u e les p h é n o m è n e s perturbateursJqui se produisent sur les lignes d e transport d'énergie
àcourants^alternatifs, deviennent d'autant plus fréquents et
Cette solution n e diffère d'ailleurs d e la solution m i x t e q u e
par la suppression à la station d e départ des alternateurs et des
m o t e u r s synchrones intercalés entre les turbines et les d y n a m o s
à courant continu.
A la station d'arrivée, les m o t e u r s à courant continu, p e u v e n t
attaquer indifféremment des génératrices p o u r la traction électrique o u des alternateurs p o u r la distribution locale d e la lumière
et d e la petite force motrice.
N o u s v o y o n s d o n c qu'à l'heure actuelle, les idées e n matière
d e transport d'énergie et d'utilisation d e courant, sont exactem e n t inverses d e celles q u e n o u s a v o n s v u adopter depuis u n e
vingtaine d'années; il n'y a peut-être pas là u n fait paradoxal
et n o u s d e v o n s plutôt y voir le retour, à u n e tradition très ancienne, tradition qui voulait e n tout état d e cause q u e le courant
continu soit la f o r m e la plus logique d e l'utilisation d e l'électricité d y n a m i q u e .
A p r è s avoir ainsi rappelé quelle a été l'évolution des concepts
e n matière de solution générale, n o u s allons e x a m i n e r m a i n t e n a n t
d a n s les différentes applications d u courant électrique quels
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sont les a r g u m e n t s q u e l'on peut l'aire valoir en faveur d u courant
continu o u d u courant alternatif.
B.
—
APPLICATIONS (Voir tableau).
cet outil ; or, il faut reconnaître que les différents moteurs à
courant alternatif ne se présentent pas à ce sujet sous un jour
favorable, tandis que par l'emploi de rhéostats appropriés,
placés soit sur l'induit, soit sur les inducteurs du moteur à courant continu, on peut toujours obtenir une variation de vitesse
relativement grande.
a) Applications mécaniques
C'est surtout dans l'application des moteurs électriques à
la c o m m a n d e des différents engins de travail, que le courant
continu présente, sur le courant alternatif, u n avantage marqué.
Il est, en effet, intéressant quel que soit l'outil que l'on a
à commander, de pouvoir à volonté faire varier la vitesse de
COURANT
STATIONS
GÉNÉRATRICES
D E TENSION P O U R
TRANSPORT
A G R A N D E DISTANCE
Transformateurs statiques : Toutes tensions jusquà 220.000 volts.
TRANSPORT
C'est ce qui a amené beaucoup d'ingénieurs à installer, dans
ALTERNATIF
Turbo-alternateurs : Toutes puissances jusque 150..000 k\v.
Tension jusque 13.500 volts.
ÉLÉVATION
Si donc, d'une part, le moteur a courant alternatif présente
moins de difficulté d'exploitation, par suite de l'absence de
collecteur, le moteur à courant continu, malgré la servitude
de la surveillance des balais, présente plus de souplesse que
son concurrent.
D'ÉNERGIE
Câbles armés : Jusque 60.000 volts.
Lignes aériennes : Toutes tensions jusqu'e 200.000 volts.
COURANT
STATIONS
CONTINU
GÉNÉRATRICES.
Turbo-dynamos : Petites puissances.
Tension jusque 5.000 volts m a x i m u m .
ÉLÉVATION D E TENSION P O U R T R A N S P O R T
A G R A N D E DISTANCE.
Couplage en série des génératrices.
Transformation de l'alternatif en continu par le Transverter.
TRANSPORT
D'ÉNERGIE.
Avantages : Grande puissance transportée.
Transformateurs statiques pour obtenir les tensions
d'utilisation industrielles.
Câbles armés possibles jusqu'à 100.000 volts.
Lignes aériennes possibles jusqu'à 300.000 volts.
Inconvénients : Capacité et self-induction nécessitant
de puissants condensateurs synchrones à l'arrivée.
Avantages : Capacité et self induction ne gênent pas.
2 fils seulement pour le transport.
DISTRIBUTION
ET
UTILISATION.
a) Ateliers : Tous les moteurs ordinaires à vitesse sensiblement
constante.
Moteurs spéciaux à collecteur pour vitesses variables
(délicats).
b) Traction-Electrique ; Trolley seul. Courant alternatif triphasé
direct : 10.000 à 15.000 volts à 25 pér. ou 16 pér. 2/3
(2 lignes de contact). Courant alternatif monophasé :
15.000 volts 16 pér. 2/3.
Inconvénients : Pertes en lignes constantes. Mauvais
rendement à faible charge.
Groupes moteurs générateurs pour obtenir du courant
continu à tension constante pour les usages industriels.
DISTRIBUTION
ET
UTILISATION.
a) Ateliers : Tous les moteurs ordinaires à vitesse constante ou
variable.
b) Traction-Electrique : Trolley : Tension jusque 3.000 volts.
Sous-station de transformation. Avec moteurs générateurs dans le cas de distribution continue série.
Inconvénients : Freinage en récupération très délicat.
Sous-station de transformation : Avec commutatrices
Centrales spéciales pour le monophasé.
ou redresseurs dans le cas de distribution triphasée.
c) Mines : Moteurs asynchrones ordinaires pour tous usages.
Avantages : Freinage facile par récupération.
Moteurs synchrones pour gros moteurs et améliorer
le cosinus du réseau.
Inconvénients : Sous-stations très rapprochées.
Moteurs à collecteurs pour ventilateurs et usages
Accumulateurs : Locomotives à accumulateurs au
spéciaux.
plomb (Ironclad) au fer nickel (Saft).
Avantages : Sous-stations très espacées avec transformateur statiques.
d) Métallurgie : Courant alternatif pour petits moteurs.
Pour laminoirs. Courant alternatif peu employé.
e) Electro-Métallurgie: Fours à arc : Monophasés et triphasés
de toutes puissances.
Fours à induction.
Fours à haute fréquence.
f) Eleetro-Chimie : Courant alternatif inutilisable pour Electre] y se.
g) Appareils de levage : Courant triphasé, mais avec peu de souplesse.
h) Eleetro-Culture : Courant alternatif pour tous les moteurs.
Facilité de distribution.
i) Divers : (Télégraphie, Téléphonie, Signaux).
Courant alternatif peu employé.
j) É C L A I R A G E : Les fréquences supérieures à 25 pér. sont seules
acceptables.
c) Mines : Pour les usages courants : Moteurs à courant continu
alimentés par groupe convertisseur. "Pour machines
d'extraction. Système "Ward Léonarâ.
d) Métallurgie : Courant continu pour petits moteurs.
Laminoirs : Le courant continu est préférable.
e) Electro-Métallurgie : Fours à arc seulement.
f) Eleetro-Chimie : Electrolyse par courant continu à basse tension.
g) Appareils de levage : Le courant continu est préférable.
h) Eleetro-Culture : Courant continu pour tous les moteurs.
i) Divers : (Télégraphie, Téléphonie, Signaux).
Courant continu presque toujours employé.
j) E C L A I R A G E : Courant continu très employé.
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leurs usines, des appareils d e transformation leur permettant
d'utiliser le courant alternatif fourni par les réseaux primaires,
sous f o r m e d e courant continu.
Il semble d o n c q u e pour les trois applications les plus i m p o r tantes d e l'industrie, c'est-à-dire la traction électrique, Y extractio
minière et la grosse métallurgie, les courants alternatifs doivent
être définitivement rejetés, les seuls genres d e m o t e u r s p o u v a n t
Ils préféraient subir u n e perte d e r e n d e m e n t plutôt q u e d e
être appliqués d a n s ces conditions étant soit d e véritables m o t e u r s
s'astreindre à avoir des organes m é c a n i q u e s d e c h a n g e m e n t
à courant continu, soif des m o t e u r s mixtes m o n o p h a s é s à collecde vitesse.
teur.
D'ailleurs, tout c o m p t e fait, il n'est p a s certain q u e le rendem e n t total d'une installation m i x t e dotée d e convertisseurs,
de c o m m u t a t i ï c e s o u d e redresseurs à v a p e u r d e m e r c u r e et
d'un e n s e m b l e d e m o t e u r à courant continu, soit inférieur a u
r e n d e m e n t total qu'aurait cette m ê m e installation, si o n l'avait
réalisée u n i q u e m e n t e n courant alternatif.
Toutefois, m ê m e p o u r les c o m m a n d e s des trains d e laminoirs,
étant d o n n é qu'il faut, d a n s ce cas, des m o t e u r s d e 15.000 ch,
le courant continu proprement, dit devra être préféré, car jusqu'ici,
m a l g r é son e x t r ê m e souplesse, le m o t e u r à courant m o n o p h a s é
p o u r grosse puissance n'a p u être encore réalisé.
L'ensemble d e tous les m o t e u r s asynchrones qu'il aurait fallu
mettre sur les engins c o m m a n d é s , aurait p r o v o q u é des pertes
importantes d a n s les transformateurs d'alimentation et dans
tout le réseau basse tension desservant ces m o t e u r s ; à ces pertes
p u r e m e n t électriques seraient v e n u e s s'ajouter les pertes prov e n a n t des transmissions m é c a n i q u e s destinées à corriger la
rigidité d e la vitesse q u i est la cause principale d'infériorité
des m o t e u r s asynchrones.
N o u s n'ignorons p a s qu'il existe des installations, principalem e n t d a n s les m i n e s , d a n s lesquelles les treuils d'extraction
sont c o m m a n d é s p a r des m o t e u r s à courant alternatif : mais,
d'une pari, o n est toujours obligé d e passer par l'intermédiaire
d'un train d'engrenage et, d'autre part, les difficultés q u e l'on
rencontre p o u r le réglage des résistances sur le rotor et pour
l'inversion d u courant sur les stators sont telles q u e l'avantage
de l'emploi des m o t e u r s à courant continu leur fait, d a n s la
plupart des cas, d o n n e r la préférence.
N o u s savons bien q u e l'on v a n o u s opposer l'emploi des m o Il y a toutefois, u n genre d e m o t e u r à courant alternai if d o n t
teurs à courant alternatif spéciaux, cpii peuvent d o n n e r des l'emploi est v e n u corriger,. d a n s la m e s u r e o ù la chose était
vitesses variables, grâce a u x collecteurs dont o n les a m u n i s .
possible, les défauts inhérents à l'emploi généralisé d u courant
alternatif
; ce sont les moteurs synchrones ; o n sait lout le secours
M a i s les partisans d e ces sortes d e m o t e u r s , sont-ils bien
q
u
e
ces
m
o
t e u r s p e u v e n t donner, tant sur les lignes primaires
certains d'avoir le droit d e les appeler des m o t e u r s à courant
c
o
m
m
e
condensateurs
synchrones, que. sur les lignes secondaires
alternatif et quelq q u e soient les n o m s qu'on leur d o n n e (moteur
à
seule
fin
d
e
relever
le facteur d e puissance des installations
à répulsion, m o t e u r série c o m p e n s é , m o t e u r à calage variable),
à
courant
alternatif.
n o u s prétendons q u e ces soi-disant m o t e u r s à courant alternatif
n e sont p a s autre chose q u e des m o t e u r s à courant continu
déguisés.
C'était grâce à l'adjonction d u collecteur inventé p a r G r a m m e ,
collecteur qui a justement p o u r b u t d e redresser le courant
alternatif circulant d a n s l'un des enroulements d u m o t e u r , q u e
n o u s p o u v o n s obtenir des vitesses variables, d a n s des m o t e u r s
n o r m a l e m e n t alimentés p a r d u courant alternatif, e n provoq u a n t des compositions d e flux et d e courants qui sont tantôt
alternatifs et tantôt continus.
O n peut arriver, e n effet, e n multipliant ce genre d e moteurs,
à annuler presque c o m p l è t e m e n t le décalage d u courant d'utilisation sur la tension et par cela m ê m e diminuer considérablement
les pertes d a n s les transformateurs et d a n s les lignes.
U n exemple
très intéressant d e l'application des m o t e u r s
synchrones, pour obtenir u n cosinus égal à l'unité d a n s u n réseau
particulier, est celui d u bassin houiller d u N o r d d e la France.
L a plupart des C o m p a g n i e s Houillères d u N o r d et d u Pas-deCalais ont, e n effet, adopté le m o t e u r synchrone, soif pour c o m Si n o u s a v o n s classé ces m o t e u r s à collecteur d a n s notre m a n d e r directement les convertisseurs des m a c h i n e s d'extractableau, d a n s la colonne d u courant alternatif, c'est p a r u n e tion électriques d u système W a r d L é o n a r d , soit pour être adjoint
sorte d e concession à la routine, m a i s e n réalité ce sont des à ce convertisseur c o m m e condensateur synchrone, lorsque ce
m o t e u r s mixtes et leur emploi n'est p a s autre chose qu'un h o m - convertisseur avait été prévu avec m o t e u r asynchrone.
m a g e indirect r e n d u a u courant continu.
M a i s o n peut alors se d e m a n d e r si, a u lieu d'avoir u n e instalIl faut reconnaître d'ailleurs q u e certains d e ces m o t e u r s lation à courant alternatif, c o m p o r t a n t u n très g r a n d n o m b r e
mixtes o n t été réalisés d'une m a n i è r e remarquable, et n o u s de ces m o t e u r s synchrones, il n e conviendrait p a s m i e u x , p o u r
croyons q u e le succès q u e n o u s constatons actuellement d e la tous les m o t e u r s d'une m ê m e usine, o u p o u r tous les m o t e u r s
traction électrique p a r courant alternatif m o n o p h a s é , provient d'un m ê m e îlot suffisamment concentré, d'employer d a n s c h a q u e
u n i q u e m e n t d e la supériorité sur tous les m o t e u r s d u m ê m e usine, o u d a n s c h a q u e îlot, des m o t e u r s à courant continu aligenre, des m o t e u r s m o n o p h a s é s à collecteur et à calage variable m e n t é s , soit p a r des c o m m u t a trices, soit p a r des redresseurs
des balais, qui o n t été lancés sur le m a r c h é depuis u n e quinzaine à v a p e u r d e m e r c u r e o u m i e u x p a r des convertisseurs rotatifs,
d'années ; ces m o t e u r s sont c o n n u s sous le n o m d e m o t e u r s
d o n t la génératrice à courant continu serait c o m m a n d é e par
m o n o p h a s é s Deri-Brown-Boveri.
u n m o t e u r s y n c h r o n e d e g r a n d e puissance.
M a i s n o u s persistons à considérer ces m o t e u r s , c o m m e des
m o t e u r s à courant continu, d a n s les inducteurs desquels o n
injecte d u courant alternatif.
Ces m o t e u r s à courants alternatif et continu o u mixtes se
sont m o n t r é s suffisamment souples p o u r q u e , n o n seulement,
o n puisse les e m p l o y e r e n matière d e traction, m a i s aussi p o u r
qu'on puisse les e m p l o y e r e n matière d'extraction minière o u
d a n s l'industrie métallurgique.
L a question d u facteur d e puissance n e se poserait plus ni
p o u r le réseau secondaire, ni p o u r le réseau primaire, et elle serait
résolue p a r le seul fait d e l'emploi d'un m o t e u r s y n c h r o n e puissant.
E x a m i n o n s m a i n t e n a n t quelle est la part q u e l'on peut faire
à l'une o u à l'autre sorte d e courant d a n s les différentes industries d'importance secondaire, susceptibles d'employer l'électricité.
LA HOUILLE BLANCHE
D a n s l'électro-métallurgie, le courant alternatif présente d e
gros avantages, car l'on tend d e plus e n plus à a b a n d o n n e r les
fours à arc p o u r prendre les fours à induction.
P a r contre, il y a toujours des dispositions spéciales à adopter
p o u r réduire d a n s la m e s u r e d u possible le décalage d u courant.
A cet effet, les conducteurs d ' a m e n é e d e courant a u x cuves
des fours éleclroméfallurgiques sont entremêlés p o u r réduire
a u m i n i m u m les effets d e self-induction ; d e plus, le calcul des
transformateurs d'alimentation des fours, est fait d e manière
à réduire a u m i n i m u m le courant à vide d e ces transformateurs.
181
alternatif, c'est la question si délicate d e l'égale répartition des
charges sur les circuits triphasés basse tension ; cette question
a déjà fait l'objet d e n o m b r e u s e s études, m a i s a u c u n e solution
générale n'a été indiquée — croyons-nous = et il faut reconnaître
q u ' a u x défauts déjà considérables, d u m a u v a i s facteur d e puissance, la difficulté d e l'égale répartition des charges sur les trois
phases des transformateurs, vient encore ajouter u n e cause d u
m a u v a i s r e n d e m e n t à n o s installations à courant alternatif.
Enfin, e n ce qui concerne les applications diverses d e la télégraphie, d e la téléphonie et des signaux, la supériorité d a n s ce
d o m a i n e d u courant continu, n'est plus à démontrer.
E n ce qui concerne l'élecfro-chimie, le courant continu reprend
l'avantage p o u r les installations d'électrolyse.
b ) Eclairage.
N o u s signalerons c o m m e installation très intéressante d'électrolyse à courant continu, celle des usines d e zinc d e A n a c o n d a
qui représente u n e puissance d e plus d e 30.000 k W .
Cette puissance est répartie entre six batteries parallèles d e
cuves d'électrolyse absorbant c h a c u n e 10.000 A sous 5 5 0 V ,
c h a q u e batterie c o m p o r t a n t 1 4 4 cuves, d a n s lesquelles o n
procède à l'électrolyse d'une solution d e sulfate de zinc. •
N o u s arrivons m a i n t e n a n t à l'une des applications les plus
vulgarisées d e l'électricité, celle qui p e n d a n t d e longues années
représenta la seule puissance utilisée des stations centrales,
n o u s voulons parler d e 1''éclairage.
L e courant nécessaire est produit p a r des commufalrices
hexaphasées, alimentées elle-mêmes p a r des transformateurs
d e 6.000 k V A , recevant le courant d u réseau primaire à 100 0 0 0 Y
p o u r l'abaisser à 4 0 0 V , la c o m m u t a l r i c e le transformant en
courant continu à 5 8 0 V .
L o r s q u e l'on a voulu développer les installations e n courant
alternatif, les transformateurs statiques se sont m o n t r é s des
outils tellement simples qu'il était tout indiqué d e se borner
à greffer les l a m p e s sur les circuits secondaires d e ces appareils,
sans s'occuper d e la qualité d e la lumière q u e l'on allait ainsi
fournir ; or, d e u x griefs importants p e u v e n t être faits a u courant
alternatif e m p l o y é c o m m e source d e lumière :
Il y a e n outre c o m m e secours des groupes convertisseurs
actionnés p a r des m o t e u r s synchrones.
a) il est impossible d e descendre au-dessous d'une certaine
fréquence sans fatiguer considérablement les organes visuels.
L e courant continu est é g a l e m e n t b e a u c o u p plus a v a n t a g e u x
q u e le courant alternatif d a n s la c o m m a n d e des appareils d e
levage, car il s'agit ici d e résoudre, u n p r o b l è m e identique à celui
de la traction électrique : couple puissant a u d é m a r r a g e , mise
en vitesse rapide freinage c o m m o d e , possibilité d e varier la vitesse
dans des limites assez étendues.
U n e nouvelle extension d e l'emploi d e l'électricité s'est révélée
à nous, ces temps-ci, n o u s voulons parler d e l'électro-culture.
Ici, grâce à la facilité d e son installation, grâce à la dispersion
inévitable d e s o n emploi, le courant alternatif semble, pour le
m o m e n t , tenir u n e place prépondérante, m a i s n o u s croyons
c e p e n d a n t qu'au fur et à mesure, d e l'extension d e l'emploi de
l'électricité d a n s ce d o m a i n e particulier, le courant alternatif
devra céder p e u à p e u la place a u courant continu et p o u r les
m ê m e s raisons q u e celles qui o n t été exposées p o u r les applications d e grosse puissance.
E n effet, si n o u s a d m e t t o n s q u e d a n s les exploitations agricoles
on installe u n g r a n d n o m b r e d e petits m o t e u r s asynchrones alim e n t é s p a r u n n o m b r e é g a l e m e n t g r a n d d e transformateurs,
nous allons r e t o m b e r d a n s les inconvénients ordinaires d e m a u vais r e n d e m e n t et d e m a u v a i s facteur d e puissance et, tôt o u tard,
nous serons obligés d e recourir a u x convertisseurs à m o t e u r
synchrone o u a u x redresseurs à v a p e u r d e m e r c u r e ;. p o u r le
m o m e n t , o ù il faut surtout adapter le m o t e u r électrique a u x
engins d e culture, le m o t e u r asynchrone suffit p o u r défricher
en quelque sorte le c h a m p des investigations, m a i s lorsque les
problèmes m é c a n i q u e s principaux auront été résolus et q u e la
question d e V é c o n o m i e générale d u réseau et des appareils se
présentera, le m o t e u r à courant continu réapparaîtra avec tous
ses avantages.
Il y a d'ailleurs u n e raison d'ordre secondaire et q u e n o u s
avons négligé jusqu'ici d e produire, m a i s qui vient cependant
aggraver les difficultés déjà grandes d e l'emploi d u courant
b) M ê m e p o u r u n e fréquence acceptable, les v a iations d e
tension qui se produisent sur certains réseaux d'éclairage placés
d a n s le voisinage des réseaux d e force motrice, sont é g a l e m e n t
très fatigantes à supporter.
Il s e m b l e d o n c qu'il soit à r e c o m m a n d e r , c h a q u e fois q u e la
chose sera possible, d e réaliser l'éclairage d'une g r a n d e usine
o u d'un îlot d e cité, à l'aide d e courant continu obtenu, soit p a r
des convertisseurs rotatifs, soit p a r des redresseurs à v a p e u r d e
mercure.
Il s e m b l e bien, e n effet, q u e le courant continu fatigue b e a u c o u p m o i n s la v u e q u e le courant alternatif et bien qu'en matière
d'éclairage, la question d u facteur d e puissance n e se pose pas,
les avantages physiologiques obtenus p a r l'emploi d u courant
continu, d a n s u n cas aussi intéressant p o u r la majorité d e l'hum a n i t é , doivent faire pencher la balance e n faveur d e l'emploi
d e ce courant.
c) Accumulateurs.
N o u s a v o n s laissé d e côté jusqu'ici ces appareils si intéressants
et qui constituent à e u x seuls, u n e nouvelle manifestation des
avantages d u courant continu.
E n effet, il est bien évident q u e le courant alternatif livré
à l u i - m ê m e , n e saurait n o u s d o n n e r des accumulateurs ; p o u r
constituer ces appareils, o n est toujours obligé d'avoir recours
à d u courant continu et n o u s savons q u e , tandis qu'il est absolum e n t impossible d'accumuler d u courant alternatif, rien n'est
plus simple q u e d'accumuler d u courant continu.
O n connaît les n o m b r e u s e s applications des accumulateurs»
m a i s n o u s croyons qu'il est intéressant d e souligner q u e , depuis
quelque t e m p s , l'accumulateur a encore élargi s o n d o m a i n e
e n pénétrant d a n s la g r a n d e traction électrique,
LA HOUILLE BLANCHE
182
O n c o m m e n c e , e n effet, à construire d e puissantes locomotives
p o u r trains de marchandises d o n t la propulsion s'obtient uniquem e n t à l'aide de batterie d'accumulateurs ; n o u s citerons e n outre
p o u r m é m o i r e les petites locomotives p o u r traction électrique
d a n s les M i n e s , les l a m p e s électriques portatives qui, appliquées
également a u x M i n e s , o n t permis d'augmenter le r e n d e m e n t
des ouvriers, tout e n leur apportant u n e sécurité plus g r a n d e
d a n s leur travail.
Il y a u n d o m a i n e d a n s lequel o n cherche à n o u v e a u à utiliser
sur la plus g r a n d e échelle possible les accumulateurs, c'est celui
des automobiles et e n présence d e la diminution progressive d e
n o s approvisionnements e n pétrole, les constructeurs d'automobiles se m o n t r e n t d e plus e n plus disposés à vulgariser l'automobile à accumulateurs.
N o u s v o u s a v o n s déjà indiqué, il y a d e u x ans, q u e d e u x types
principaux d'accumulateurs se disputaient le m a r c h é : l'accum u l a t e u r fer nickel et l'accumulateur a u p l o m b ; le premier
semblait, jusqu'à ces derniers t e m p s , avoir la suprématie sur
le m a r c h é ; m a i s les partisans d e l'accumulateur a u p l o m b o n t
réagi vigoureusement et o n p e u t dire q u e l'accumulateur c o n n u
sous le n o m d e « Ironclad », offre tout autant d e garantie d e
solidité, q u e l'accumulateur a u fer nickel et c o m m e l'accumulateur a u p l o m b a toujours m o n t r é plus d e souplesse q u e l'accumulateur a u fer nickel, il s e m b l e bien q u e p o u r l o n g t e m p s encore
les d e u x sortes d'accumulateurs seront employés.
C. —
CONCLUSION.
N o u s voudrions, p o u r conclure ce parallèle u n p e u court,
jeter u n c o u p d'œil d'ensemble sur toutes les applications possibles d e l'électricité et dégager d e l'examen d e ces applications,
u n enseignement p o u r l'avenir.
Toutefois, e n présence d e l'immense d é v e l o p p e m e n t pris
par les installations e n courant alternatif, e n présence d e la
politique d'unification des tensions qui a été décidée e n France,
il y a huit ans, il n o u s paraît assez difficile d e pouvoir revendiquer m a i n t e n a n t p o u r le courant continu, u n e place a u m o i n s
égale à celle d e son concurrent.
T o u t e n réservant nos pronostics, p o u r les lignes de transport
d e force à très haute-tension et e n souhaitant m ê m e qu'il soit
fait u n e part a u courant continu d a n s les grandes transmissions
d'énergie, restant à réaliser e n France, n o u s pourrons, croyonsnous, conclure ainsi :
C h a q u e fois qu'il s'agira d'une application vulgaire d e l'élec-
tricité, et c h a q u e fois qu'il s'agira d e défricher u n c h a m p d'action
jusque là vierge, il sera plus simple d e faire appel a u courant
alternatif, ce qui n e veut pas dire q u e ce sera plus é c o n o m i q u e .
M a i s , c h a q u e fois q u e l'on v o u d r a opérer u n travail délicat,
d e m a n d a n t à la fois d e la souplesse et d e la précision, il faudra
revenir a u courant continu par des transformations appropriées,
e n choisissant, d a n s c h a q u e cas, la solution la plus é c o n o m i q u e
p o u r ces transformations ; u n e fois q u e l'on aura transformé
les courants alternatifs primaires e n courant continu d'utilisation, il n e faudra pas craindre d e développer a u m a x i m u m les
applications d u courant continu qui sera ainsi considéré c o m m e
u n auxiliaire indispensable d u courant alternatif, c'est-à-dire
u n auxiliaire capable d e redresser les erreurs et les faiblesses inhérentes à la nature m ê m e d u courant alternatif, le courant continu
n'étant p a s autre chose d'ailleurs q u e d u courant alternatif
amélioré.
N o u s n o u s excusons d e n e pouvoir faire f r a n c h e m e n t pencher
la balance d a n s u n sens, ni d a n s l'autre, m a i s ceci n o u s prouve,
u n e fois d e plus, qu'il n'y a pas, p o u r n o u s autres h u m a i n s ,
de vérité intangible et q u e n o u s d e v o n s toujours n o u s contenter
d'un médiocre à peu-près.
N o u s n e voudrions pas terminer ce rapport sur u n e impression
trop pessimiste, e n ce qui concerne le courant alternatif et je
crois q u e la téléphonie sans fil s'est chargée, depuis quelques
années, d e réhabiliter les courants alternatifs.
L e jour n'est peut-être pas très éloigné o ù après avoir servi
à la transformation d e s sons, les appareils d e production d e
haute-fréquence, e n r a y o n n a n t à travers l'espace des o n d e s
d e plus e n plus puissantes, n o u s permettront, avec ces o n d e s
m ê m e s d e transformer l'énergie électrique dispersée d a n s l'espace,
e n énergie m é c a n i q u e et ceci grâce à des appareils récepteurs,
peut-être très différents d e c e u x q u e n o u s connaissons.
• S a n s vouloir anticiper sur l'avenir, n o u s savons déjà qu'il
est possible, e n plaçant des tubes d e verre remplis d e g a z rares,
d a n s des c h a m p s électriques à haute-fréquence, d e produire la
luminescence d e ces tubes sans le concours d'aucun c o n d u c teur.
P o u r q u o i n e pas supposer qu'il sera possible d e produire des
o n d e s à haute-fréquence capables d e mettre, n o n plus des gaz,
m a i s des engins électriques, e n vibration suffisante p o u r q u e
ces engins électriques accomplissent u n travail m é c a n i q u e ?
C'est sur cette hypothèse séduisante q u e n o u s terminerons
notre comparaison.