Creux de tension et micro-coupures : effet sur vos machines

Un creux de tension ou une micro-coupure dure une fraction de seconde. C'est assez pour réinitialiser un automate, faire décrocher un variateur ou faire retomber un contacteur. Mesurez d'abord pour savoir si les creux viennent du réseau ou de vos propres machines. Protégez ensuite la commande et, là où un arrêt coûte cher, toute la ligne. Notre guide pour choisir un groupe no-break compare onduleur, groupe électrogène et batterie pour les coupures plus longues. Un système de batterie pour entreprise qui alimente vos charges critiques les garde en marche pendant un creux, parce qu'elles ne le voient jamais.

Les lampes clignotent un instant. Personne n'a perdu le courant, les voisins n'ont rien remarqué. Mais la presse affiche une alarme, le variateur du convoyeur indique « sous-tension » et l'automate demande un reset. Vingt minutes plus tard la ligne redémarre, à côté d'un bac de rebuts.

Ce qui coûte cher, c'est que personne ne compte ces arrêts. Le gestionnaire de réseau n'enregistre aucune coupure. Le groupe ne démarre jamais, car la tension revient avant lui. Le petit onduleur sous le PC du bureau garde le PC en vie, mais pas le variateur de l'atelier. Des responsables informatiques décrivent sur les forums des onduleurs qui s'éteignent « quand le courant vacille » au lieu de passer sur batterie. Alors les arrêts reviennent, à chaque orage, toutes les quelques semaines, et chacun coûte un redémarrage, un lot ou une livraison.

Dans un pavillon de chasse en pleine forêt, à Gedinne, il ne restait que 180 V du réseau 3x230 V. Notre système en fait un 3x400 V stable et n'utilise plus le réseau faible que pour charger la batterie. À Gingelom, dans le Limbourg, le grand problème était le décrochage régulier des panneaux solaires. Notre système de 30 kVA et 46,2 kWh de batterie y a mis fin. Le réseau ne sert plus que de secours quand l'énergie manque.

Qu'est-ce qu'un creux de tension, et en quoi diffère-t-il d'une coupure de courant ?

Un creux de tension est une chute brutale entre 90 % et 1 % de la tension normale, pendant 10 millisecondes à une minute. C'est la définition de la norme européenne EN 50160, citée par Janitza et HyTEPS. Sous 1 %, on parle d'interruption : le courant a disparu.

Une tension trop haute est un autre problème, avec sa propre procédure chez le gestionnaire de réseau. Notre article sur le décrochage de l'onduleur solaire en surtension le traite. Pour une tension trop basse sur un petit raccordement, lisez notre article sur un raccordement 3x230 V trop faible.

Quelles sont les causes des creux de tension et des micro-coupures ?

La plupart des creux de tension commencent par un court-circuit sur le réseau. Les autres viennent de grosses charges qui démarrent sur votre site. Janitza situe environ 75 % des creux sur le réseau moyenne tension : travaux de terrassement, câbles vieillissants, tempêtes et animaux sur les lignes aériennes. HyTEPS cite aussi la météo et les manœuvres du gestionnaire de réseau.

Les micro-coupures viennent souvent du réseau qui se protège. ORES l'explique simplement : les micro-coupures résultent généralement d'un incident sur le réseau, qui se met en sécurité et se réenclenche automatiquement. Pour vous, c'est un trou d'une fraction de seconde à quelques secondes. Pour un variateur ou un automate, c'est un arrêt complet.

Les causes internes, c'est à vous de les traiter. HyTEPS rappelle qu'un moteur peut appeler jusqu'à 10 fois son courant nominal au démarrage. Ce courant fait chuter la tension dans votre propre installation. La mise sous tension d'un transformateur et les défauts internes ont le même effet. Notre article sur le courant de démarrage d'une machine lourde et comment un onduleur de batterie le fournit explique la physique.

Pourquoi un creux de tension de quelques millisecondes arrête-t-il vos machines ?

Parce que les commandes modernes réagissent en quelques millisecondes, alors qu'il suffit d'une tension absente un instant pour les dérégler. HyTEPS et Janitza citent les mêmes points faibles : automates, variateurs de fréquence, commandes de machines, serveurs et PC.

Le creux lui-même dure moins d'une seconde. Le vrai coût, c'est le redémarrage. Pensez à une presse à injecter, une ligne d'emballage ou un procédé par lots. Une machine arrêtée au milieu d'un cycle laisse souvent des pièces ou un lot au rebut. Ensuite, quelqu'un doit chercher le défaut, réinitialiser et contrôler avant que la ligne reparte.

Ce sont des chiffres sectoriels de Janitza, pas une promesse pour votre site. Pour un petit atelier, un arrêt, c'est surtout du temps perdu et des rebuts. Que coûte une heure d'arrêt à votre entreprise, et que pouvez-vous réclamer après une longue coupure ? Notre article sur l'indemnisation et le vrai coût d'une coupure fait le calcul.

Pourquoi les lampes scintillent-elles quand une machine démarre ?

Le flicker (scintillement) est une variation rapide et répétée de la tension, causée par des charges qui démarrent avec un fort courant. Powerquality.nl cite les gros moteurs démarrés directement sur le réseau, les soudeuses par points et les fours à induction.

Le flicker se mesure avec deux indices : Pst sur 10 minutes et Plt sur 2 heures. Vous n'en avez pas besoin pour le repérer. Si les lampes du bureau baissent chaque fois que le compresseur ou le poste de soudure démarre, vous avez du flicker. Selon Powerquality.nl, un flicker élevé peut provoquer maux de tête, fatigue oculaire et perte de concentration.

La solution est le plus souvent chez vous. Un démarreur progressif ou un variateur de fréquence fait démarrer le gros moteur en douceur. Un raccordement plus puissant ou un câble plus court vers la cabine aide aussi, mais c'est cher et lent. Un onduleur de batterie peut fournir lui-même le courant de démarrage, et le réseau ne voit jamais la pointe. En Flandre, des pointes de démarrage plus basses réduisent aussi le tarif capacitaire, qui facture votre pointe quart-horaire la plus haute du mois. Notre article sur le calcul du tarif capacitaire pour les entreprises explique ce point.

Comment savoir si des creux de tension causent vos arrêts de production ?

En mesurant la tension à votre tableau principal avec un analyseur de qualité pendant une à deux semaines. HyTEPS conseille au moins cette durée, pour que les week-ends et les jours chargés figurent dans la mesure.

Un compteur d'énergie ordinaire ne suffit pas. Il enregistre des moyennes sur 10 minutes, et un creux de 100 millisecondes disparaît dans cette moyenne. HyTEPS recommande un analyseur de classe A selon l'IEC 61000-4-30, qui enregistre chaque événement avec sa profondeur et sa durée.

Mettez la mesure à côté de votre liste d'arrêts. Si les creux viennent du réseau, signalez-les à ORES, RESA, Sibelga ou Fluvius avec les dates et heures mesurées. La tension reste trop haute pendant des heures ? Notre article sur le décrochage de l'onduleur en surtension explique les démarches.

Comment éviter les micro-coupures et les creux de tension sur vos machines ?

Commencez le plus près possible du point faible : d'abord les réglages, puis la commande, et seulement ensuite toute la ligne. La solution la moins chère est souvent un réglage, la plus complète un système qui alimente les charges en permanence.

Le type d'onduleur compte. Selon Vertiv, un onduleur offline laisse une coupure d'environ 6 à 8 millisecondes lorsqu'il passe sur batterie. Un onduleur line-interactive laisse environ 4 à 6 millisecondes. Un onduleur online à double conversion n'a aucune coupure, parce que le courant le traverse en permanence. Quelques millisecondes suffisent-elles ? Cela dépend de l'équipement : demandez à votre constructeur de machines.

Onduleur ou système de batterie : que choisir pour une ligne de production ?

Un onduleur protège quelques appareils pendant quelques minutes. Un système de batterie peut porter des circuits entiers pendant des heures, et travaille aussi les jours normaux. Pour l'informatique et la commande, un onduleur suffit. Pour des moteurs, des variateurs et une ligne complète, un système de batterie avec la bonne puissance d'onduleur convient en général mieux.

Un système de batterie peut fonctionner de deux façons. Dans la première, le réseau alimente vos charges et le système prend le relais quand le réseau tombe. Selon Victron, un MultiPlus-II prend le relais en moins de 20 millisecondes, assez vite pour que les ordinateurs continuent à tourner. Dans la seconde, l'onduleur alimente en permanence vos charges critiques et le réseau ne fait que charger la batterie. Vos charges ne voient alors jamais un creux, car elles ne sont pas sur le réseau.

C'est cette seconde façon que nous avons appliquée à Gedinne. Le réseau ne livrait que 180 V : l'onduleur fabrique donc un 3x400 V stable à partir de la batterie. Un groupe électrogène y est couplé pour les coupures. C'est le principe de notre système semi hors réseau, où le réseau public fonctionne comme un groupe électrogène.

Notre article sur des dizaines de petits onduleurs ou une batterie centrale compare les deux pour les serveurs et les lignes de production. L'article sur l'onduleur dont une entreprise a vraiment besoin explique la différence entre onduleur solaire, onduleur de batterie et UPS.

Que se passe-t-il quand vous nous demandez d'aider contre les creux de tension sur votre site ?

Nous partons de ce qui s'arrête, et de ce que cela appelle au démarrage.

1. Étape 1 : Analyse. Nous listons les machines qui s'arrêtent, leurs courants de démarrage et les circuits qui les alimentent. Nous mesurons votre consommation réelle et vos pointes sur une période. Les arrêts pointent vers le réseau ? Demandez aussi une mesure de classe A à votre électricien ou à un spécialiste.
2. Étape 2 : Conception technique. Nous choisissons les circuits alimentés par la batterie et la puissance d'onduleur pour vos moteurs. Si c'est utile, nous ajoutons un groupe électrogène en seconde ligne.
3. Étape 3 : Installation et mise en service.
4. Étape 4 : Suivi et assistance. Vous suivez la consommation par phase et l'état de charge dans notre logiciel de monitoring.

Nos batteries pour entreprises servent à l'alimentation de secours et à la continuité des activités. Elles vont des petites installations pour PME aux systèmes modulaires jusqu'à 1 MW.