Capteur Courant Hall
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Un capteur à effet Hall mesure un courant électrique — continu ou alternatif — sans aucun contact avec le conducteur parcouru, en détectant le champ magnétique B généré par ce courant. Cette isolation galvanique le rend incontournable dans les convertisseurs de puissance, les variateurs de fréquence et les installations photovoltaïques.
Types de capteurs Hall et spécifications
| Type | Précision / Bande passante | Application typique |
|---|---|---|
| Capteur à noyau toroïdal fermé | ±0,5 % — jusqu’à 300 kHz | Mesure courant DC dans convertisseurs, variateurs de fréquence (VFD) |
| Transducteur Hall ouvert (avec entrefer) | ±2-3 % — jusqu’à 50 kHz | Pinces ampèremétriques, compteurs d’énergie compacts |
| Pince ampèremétrique True RMS + Hall | ±1,5 % — DC et AC | Circuits photovoltaïques, variateurs DC/AC, onduleurs |
| Capteur Hall différentiel | Résolution angulaire < 0,1° | Codeur moteur brushless, pédale VE, vanne motorisée |
Fonctionnement et mise en œuvre sur chantier
Le principe est simple : un courant I traversant un conducteur crée un champ magnétique B proportionnel à I (loi d’Ampère). Le capteur positionne une plaquette semiconductrice dans ce champ ; la force de Lorentz dévie les porteurs de charge et génère une tension de Hall UH, directement proportionnelle à B, donc à I. Le circuit de conditionnement convertit UH en signal normalisé (0-5 V, 4-20 mA, ou liaison numérique CAN/SPI).
Sur un tableau de distribution comportant un onduleur ou un variateur de vitesse, l’installateur positionne le tore du capteur autour du câble de sortie de phase, sans couper l’alimentation. La sortie analogique est raccordée à l’automate ou au système de supervision pour enregistrer le profil de charge en temps réel. Plage de mesure courante : de quelques ampères à 10 000 A selon le calibre du capteur.
Avant la sélection, deux paramètres doivent être vérifiés dans le cadre de la norme NF C 15-100 : le calibre en courant (ne pas dépasser 80 % du fond d’échelle en régime permanent) et la catégorie de surtension admissible côté mesure (CAT II ou CAT III selon la position dans l’installation). Les capteurs intégrés au tableau électrique de mesure doivent par ailleurs respecter la ségrégation CEM vis-à-vis des cartes de commande.
FAQ — Terrain
Quelle différence entre un capteur Hall fermé et une pince ampèremétrique classique ?
Une pince ampèremétrique classique fonctionne par transformateur de courant (TC) : elle ne mesure que le courant alternatif (AC). Un capteur Hall à noyau fermé mesure aussi bien le courant continu (DC) que l’alternatif, avec une précision supérieure (±0,5 %) et une bande passante allant jusqu’à 300 kHz, ce qui permet de capturer les harmoniques générés par les variateurs.
Comment vérifier qu’un capteur Hall est bien étalonné sur le chantier ?
Injecter un courant de référence connu (par exemple avec une bobine de calibration ou un shunt de précision en parallèle) et comparer la sortie du capteur à la valeur théorique. Un écart supérieur à 3 % sur la pleine échelle indique un décalage d’offset ou une saturation du noyau ; il faut alors démagnétiser le tore ou recalibrer le zéro électronique via la procédure du fabricant.
Peut-on utiliser un capteur Hall pour la détection de défaut à la terre (courant différentiel) ?
Oui, sous réserve d’une conception appropriée : les trois phases et le neutre sont passés dans le même tore. En régime normal, la somme algébrique des courants est nulle et le signal Hall est zéro. Un courant de défaut à la terre crée un déséquilibre détecté par le capteur, qui transmet le signal au déclencheur différentiel. C’est le principe utilisé dans certains interrupteurs différentiels de type B capables de détecter les courants de défaut DC lisses.
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