Variation Fréquence
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La variation de fréquence désigne tout écart par rapport à la fréquence nominale du réseau électrique — 50 Hz en France — qu’elle soit subie (perturbation du réseau de transport) ou intentionnellement générée (variateur de fréquence pour contrôler un moteur). Dans les deux cas, les conséquences sur les équipements sont radicalement différentes.
Vitesse moteur en fonction de la fréquence d’alimentation
| Fréquence (Hz) | Vitesse synchrone — moteur 2 pôles (tr/min) | Vitesse synchrone — moteur 4 pôles (tr/min) | Condition |
|---|---|---|---|
| 25 Hz | 1 500 | 750 | U/f maintenu constant |
| 30 Hz | 1 800 | 900 | U/f maintenu constant |
| 50 Hz | 3 000 | 1 500 | Fréquence nominale réseau France |
| 60 Hz | 3 600 | 1 800 | Réseau USA/Japon — ou survitesse contrôlée |
| 100 Hz | 6 000 | 3 000 | Survitesse VFD — couple réduit au-delà de 50 Hz |
Fréquence du réseau : tolérance et surveillance
RTE (gestionnaire du réseau de transport HTB) maintient la fréquence du réseau à 50 Hz ± 0,1 Hz en régime normal. La norme NF EN 50160 (caractéristiques de la tension fournie par le réseau) tolère une plage de 49,5 Hz à 50,5 Hz pour 99,5 % du temps sur une semaine de mesure, et une plage exceptionnelle de 47 Hz à 53 Hz lors d’événements perturbateurs majeurs.
Une variation non contrôlée de la fréquence réseau affecte :
- Les moteurs asynchrones : leur vitesse de rotation est directement proportionnelle à la fréquence (n = 60 × f / p) — une baisse de fréquence ralentit le moteur et peut provoquer un échauffement par augmentation du courant magnétisant
- Les horloges synchrones (anciens tableaux de bord, minuteries) : elles dérivent proportionnellement à l’écart de fréquence cumulé
- Les groupes électrogènes : la synchronisation avec le réseau exige un accord en fréquence à ± 0,5 Hz avant couplage ; un écart plus important entraîne un choc mécanique violent lors de la mise en parallèle
En installation résidentielle neuve, la conformité à la NF C 15-100 n’impose pas de mesure permanente de la fréquence, mais les onduleurs photovoltaïques doivent se déconnecter automatiquement si la fréquence sort de la plage 47-52 Hz (norme VDE 0126 / EN 50160) pour éviter d’alimenter un réseau en défaut.
Questions fréquentes
Un variateur de fréquence peut-il détériorer les autres équipements du même tableau ?
Oui, indirectement. Les variateurs génèrent des harmoniques de tension et des transitoires haute fréquence qui se propagent vers le réseau. Ces perturbations peuvent perturber les équipements sensibles connectés au même circuit ou au même tableau. Des filtres d’entrée EMC (mode commun + mode différentiel) et des câbles moteur blindés sont recommandés pour limiter ce rayonnement.
Comment choisir la fréquence de découpage d’un variateur ?
La fréquence de découpage (MLI) du variateur détermine le bruit acoustique du moteur et les pertes dans le moteur et les câbles. Une fréquence élevée (8-16 kHz) réduit le bruit sonore mais augmente les pertes de commutation et le rayonnement CEM. Une fréquence basse (2-4 kHz) est moins bruyante électromagnétiquement mais le moteur émet un sifflement audible. Le choix se fait selon la sensibilité acoustique et CEM de l’environnement.
La variation de fréquence réseau est-elle mesurable avec un multimètre classique ?
La plupart des multimètres numériques d’entrée de gamme n’affichent la fréquence qu’avec une précision de ± 0,5 Hz — insuffisante pour détecter les écarts réseau de ± 0,1 Hz en régime normal. Un analyseur de qualité d’énergie ou un fréquencemètre de précision (résolution 0,01 Hz) est nécessaire pour surveiller la stabilité de fréquence sur une longue période.
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