{"id":2384,"date":"2026-08-15T10:45:16","date_gmt":"2026-08-15T10:45:16","guid":{"rendered":"https:\/\/lbajiele.com\/?p=2384"},"modified":"2026-08-15T10:52:46","modified_gmt":"2026-08-15T10:52:46","slug":"complete-guide-to-transformer-fundamentals","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lbajiele.com\/fr\/blog\/complete-guide-to-transformer-fundamentals\/","title":{"rendered":"Guide complet des fondamentaux des transformers"},"content":{"rendered":"

Un transformateur transf\u00e8re de l'\u00e9nergie \u00e9lectrique entre des circuits par induction \u00e9lectromagn\u00e9tique. Sa fonction pratique est de modifier la tension et le courant \u00e0 des niveaux qui rendent la production, le transport, la distribution et l'utilisation finale de l'\u00e9nergie s\u00fbrs et efficaces.<\/strong> Comprendre la relation entre les transformateurs et les syst\u00e8mes \u00e9lectriques aide les ing\u00e9nieurs \u00e0 choisir le bon rapport de tension, la bonne capacit\u00e9, la bonne isolation et la bonne protection. Ce guide explique ce que font les transformateurs \u00e9lectriques, comment ils fonctionnent, les principaux types de transformateurs et les informations que les acheteurs doivent d\u00e9finir avant de s\u00e9lectionner l'\u00e9quipement pour un projet r\u00e9el.<\/p>\n\n

Pour les projets industriels et de services publics, \u201c transformateur \u201d peut d\u00e9signer n'importe quoi, d'un petit transformateur de commande \u00e0 une unit\u00e9 de sous-station de plusieurs m\u00e9gavolt-amp\u00e8res. Le m\u00eame principe physique s'applique, mais la construction, l'isolation, la m\u00e9thode de refroidissement, le sch\u00e9ma de protection, l'environnement d'installation et les exigences d'approvisionnement peuvent \u00eatre tr\u00e8s diff\u00e9rents.<\/p>\n\n

Que fait un transformateur ?<\/h2>\n\n

Un transformateur modifie la tension du courant alternatif tout en maintenant la fr\u00e9quence d'alimentation pratiquement inchang\u00e9e. Dans un transformateur id\u00e9al, la puissance entrant dans l'enroulement primaire est \u00e9gale \u00e0 la puissance sortant de l'enroulement secondaire. Un transformateur r\u00e9el pr\u00e9sente des pertes, de sorte que la puissance de sortie est l\u00e9g\u00e8rement inf\u00e9rieure \u00e0 la puissance d'entr\u00e9e.<\/p>\n\n

La relation entre la tension et le nombre de spires est g\u00e9n\u00e9ralement exprim\u00e9e ainsi :<\/p>\n\n

V1<\/sub> \/ V2<\/sub> = N1<\/sub> \/ N2<\/sub><\/strong><\/p>\n\n

Ici, V repr\u00e9sente la tension et N le nombre de tours de chaque enroulement. Si le secondaire a plus de tours que le primaire, l'appareil est un transformateur \u00e9l\u00e9vateur. S'il a moins de tours, c'est un transformateur abaisseur.<\/p>\n\n

Le courant varie dans le sens oppos\u00e9. Lorsque la tension est augment\u00e9e, le courant est r\u00e9duit pour un niveau de puissance approximativement \u00e9gal. C'est pourquoi la haute tension est utilis\u00e9e pour le transport sur de longues distances : un courant plus faible r\u00e9duit les pertes dans les conducteurs. Pr\u00e8s de la charge, les transformateurs de distribution r\u00e9duisent la tension au niveau requis par les usines, les b\u00e2timents commerciaux, les centrales d'\u00e9nergie renouvelable et les r\u00e9seaux de distribution locaux.<\/p>\n\n

Comment fonctionne un transformateur \u00e9lectrique<\/h2>\n\n

Une tension alternative appliqu\u00e9e \u00e0 l'enroulement primaire produit un flux magn\u00e9tique alternatif dans le noyau feuillet\u00e9 ou bobin\u00e9. Ce flux changeant relie l'enroulement secondaire et induit une tension. Les deux enroulements sont \u00e9lectriquement s\u00e9par\u00e9s dans la plupart des conceptions, mais ils sont coupl\u00e9s magn\u00e9tiquement par l'interm\u00e9diaire du noyau.<\/p>\n\n

Le noyau offre un chemin contr\u00f4l\u00e9 pour le flux magn\u00e9tique. L'acier \u00e9lectrique \u00e0 grains orient\u00e9s est largement utilis\u00e9 car il r\u00e9duit les pertes par hyst\u00e9r\u00e9sis et par courants de Foucault. Les conducteurs des enroulements sont normalement en cuivre ou en aluminium. L'isolation entre les spires, les enroulements, le noyau et la cuve doit supporter la tension de service, les contraintes de commutation, la temp\u00e9rature et l'environnement de service pr\u00e9vu.<\/p>\n\n

\"Cutaway
Un transformateur transf\u00e8re de l'\u00e9nergie par la modification du flux magn\u00e9tique qui relie ses enroulements primaire et secondaire.<\/figcaption><\/figure>\n\n

Un transformateur n\u00e9cessite un flux magn\u00e9tique variable, de sorte qu'un transformateur de puissance classique ne fonctionne pas avec un courant continu (DC) constant. Appliquer du courant continu \u00e0 un transformateur alternatif (AC) peut provoquer un courant excessif, une surchauffe et des dommages. Les convertisseurs CC \u00e9lectroniques peuvent utiliser des transformateurs \u00e0 haute fr\u00e9quence en interne, mais ils commutent d'abord le courant continu en une forme d'onde variable.<\/p>\n\n

Caract\u00e9ristiques principales des transformateurs que les acheteurs doivent comprendre<\/h2>\n\n

kVA ou MVA<\/h3>\n\n

La capacit\u00e9 des transformateurs est exprim\u00e9e en voltamp\u00e8res plut\u00f4t qu'en watts parce que l'\u00e9chauffement d\u00e9pend de la tension et du courant, tandis que la charge connect\u00e9e d\u00e9termine le facteur de puissance. Un transformateur de 1 000 kVA ne fournit pas automatiquement 1 000 kW. \u00c0 un facteur de puissance de 0,90, la charge en puissance active correspondante est d'environ 900 kW avant que d'autres marges de conception ne soient prises en compte.<\/p>\n\n

Tension primaire et secondaire<\/h3>\n\n

La tension nominale du syst\u00e8me et la classe de tension de l'\u00e9quipement requis comptent toutes deux. Une demande telle que \u201c un transformateur de 35 kV \u201d est incompl\u00e8te sans la tension de sortie basse tension, la fr\u00e9quence du syst\u00e8me, le niveau d'isolement, la m\u00e9thode de mise \u00e0 la terre et le sch\u00e9ma de raccordement.<\/p>\n\n

Monophas\u00e9 et triphas\u00e9<\/h3>\n\n

Les transformateurs monophas\u00e9s sont courants pour les charges plus faibles et certaines applications de distribution de services publics. Un transformateur triphas\u00e9 dessert les syst\u00e8mes d'alimentation triphas\u00e9s dans les usines, les sous-stations, les centres de donn\u00e9es, les installations d'\u00e9nergie renouvelable et l'infrastructure commerciale. Trois unit\u00e9s monophas\u00e9es peuvent \u00e9galement former un groupe, mais un transformateur triphas\u00e9 con\u00e7u \u00e0 cet effet offre g\u00e9n\u00e9ralement une installation plus compacte.<\/p>\n\n

Fr\u00e9quence<\/h3>\n\n

Un transformateur doit \u00eatre con\u00e7u pour la fr\u00e9quence sp\u00e9cifi\u00e9e, g\u00e9n\u00e9ralement 50 Hz ou 60 Hz. Faire fonctionner un appareil \u00e0 une fr\u00e9quence inf\u00e9rieure sans r\u00e9duire la tension peut augmenter le flux du noyau et le risque de surchauffe.<\/p>\n\n

Imp\u00e9dance<\/h3>\n\n

L'imp\u00e9dance de court-circuit en pourcentage influence la chute de tension, le courant de d\u00e9faut et le fonctionnement en parall\u00e8le. Ce n'est pas simplement une valeur o\u00f9 le plus bas est le mieux. La bonne valeur d\u00e9pend de l'\u00e9tude de court-circuit du r\u00e9seau, de la coordination des protections, du comportement de la charge et des \u00e9quipements raccord\u00e9s en aval.<\/p>\n\n

Groupe de couplage<\/h3>\n\n

Le groupe de couplage d\u00e9crit le raccordement des enroulements et le d\u00e9phasage. Les choix courants incluent les configurations Dyn11, Yyn0 et YNd, mais la s\u00e9lection correcte doit correspondre \u00e0 la mise \u00e0 la terre du syst\u00e8me, au comportement harmonique, \u00e0 la protection et \u00e0 tout transformateur destin\u00e9 \u00e0 fonctionner en parall\u00e8le.<\/p>\n\n

Principaux types de transformateurs de puissance<\/h2>\n\n
\"Comparison
La construction du transformateur est s\u00e9lectionn\u00e9e en fonction de la tension, de la capacit\u00e9, de l'environnement d'installation, de la strat\u00e9gie de lutte contre l'incendie et de la conception du r\u00e9seau.<\/figcaption><\/figure>\n\n

Transformateurs de puissance<\/h3>\n\n

Les transformateurs de puissance sont g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9s aux niveaux de la production et du transport ou pour les grandes charges industrielles. Ils sont con\u00e7us en fonction de la haute tension, de la haute capacit\u00e9, de la fiabilit\u00e9 du syst\u00e8me, de l'rendement et du profil de charge attendu. LBAJI fournit des configurations telles que le transformateur de puissance immerg\u00e9 dans l'huile de 35 kV<\/a> et le transformateur en charge SFZ11 35 kV<\/a> pour les projets n\u00e9cessitant une transformation et une r\u00e9gulation de la tension.<\/p>\n\n

Transformateurs de distribution<\/h3>\n\n

Un transformateur de distribution alimente les utilisateurs finaux aux derniers stades du r\u00e9seau \u00e9lectrique. Comme de nombreuses unit\u00e9s de distribution restent sous tension en permanence, les pertes \u00e0 vide peuvent \u00eatre aussi importantes que le rendement \u00e0 pleine charge. La capacit\u00e9, la courbe de charge journali\u00e8re, les pr\u00e9visions de surcharge, les harmoniques, la temp\u00e9rature ambiante, les limites de bruit et l'expansion future doivent \u00eatre examin\u00e9es conjointement.<\/p>\n\n

Transformateurs immerg\u00e9s dans l'huile<\/h3>\n\n

Dans un transformateur immerg\u00e9 dans l'huile, le liquide isolant assure \u00e0 la fois l'isolation \u00e9lectrique et le transfert thermique. Ces unit\u00e9s sont largement utilis\u00e9es \u00e0 l'ext\u00e9rieur et dans les sous-stations car elles offrent de performantes capacit\u00e9s de refroidissement et de nombreuses options de puissance. La cuve peut \u00eatre herm\u00e9tiquement scell\u00e9e ou utiliser un syst\u00e8me de conservateur, selon la conception et les exigences du projet.<\/p>\n\n

Les \u00e9quipements remplis d'huile n\u00e9cessitent une planification du site pour la s\u00e9curit\u00e9 incendie, la r\u00e9tention d'huile, la ventilation, l'acc\u00e8s et les conditions environnementales. Le LBAJI S\u00e9rie de transformateurs immerg\u00e9s dans l'huile S-M<\/a> convient aux applications de distribution g\u00e9n\u00e9rale, tandis que les conceptions plus grandes de 35 kV conviennent aux sous-stations industrielles et de distribution.<\/p>\n\n

Transformateurs de type sec<\/h3>\n\n

Les transformateurs de type sec utilisent une isolation solide et de l'air pour le refroidissement au lieu d'huile isolante. Ils sont fr\u00e9quemment choisis pour les installations int\u00e9rieures, les b\u00e2timents commerciaux, les usines, les h\u00f4pitaux, les infrastructures de transport et d'autres sites o\u00f9 le comportement au feu et la planification de la maintenance privil\u00e9gient des \u00e9quipements sans huile. Pour une comparaison au niveau du projet, consultez notre guide sur transformateurs de type sec vs transformateurs immerg\u00e9s dans l'huile<\/a>.<\/p>\n\n

Le type sec ne signifie pas sans entretien ou adapt\u00e9 \u00e0 chaque environnement. La protection de l'enveloppe, la ventilation, la poussi\u00e8re, l'humidit\u00e9, la condensation, l'altitude, l'\u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature et le niveau sonore restent importants. LBAJI propose le S\u00e9rie de transformateurs secs enrob\u00e9s de r\u00e9sine SC(B)<\/a> et le Transformateur de type sec \u00e9cologique SG(B)<\/a> pour les exigences de distribution int\u00e9rieure.<\/p>\n\n

Transformateurs \u00e9l\u00e9vateurs et abaisseurs<\/h3>\n\n

Un transformateur \u00e9l\u00e9vateur \u00e9l\u00e8ve la tension, par exemple entre un g\u00e9n\u00e9rateur ou un syst\u00e8me d'onduleur d'\u00e9nergie renouvelable et un r\u00e9seau \u00e0 moyenne tension. Un transformateur abaisseur r\u00e9duit la tension pour la distribution et l'utilisation. Le m\u00eame transformateur peut se comporter comme un \u00e9l\u00e9vateur ou un abaisseur selon l'enroulement qui est aliment\u00e9, mais un fonctionnement inverse s\u00fbr n'est pas automatique. Les prises, la mise \u00e0 la terre, la coordination de l'isolement, la protection, le courant d'appel et l'approbation du fabricant doivent \u00eatre v\u00e9rifi\u00e9s.<\/p>\n\n

Transformateurs d'isolement<\/h3>\n\n

Un transformateur d'isolement a g\u00e9n\u00e9ralement un rapport de tension de 1:1 et s\u00e9pare le circuit source de la charge. Il peut contribuer \u00e0 des objectifs de s\u00e9curit\u00e9, de contr\u00f4le du bruit et de mise \u00e0 la terre. Il n'\u00e9limine pas tous les risques d'\u00e9lectrocution, et son agencement de mise \u00e0 la terre secondaire doit \u00eatre con\u00e7u pour l'application.<\/p>\n\n

Autotransformateurs et transformateurs abaisseurs-survolteurs<\/h3>\n\n

Un autotransformateur utilise un enroulement partag\u00e9, ce qui peut r\u00e9duire la taille, les mat\u00e9riaux et le co\u00fbt lorsque le rapport de tension est relativement faible. Le compromis est qu'il ne fournit pas la m\u00eame isolation galvanique qu'un transformateur \u00e0 deux enroulements. Les transformateurs abaisseur-survolteur effectuent de modestes corrections de tension et sont utiles lorsque la tension de l'\u00e9quipement diff\u00e8re l\u00e9g\u00e8rement de l'alimentation disponible.<\/p>\n\n

Transformateurs sur socle et sur poteau<\/h3>\n\n

Un transformateur sur socle est install\u00e9 au niveau du sol dans un bo\u00eetier verrouill\u00e9 et inviolable, et est couramment utilis\u00e9 avec les r\u00e9seaux de distribution souterrains. Un transformateur sur poteau est install\u00e9 en hauteur sur un poteau \u00e9lectrique, g\u00e9n\u00e9ralement pour la distribution locale. Le choix d\u00e9pend de la conception du r\u00e9seau, de la puissance nominale, de l'acc\u00e8s, de la s\u00e9curit\u00e9 publique, de la disposition des c\u00e2bles, de l'environnement et des pratiques du fournisseur d'\u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n\n

Transformateurs de mesure<\/h3>\n\n

Les transformateurs de courant (CT) et de tension ou potentiels (VT\/PT) r\u00e9duisent le courant ou la tension du syst\u00e8me \u00e0 des valeurs mesurables pour les compteurs et les relais de protection. Ce ne sont pas des transformateurs d'alimentation de charge. Les circuits secondaires des CT ne doivent jamais \u00eatre laiss\u00e9s ouverts lorsque le primaire est parcouru par un courant, car des tensions dangereuses peuvent se d\u00e9velopper.<\/p>\n\n

Transformateurs \u00e0 circuit magn\u00e9tique bobin\u00e9 tridimensionnel<\/h3>\n\n

Un concept de noyau bobin\u00e9 tridimensionnel utilise un circuit magn\u00e9tique sym\u00e9trique destin\u00e9 \u00e0 r\u00e9duire les diff\u00e9rences de trajet magn\u00e9tique et \u00e0 favoriser des performances \u00e0 faibles pertes et \u00e0 faible bruit. Le transformateur delta tridimensionnel S-M-L LBAJI<\/a> est une option pour les acheteurs comparant les performances \u00e9nerg\u00e9tiques du cycle de vie et les exigences acoustiques avec les conceptions conventionnelles \u00e0 noyau empil\u00e9.<\/p>\n\n

M\u00e9thodes de refroidissement des transformateurs<\/h2>\n\n

La conception du refroidissement d\u00e9termine la mani\u00e8re dont la chaleur se d\u00e9place des enroulements et du noyau vers l'environnement. Les d\u00e9signations courantes pour les transformateurs immerg\u00e9s dans l'huile comprennent ONAN, o\u00f9 l'huile et l'air circulent naturellement, et ONAF, o\u00f9 des ventilateurs augmentent l'\u00e9vacuation de la chaleur. Les unit\u00e9s plus grandes peuvent utiliser une circulation d'huile forc\u00e9e et des \u00e9changeurs de chaleur d\u00e9di\u00e9s.<\/p>\n\n

Les transformateurs de type sec utilisent g\u00e9n\u00e9ralement le refroidissement par air naturel ou des ventilateurs \u00e0 air forc\u00e9. Les ventilateurs peuvent offrir une capacit\u00e9 suppl\u00e9mentaire dans les conceptions pr\u00e9vues pour ce mode de fonctionnement, mais ils ajoutent \u00e9galement des \u00e9l\u00e9ments de maintenance et ne corrigent pas une ventilation inad\u00e9quate de la pi\u00e8ce.<\/p>\n\n

Pertes et rendement des transformateurs<\/h2>\n\n

Les pertes \u00e0 vide se produisent dans le noyau chaque fois que le transformateur est sous tension. Les pertes en charge sont principalement produites par la r\u00e9sistance des enroulements et les effets de fuite, et augmentent avec le courant. Le prix d'achat le plus bas peut ne pas engendrer le co\u00fbt de cycle de vie le plus bas, en particulier pour les transformateurs de distribution aliment\u00e9s en permanence.<\/p>\n\n

Les acheteurs doivent comparer les pertes garanties dans les conditions de r\u00e9f\u00e9rence sp\u00e9cifi\u00e9es, et pas seulement un pourcentage d'efficacit\u00e9 affich\u00e9. L'\u00e9valuation doit prendre en compte le profil de charge pr\u00e9vu, le prix de l'\u00e9nergie, la dur\u00e9e de vie, la temp\u00e9rature, la norme d'efficacit\u00e9 applicable et la m\u00e9thode de capitalisation.<\/p>\n\n

Protection et s\u00e9curit\u00e9 d'utilisation<\/h2>\n\n

La protection des transformateurs est un syst\u00e8me et non un simple accessoire. Selon la puissance nominale et l'application, elle peut comprendre des fusibles, des disjoncteurs, des relais de surintensit\u00e9 et de d\u00e9faut \u00e0 la terre, une protection diff\u00e9rentielle, des dispositifs de temp\u00e9rature, un dispositif de surpression, une protection par relais gaz, un indicateur de niveau de liquide, des parafoudres et des mesures de d\u00e9tection d'incendie.<\/p>\n\n

La mise \u00e0 la terre et l'\u00e9quipotentialit\u00e9 doivent suivre la conception du syst\u00e8me et les r\u00e9glementations locales. La protection primaire et secondaire doit \u00eatre coordonn\u00e9e avec le courant d'appel du transformateur et les d\u00e9fauts en aval. L'installation, les essais, la mise sous tension et la maintenance doivent \u00eatre effectu\u00e9s par du personnel \u00e9lectricien qualifi\u00e9 selon des proc\u00e9dures approuv\u00e9es.<\/p>\n\n

Comment s\u00e9lectionner un transformateur pour un projet<\/h2>\n\n
\"Electrical
Un choix de transformateur fiable commence par les donn\u00e9es du syst\u00e8me, les calculs de charge, les conditions du site et une sp\u00e9cification technique compl\u00e8te.<\/figcaption><\/figure>\n\n
    \n
  1. D\u00e9finir le syst\u00e8me \u00e9lectrique :<\/strong> tension primaire, tension secondaire, phases, fr\u00e9quence, mise \u00e0 la terre, niveau de court-circuit et groupe de couplage.<\/li>\n
  2. Calculer la charge :<\/strong> kVA connect\u00e9s, facteur de demande, facteur de puissance, d\u00e9marrage des moteurs, charges non lin\u00e9aires, cycle de charge, redondance et extension pr\u00e9vue. Utilisez un document calcul du dimensionnement des kVA du transformateur<\/a> plut\u00f4t que de d\u00e9terminer la puissance uniquement en fonction de la charge raccord\u00e9e.<\/li>\n
  3. D\u00e9finir l'installation :<\/strong> emplacement int\u00e9rieur ou ext\u00e9rieur, temp\u00e9rature ambiante, altitude, humidit\u00e9, pollution, conditions sismiques, indice de protection, air de refroidissement, bruit et encombrement.<\/li>\n
  4. Choisissez l'isolation et le refroidissement :<\/strong> de type \u00e0 immersion dans l'huile ou \u00e0 sec, classe d'isolation, \u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature, mode de refroidissement et exigences en mati\u00e8re d'incendie ou d'environnement.<\/li>\n
  5. Sp\u00e9cifier les performances :<\/strong> imp\u00e9dance, pertes garanties, norme de rendement, niveau sonore, r\u00e9gulation de tension, service de surcharge et plage de prise. Examen imp\u00e9dance du transformateur et exigences de court-circuit<\/a> avec l'\u00e9tude de protection du syst\u00e8me.<\/li>\n
  6. Sp\u00e9cifier les interfaces :<\/strong> connexions par c\u00e2bles ou barres omnibus, orientation des bornes, disposition du neutre, accessoires, tension de commande, communication et surveillance.<\/li>\n
  7. D\u00e9finition de la v\u00e9rification :<\/strong> normes CEI, IEEE ou locales applicables ; essais de s\u00e9rie, de type et sp\u00e9ciaux ; plans ; certificats ; inspection ; et exigences de r\u00e9ception en usine.<\/li>\n<\/ol>\n\n

    Pour les projets de distribution pr\u00e9emball\u00e9s, un transformateur peut \u00e9galement \u00eatre int\u00e9gr\u00e9 \u00e0 des \u00e9quipements moyenne tension et basse tension. Celui de LBAJI poste \u00e9lectrique modulaire pr\u00e9fabriqu\u00e9 YB27-12<\/a> et sous-station pr\u00e9fabriqu\u00e9e YBM-12<\/a> combiner les fonctions de transformation et de distribution dans une enceinte coordonn\u00e9e.<\/p>\n\n

    Informations \u00e0 inclure dans une demande de prix pour un transformateur<\/h2>\n\n

    Une demande de devis pertinente doit comporter au moins les \u00e9l\u00e9ments suivants :<\/p>\n\n