Les Bornes Électriques
Qu'est-ce qu'une borne électrique?
Une borne électrique est un appareil qui permet de recharger les voitures électriques en leur fournissant de l'énergie électrique. Elles agissent comme un chargeur de téléphone, mais pour les voitures. On peut retrouver celles-ci à plusieurs endroits, comme des stations-services, des stationnements publics, etc.
De quoi est-elle composée
La borne est constitué de 3 composantes principales:
Le contacteur électrique
C'est un interrupteur qui contrôle la circulation du courant entre la borne et le véhicule. Lorsque les conditions de sécurités nécessaires sont vérifiées, l'interrupteur ferme le circuit, permettant au courant de circuler. Conçu pour gérer des courants à haute tension, il protège les autres composants contre les défauts électriques.
La carte électronique
Contrôle la borne et est responsable de gérer toutes ses fonctions en assurant son bon fonctionnement. Elle régule aussi la communication entre la borne et le véhicule, contrôle la charge délivrée et surveille les paramètres de sécurité.
Les boutons de commande
Permettent à l’utilisateur d’interagir avec l’appareil; de mettre en charge ou de couper la charge et de choisir des options comme la puissance de la charge.
Le courant alternatif et le courant continu
Le courant électrique existe sous deux formes : alternatif ou continu. Dans un courant alternatif, les électrons peuvent changer de sens à une fréquence très élevée, contrairement au courant continu qui va circuler dans le même sens. Alors, les centrales électriques ne produisent que du courant alternatif qui va être utilisé pour le réseau public puisque celui-ci est plus facile à transporter que le courant continu. Or, la batterie des véhicules électriques ne peut que stocker du courant continu. Alors que
faire?
C'est très simple, chaque voiture électrique est équipée d'une batterie et d'un convertisseur de charge. C'est ça qui va alors transformer le courant alternatif en courant continu. La batterie va alors capter l'électricité et la redistribuer durant la conduite.
Les bornes comportent trois principaux conducteurs : la phase, la neutre et la terre
La phase:
La phase est un câble électrique qui est essentiel, généralement d'une couleur foncer comme le noir, le marron ou le rouge, qui a pour rôle de fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement des appareils électriques. Tout les appareil qui comportent sur l'électricité doivent être connecté à ce câble pour pouvoir fonctionner correctement. Les bornes de recharge de 11 kW et 22 kW utilisent un courant triphasé, constitué de trois câbles de phase, permettant ainsi de transporter une intensité de courant beaucoup plus élevée. À l’inverse, le courant monophasé ne nécessite qu’un seul câble de phase. Cependant, dans le courant triphasé, un câble unique peut regrouper trois conducteurs métalliques distincts, optimisant ainsi la distribution de l’énergie. 1
Le neutre:
Le neutre est un câble électrique identifiable par sa couleur bleue, qui assure le retour du courant vers le réseau une fois l’appareil alimenté. Ce câble, qui théoriquement n’a pas de tension, est crucial pour maintenir la sécurité et la stabilité des installations électriques. Il est essentiel que tous les appareils soient correctement connectés au neutre pour assurer leur bon fonctionnement et prévenir toute défaillance du système. 2
Le ground:
Le câble de terre, généralement strié de vert et jaune, est un conducteur de protection relié au sol par un piquet métallique. Théoriquement, il n’a pas de tension. Son rôle principal est de protéger l’utilisateur contre les risques d’électrocution en cas de panne de l’appareil. En cas de surcharge, l’électricité excédentaire est dirigée vers le fil de terre, ce qui entraîne la coupure automatique de l’alimentation. Les bornes de recharge à forte consommation, ainsi que d’autres appareils électroménagers puissants, doivent absolument être connectés à la terre pour garantir la sécurité de l’installation. 3
La sécurité est importante pour ce type d'invention...
C'est pour cela qu'il y a un disjoncteur différentiel
Le disjoncteur différentiel est un dispositif de protection modulaire qui se place directement sur le tableau électrique. Il sert à protéger l’installation électrique en coupant l’alimentation des appareils connectés dès qu'il détecte une anomalie, comme une fuite de courant ou même un court circuit. Ce mécanisme est automatique et intervient rapidement pour éviter des risques tels que l’électrocution ou un incendie. Le disjoncteur différentiel combine deux fonctions importantes : celle du disjoncteur, qui interrompt le courant en cas de surcharge, et celle de l’interrupteur différentiel, qui détecte les fuites de courant. Il permet ainsi de protéger à la fois l’installation, les appareils branchés, et les personnes contre les risques électriques.
Le disjoncteur différentiel installé pour une borne de recharge électrique doit être spécifiquement dédié à cette borne. Il doit être installé seul sur le tableau électrique, de sorte qu’il protège uniquement la borne de recharge et ne soit pas relié à d’autres appareils électriques. Cela permet d'assurer une protection ciblée et efficace pour cette installation particulière. 4
Mais les bornes de recharge ultra-rapide... comment ça fonction?
Ces bornes sont capables de recharger une batterie en seulement 15 minutes. Mais comment font-elles ? Et bien, ces bornes sont construites avec un convertisseur de charge qui est, évidemment, beaucoup plus puissant que celui dans un véhicule électrique. Elles vont donc transmettre un courant continu directement à la batterie de la voiture. Or, ce type de recharge n'est pas pratique puisqu’il fatigue la batterie trop vite, car celle-ci n'est pas habituée à supporter un débit d’électricité aussi important.
(1,2,3) Electricien IRVE. La connexion de la borne par les conducteurs, France, 2022, p. 1
(4) Electricien IRVE. Le raccordement de la borne au compteur électrique de l’habitation, France, 2022, p. 1