Dans l'industrie, l'énergie électrique arrive le plus souvent sous forme de courant alternatif triphasé. La basse tension (BT) regroupe les tensions inférieures à 1 000 V en alternatif. La valeur la plus répandue pour alimenter les machines est le 400 V entre phases (et 230 V entre une phase et le neutre). Le triphasé est partout en industrie parce qu'il transporte beaucoup de puissance et qu'il fait naturellement tourner les moteurs.

La distribution suit toujours la même logique, du général vers le particulier :

• L'arrivée : le câble d'alimentation principal, protégé par un appareil de tête (interrupteur-sectionneur, disjoncteur général).
• Le tableau (ou armoire) de distribution : il reçoit l'arrivée et la répartit en plusieurs circuits. C'est le cœur visible de l'installation, là où l'électromécanicien intervient le plus.
• Les départs : chaque circuit qui part du tableau vers un récepteur (un moteur, un éclairage, une prise de courant, un automate). Chaque départ a sa propre protection.

On distingue le circuit de puissance (les forts courants qui alimentent les moteurs) et le circuit de commande (les faibles courants qui pilotent les bobines de contacteurs, les voyants, les automates). Savoir lire ces deux circuits sur un schéma est une compétence centrale, détaillée au module 3.

Une installation électrique sans protection est dangereuse pour les biens et pour les personnes. Chaque organe de protection répond à un risque précis. Ne pas les confondre est essentiel pour diagnostiquer un déclenchement.

Le relais thermique de surcharge mérite une attention particulière : associé au contacteur d'un moteur, il « surveille » le courant absorbé. Si le moteur force trop longtemps (mécanique bloquée, roulement grippé, charge excessive), le courant grimpe, le bilame chauffe et le relais ouvre le circuit de commande. C'est souvent la première piste quand un moteur s'arrête tout seul.

C'est le moteur le plus répandu en industrie : robuste, simple, peu coûteux. Il se compose de deux parties :

• Le stator (partie fixe) : des bobinages alimentés par le triphasé. Le décalage des trois phases crée un champ magnétique tournant à l'intérieur du moteur.
• Le rotor à cage (partie mobile) : des barres conductrices reliées en « cage d'écureuil ». Le champ tournant induit un courant dans la cage, ce qui crée à son tour un couple qui entraîne le rotor.

Le terme asynchrone vient d'un point clé : le rotor tourne légèrement moins vite que le champ tournant. Sans cet écart, aucun courant ne serait induit et il n'y aurait pas de couple.

• Vitesse de synchronisme : la vitesse du champ tournant, fixée par la fréquence du réseau (50 Hz en France) et le nombre de pôles du moteur.
• Glissement : l'écart relatif entre la vitesse de synchronisme et la vitesse réelle du rotor. Il augmente quand le moteur est plus chargé.

La plaque signalétique fixée sur le moteur résume toutes les informations utiles. Savoir la lire est indispensable avant tout dépannage ou raccordement :

• Tension(s) : ex. 230 V / 400 V — indique le couplage possible (triangle / étoile).
• Courant nominal (en ampères) : la valeur de référence pour régler le relais thermique.
• Puissance (en kW) : la puissance mécanique utile.
• Cos φ (facteur de puissance) : qualité de l'utilisation de l'énergie.
• Vitesse (en tr/min) : la vitesse réelle à charge nominale.

Sur la plaque à bornes du moteur, les trois enroulements peuvent être reliés de deux façons selon la tension du réseau. C'est le rôle des barrettes de couplage.

• Couplage étoile (Y) : les trois enroulements sont reliés en un point commun. Chaque enroulement reçoit une tension plus faible. Utilisé quand le réseau correspond à la tension la plus élevée de la plaque.
• Couplage triangle (Δ) : les enroulements sont reliés bout à bout. Chaque enroulement reçoit la pleine tension entre phases. Utilisé quand le réseau correspond à la tension la plus basse de la plaque.

Choisir le bon couplage est crucial : un moteur mal couplé peut soit ne pas avoir assez de couple, soit surchauffer et griller ses bobinages. La règle se lit toujours sur la plaque signalétique (ex. « 400 V Y / 230 V Δ ») en la comparant à la tension réseau. Ce couplage est aussi exploité dans le démarrage étoile-triangle, vu juste après.

Au démarrage, un moteur asynchrone appelle un courant bien plus élevé que son courant nominal (l'appel de courant peut atteindre plusieurs fois la valeur nominale). Cet appel provoque des chutes de tension sur le réseau et des à-coups mécaniques. Plusieurs solutions existent pour le limiter.

• Démarrage direct : le moteur est branché directement sur le réseau. Simple et économique, mais fort appel de courant et démarrage brutal. Réservé aux petites puissances.
• Démarrage étoile-triangle : le moteur démarre en couplage étoile (tension réduite sur les enroulements, donc courant de démarrage réduit), puis bascule en triangle une fois lancé. Solution mécanique classique, économique, mais avec un à-coup au passage étoile→triangle.
• Démarreur progressif (soft-starter) : un appareil électronique monte progressivement la tension, ce qui lisse le démarrage et l'arrêt. Idéal pour réduire les contraintes mécaniques (pompes, convoyeurs).
• Variateur de fréquence : l'appareil le plus complet. Il pilote la fréquence (et la tension) envoyée au moteur, ce qui permet de démarrer en douceur ET de faire varier la vitesse en marche. Approfondi au chapitre 2.2.