1. Introduction
L'électricité est transporté vers nos
appareils informatiques en monophasé 230 volts alternatif (nous avons
vu que dans quelques exceptions, il peut être également en triphasé
230 ou 380 volts mais configuré pour que le signal soit effectivement
du monophasé en alimentant notre appareil). Ce signal est loin d'être
une sinusoïde parfaite. En règle générale, ceci ne perturbe pas trop
les équipements informatiques qui utilisent en interne une alimentation
à découpage qui va réguler une partie de ces défauts (la plus
célèbre est l'ATX
utilisée par les ordinateurs).
Malheureusement, ces alimentations à
découpage ne peuvent pas tout corriger ou même vont se
"fatiguer" plus vite, source de panne. La solution est de
réguler le signal avant de l'injecter dans l'alimentation de
l'ordinateur ou du périphérique.
2. Les différents équipements de protection.
Le premier appareil, le plus simple est un multiprise
disjoncteur. Sa fonction est de couper le circuit lorsqu'il est soumis
à une surtension. Il est également utilisé pour d'autres appareils
électriques.
Le deuxième est l'onduleur. Equipé d'une
batterie, il va alimenter l'équipement en cas de coupure de courant
mais également réguler la tension de sortie et réduire certaines
perturbations du réseau électrique. Son principe de base est une
alimentation à découpage qui va à la fois charger la batterie
mais aussi reproduire une tension alternative à partir de cette
batterie en cas de coupure de courant. Différentes techniques sont
utilisées.
2.1. Onduleur offline
 Son
fonctionnement est le suivant. Le réseau électrique passe à travers
un interrupteur (en fait un relais) et filtre à la sortie
différentes perturbations. En même temps, un convertisseur charge
les batteries de 12 volts. En cas de sous-tension ou sur-tension,
l'interrupteur est ouvert et le convertisseur va créer une tension
alternative à partir des batteries.
 Le
signal en vert donne la tension de sortie en fonction de la tension
d'entrée. Le relais s'ouvre dès que la tension descend en dessous de
170 volts. Pour les sur-tensions, l'UPS utilise le réseau
électrique jusque 280 Volts. En pratique, cette tension n'est pas
dangereuse pour l'équipement à protéger mais va créer des
contraintes pour l'alimentation qui vont à plus ou moins long terme
mettre l'alimentation en panne.
Le deuxième problème est lié au temps de
réaction du relais (quelques milli-secondes). Cette solution n'est
pas idéale mais c'est la moins chère avec finalement un bon rapport
protection / prix pour des ordinateurs personnels, moins pour des
serveurs.
2.2. Onduleur online.
 Le
fonctionnement est nettement différent. Le réseau électrique est
toujours convertit en tension continue 12 volts (charge des batteries)
puis reconvertit en tension alternative (il n'y a donc pas de relais
comme dans un onduleur off-line).
Le premier avantage est que la tension de
sortie est stabilisée à 230 volts, quelque soit la tension d'entrée
(à 280 volts, l'appareil se met en protection mais continue aussi à
alimenter en 230 Volts via les batteries. Le deuxième avantage est
lié aux sous-tensions puisque l'UPS (non nom en anglais) va utiliser
à la fois la tension d'entrée et les batteries pour alimenter la
sortie. Le troisième est lié aux parasites et perturbations diverses
qui sont automatiquement supprimées en passant par le convertisseur
de tension continue. Par contre, ces modèles utilisent nettement plus
les batteries qui à terme sont plus souvent à remplacer.
2.3 Modèle hybride (aussi appelé line
interactive).
 Le
fonctionnement est similaire aux modèles off-line mais on ajoute un
module supplémentaire, le booster, qui va simplement ajouter de la
puissance (augmenter la tension) en cas de sous-tension prolongée
sous une tension d'environ 205 volts.
2.4. Autres caractéristiques et conseils
pour les onduleurs.
Le premier problème de ces appareils est
lié aux batteries et à leur effet de mémoire. Lorsqu'elles sont
déchargées régulièrement juste un petit peu, elle finissent par
mémoriser juste la petite recharge. En cas de déchargement complet,
elle vont juste se recharger un petit peu et finalement être
inutilisable. La solution est de les décharger régulièrement tous
les 3 - 6 mois pour les recharger complètement. On a déjà parlé de
ce problème avec les batteries
d'ordinateurs portables. Les fabricants suggèrent de remplacer
les batteries tous les deux ans.
Certains appareils on-line utilisent un
circuit spécifique qui passe outre la partie régulation, soit pour
pouvoir changer les batteries sans couper l'appareil, soit (moins
courant) pour réduire les problèmes de fatigue des batteries
(notamment l'effet de mémoire) en utilisant également un relais.
La puissance donnée est exprimée en KVA,
ceci est lié au déphasage de la tension et du courant pour des
charges non résistive en signal alternatif. En pratique, pour savoir
quelle charge maximum à connecter, on divise cette puissance en kva
par 1,6. La puissance donnée permet une durée d'alimentation de 10
minutes. Les plus gros modèles permettent d'ajouter des batteries
externes pour augmenter la durée d'autonomie.
Un logiciel est le plus souvent fourni avec
l'appareil. Il permet de configurer l'onduleur de deux méthodes, soit
un fonctionnement maximum avant l'extinction de l'ordinateur
proprement, soit couper l'équipement après un délais fixe,
généralement 5 minutes maximum (actuellement une mise en veille
prolongée).
Ces appareils ne sont pas fait pour tenir
des heures, les grosses installations (notamment les salles reprenant
les serveurs Internet) utilisent des groupes électrogènes d'appoint.
3. Les différentes perturbations et causes.
Reprenons notre signal de départ:
Qu'est ce qui pourrait poser problème?
- La première est une coupure (absence) de
réseau, l'appareil n'étant plus alimenté -> onduleur
- La deuxième est liée aux surtensions, y compris la foudre sur
le réseau -> onduleur et disjoncteur
- Le troisième est lié à des micro-coupures répétitives de
quelques milli-secondes -> onduleurs on-line uniquement
- le quatrième reprend des pics de tensions de quelques milliers
de volts mais de très faible durée -> onduleur on-line
(quasiment complètement) et off-line (en partie via le filtrage
à la sortie).
- transitoires, ce sont des signaux parasites qui se superposent
au signal standard de faible amplitude généralement
->complètement avec un on-line, en partie avec un off-line.
Les disjoncteurs ne protègent que contre
les surtensions.
D'où viennent ces problèmes? Les sous-tensions
et surtensions sont directement liés au réseau électrique. Pour les
autres, dans la majorité des cas, ils viennent d'autres appareils (le
plus souvent de moteurs de fortes puissances ou de petits
moteurs dont les charbons sont endommagés), même s'il sont
branchés à quelques dizaines de mètres. Ils perturbent aussi les
transmissions réseaux par porteurs de ligne.
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