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Que ce soit dans la production industrielle, en médecine ou en électrotechnique, les techniques de mesure et l'alimentation électrique jouent un rôle majeur dans de nombreux secteurs. Selon le domaine d'application, différentes grandeurs doivent être mesurées, telles que la tension, le courant, la température, la pression ou la fréquence. Sans ces données, il serait impossible de contrôler, d'optimiser et de surveiller les processus de manière fiable. Parallèlement, une alimentation électrique stable est indispensable pour que les appareils de mesure puissent fonctionner et travailler avec précision. Ces deux aspects sont donc étroitement liés. Dans un contexte professionnel, la précision des techniques de mesure doit répondre à des exigences élevées. Mais les alimentations électriques doivent elles aussi satisfaire à des exigences variées, car selon l’application, différentes tensions et intensités ainsi que des fonctions de protection sont requises.
Dans notre guide, vous découvrirez tout ce que vous devez savoir sur la mesure et l’alimentation électrique. Nous vous présentons les principaux types d’appareils, leurs modes de fonctionnement et leurs domaines d’application, et nous vous dévoilons les critères essentiels à prendre en compte lors du choix.
La technique de mesure s'intéresse à l'acquisition et à l'analyse de grandeurs physiques. L'objectif est de convertir ces grandeurs en valeurs quantitatives reproductibles afin de pouvoir évaluer objectivement des processus, des produits ou des conditions environnementales.
Pour ce faire, on utilise différents appareils et méthodes, tous regroupés sous le terme de « technique de mesure ». Selon le domaine d'application, différentes grandeurs sont mesurées :
En électrotechnique, il s'agit principalement de la tension, du courant, de la résistance, de la fréquence et de la puissance, tandis qu'en mécanique, on détermine les forces, les masses, les couples et les vibrations.
En thermodynamique, la température et la pression jouent un rôle central, tandis que les concentrations et les valeurs de pH constituent des grandeurs de mesure chimiques importantes.
La mesure aide à contrôler et surveiller de manière ciblée les machines, les installations et les processus. Elle permet de détecter les écarts et d’identifier les défauts afin de garantir la sécurité des opérations et une qualité constante des produits.
Selon la tâche de mesure à effectuer, on utilise différents appareils de mesure. Les balances servent par exemple à déterminer le poids, tandis que les appareils de mesure météorologiques sont utilisés pour enregistrer des données climatiques. Dans les domaines industriel, technique et scientifique, les types d'appareils de mesure suivants sont particulièrement courants :
Appareils de mesure de laboratoire
Dans les laboratoires, on utilise des appareils de mesure de haute précision pour enregistrer avec exactitude des grandeurs électriques, physiques ou chimiques.
Les appareils de mesure de laboratoire typiques dans le domaine électrique sont, par exemple, les multimètres de table, les oscilloscopes, les analyseurs de réseau ou les analyseurs de spectre.
Ils permettent des analyses détaillées des tensions, des courants, des fréquences, des impédances et autres grandeurs similaires.
Grâce à leur grande précision, ils sont particulièrement adaptés aux tâches de développement et de test.
Multimètres
Les multimètres comptent parmi les appareils de mesure les plus polyvalents et les plus couramment utilisés dans le domaine de l'électrotechnique. Ils réunissent plusieurs fonctions en un seul appareil et permettent notamment de mesurer la tension, l’intensité, la résistance, et souvent aussi la capacité ou la fréquence.
Les multimètres sont disponibles sous forme d'appareils portables pour une utilisation mobile et d'appareils de table fixes pour les environnements de laboratoire.
Les multimètres sont principalement utilisés pour la maintenance, le dépannage et l'assurance qualité, ainsi que pour le développement de circuits électroniques, tant dans la production industrielle que dans le domaine des services techniques.
Appareils de test et de contrôle
Les appareils de test et de contrôle servent à vérifier le bon fonctionnement, la sécurité et la conformité aux normes des installations et composants électriques.
Ils sont principalement utilisés dans le cadre de l'assurance qualité, de la maintenance et du dépannage, ainsi que lors de la mise en service de systèmes techniques.
Parmi les exemples typiques, on peut citer les testeurs d'isolation, les testeurs de câbles, les testeurs de mise à la terre et les analyseurs de qualité du réseau.
Appareils de mesure environnementale
Les appareils de mesure environnementale enregistrent des paramètres environnementaux tels que la température, l'humidité de l'air, le niveau sonore, l'intensité lumineuse, la qualité de l'air ou les concentrations de polluants.
Ils sont notamment utilisés dans le domaine de la gestion technique des bâtiments, de la sécurité au travail, mais aussi pour la surveillance des processus de production.
Les appareils modernes permettent souvent une surveillance à long terme avec enregistrement automatique des données.
Les appareils de mesure ont pour fonction première de détecter des grandeurs physiques et de les convertir en signaux électriques exploitables. Différentes méthodes sont utilisées à cette fin. Voici un aperçu de quelques méthodes de mesure et technologies de capteurs sélectionnées :
- Mesure de résistance : lors d'une mesure de résistance, on détermine la résistance électrique d'un composant. Pour ce faire, un courant défini est fait passer à travers l’objet à mesurer et la tension résultante est mesurée. À partir du rapport entre le courant et la tension, l’appareil de mesure calcule la résistance conformément à la loi d’Ohm. Cette méthode est un procédé fondamental en électrotechnique, mais elle est également utilisée pour déterminer la température à l’aide de thermomètres à résistance (par exemple, Pt100).
- Méthodes de mesure optiques : les méthodes de mesure optiques font appel à des capteurs fonctionnant à la lumière. Ceux-ci émettent un faisceau lumineux (par exemple, une lumière laser ou LED) et analysent la manière dont celui-ci est réfléchi, réfracté, absorbé ou diffusé par l’objet à mesurer. Cela permet d’obtenir des informations très précises sur la distance, la position, la forme, la surface ou la composition. L’avantage des capteurs optiques réside dans le fait qu’ils fonctionnent sans contact et permettent d’atteindre des précisions de mesure très élevées. Ils sont toutefois sensibles à la poussière, aux salissures et à la lumière parasite.
- Capteurs capacitifs : ils mesurent les variations du champ électrique entre deux électrodes. Dès qu'un objet s'approche de ce champ ou que le matériau entre les plaques change, la capacité électrique varie. Cette variation est détectée et utilisée pour déterminer la distance, la position, le niveau de remplissage ou les propriétés du matériau. Les capteurs capacitifs réagissent à différents matériaux, qu'il s'agisse de métaux, de plastiques, de liquides ou de produits en vrac, et conviennent donc à des applications variées.
- Capteurs inductifs : ils génèrent un champ électromagnétique dans une bobine. Dès qu’un élément métallique se déplace en direction du champ, le flux de courant dans la bobine varie. Cette variation est détectée et analysée par le capteur et peut notamment servir à déterminer la course, la position et la vitesse. Les capteurs inductifs ne réagissent qu’aux objets métalliques, mais sont très robustes et insensibles à la saleté, à la poussière ou à l’humidité.
La mesure et l'alimentation électrique sont étroitement liées. D'une part, les appareils de mesure ne peuvent fonctionner de manière fiable et précise qu'avec une alimentation électrique stable. D'autre part, une alimentation électrique stable ne peut être garantie que si elle est surveillée et régulée à l'aide de mesures continues. En d’autres termes : l’un ne peut fonctionner sans l’autre de manière fiable. La mesure joue donc un rôle décisif lorsqu’il s’agit de détecter à temps les perturbations ou les surcharges au niveau d’une alimentation électrique, afin de prévenir les pannes ou les dommages sur les consommateurs électriques. Cela comprend les tâches suivantes :
- Surveillance de la tension : pour garantir que la tension d'alimentation reste dans les limites des tolérances admissibles
- Mesure de l’intensité : contrôle des courants de charge afin de détecter les surcharges ou les répartitions inégales de la charge
- Mesure de la puissance : mesure de la puissance active et de la puissance réactive pour améliorer l'efficacité énergétique
- Surveillance de la fréquence : contrôle de la fréquence du réseau, particulièrement important pour les installations sensibles aux perturbations
- Analyse de la qualité du réseau : détection des perturbations du réseau telles que les chutes de tension ou les harmoniques, susceptibles d'affecter les appareils sensibles.
Les alimentations électriques ont pour fonction de fournir de l'énergie électrique sous la forme requise, et ce dans toutes les situations, c'est-à-dire indépendamment des variations de charge ou des fluctuations du réseau. Les types d'alimentations électriques suivants sont couramment utilisés dans un contexte professionnel :
Alimentations AC/DC
 "Bloc d'alimentation AC/DC")
Les chargeurs & blocs d'alimentation ont pour fonction de fournir la tension de service nécessaire aux consommateurs électriques. Dans la grande majorité des cas, il s’agit d’alimentations AC/DC. Elles convertissent la tension alternative provenant du réseau public en une tension continue (plus faible), nécessaire au fonctionnement de la plupart des appareils électroniques. Les alimentations AC/DC sont utilisées dans pratiquement tous les domaines de l’informatique, de l’automatisation et de l’électronique.
Alimentations de laboratoire
 "Alimentation de laboratoire")
Les alimentations de laboratoire fournissent une tension continue stable pour les applications de développement et de test. Elles permettent un réglage précis de la tension et du courant et sont protégées contre les surcharges et les courts-circuits.
Dans le domaine de la recherche et du développement, les alimentations de laboratoire sont utilisées pour tester de nouveaux circuits dans des conditions contrôlées.
Régulateurs de tension alternative
Les régulateurs de tension alternative permettent d'augmenter ou de réduire la valeur d'une tension alternative d'entrée. Ils sont utilisés, par exemple, pour réguler en continu la puissance des appareils de chauffage, des moteurs, des outils électriques ou des systèmes de commande d'éclairage. La tension de sortie peut être ajustée grâce à une commande par coupure de phase ascendante ou descendante.
Convertisseurs CC/CC
 "Convertisseur CC/CC")
Les convertisseurs CC/CC adaptent une tension continue d'entrée à une autre valeur de tension continue. Ils sont utilisés partout où l'on travaille avec des appareils nécessitant différentes tensions continues pour fonctionner, que ce soit dans des installations industrielles ou dans des applications mobiles.
Il existe par ailleurs différents types de dispositifs de stockage d’énergie utilisés pour alimenter des consommateurs électriques. Parmi ceux-ci, on trouve :
Batteries et piles
 "Piles AA rechargeables")
Les batteries et les piles stockent de l’énergie électrique afin de la fournir en cas de besoin. Elles permettent une alimentation électrique mobile et indépendante du réseau et sont utilisées aussi bien pour le fonctionnement de petits appareils que de grandes installations industrielles. Pour recharger les batteries rechargeables, on utilise des chargeurs. Ceux-ci adaptent la tension et le courant de charge à la technologie de la batterie concernée. Les modèles haut de gamme offrent souvent des systèmes de diagnostic et des fonctions de protection afin d’éviter la décharge profonde ou la surcharge.
Powerbanks et powerstations
 "Powerstation")
Les powerbanks ou batteries externes sont des accumulateurs d'énergie compacts et portables utilisés pour alimenter des appareils mobiles tels que les smartphones, les tablettes ou les ordinateurs portables.
Les powerstations ou stations d'alimentation, qui en sont des versions plus grandes, offrent des capacités nettement supérieures afin de pouvoir alimenter des appareils plus énergivores, tels que des outils électriques ou des appareils médicaux.
Onduleurs (alimentation sans coupure)
 "Alimentation sans coupure (onduleur)")
Les onduleurs protègent les équipements en cas de coupures de courant ou de perturbations du réseau en assurant une alimentation pendant les périodes critiques et en compensant les fluctuations. Les appareils connectés continuent ainsi de recevoir l'électricité dont ils ont besoin. Cela permet d'éviter les dommages aux composants électroniques et les pertes de fonctionnalité.
Générateurs électriques / Groupes électrogènes
 "Générateur électrique 4 temps")
Les groupes électrogènes produisent de l'énergie électrique de manière autonome. Ils sont utilisés comme sources d'alimentation mobiles sur les chantiers, lors d'événements et sur d'autres sites où aucun raccordement au réseau n'est disponible, mais servent également de solutions d'alimentation de secours dans les hôpitaux, les centres de données ou les installations industrielles.
Les alimentations électriques ont pour fonction de fournir de l'énergie électrique sous la forme requise. Les aspects suivants jouent un rôle essentiel à cet égard :
- Stabilisation de la tension : le réseau public fournit une tension alternative soumise à des fluctuations naturelles. Or, de nombreux appareils nécessitent une tension continue constante pour fonctionner. C'est notamment le cas des appareils de mesure, des systèmes de commande et des circuits électroniques sensibles. Les alimentations électriques permettent de redresser et de stabiliser la tension alternative.
- Limitation de courant : les courts-circuits ou les surcharges peuvent entraîner un courant trop élevé et endommager les appareils connectés. Les alimentations électriques modernes disposent donc de dispositifs de limitation de courant intégrés : dès que le courant dépasse une certaine valeur, il est coupé ou réduit.
- Rendement : le rendement indique la part de l'énergie électrique absorbée qui est effectivement disponible en puissance utile en sortie. Les alimentations électriques haut de gamme atteignent des rendements de 90 % et plus. Un rendement élevé signifie moins de pertes d'énergie grâce à un dégagement de chaleur réduit et, au final, des coûts d'exploitation plus faibles.
La technique de mesure et l'alimentation électrique sont utilisées dans de nombreux secteurs. Nous vous proposons un aperçu des principaux domaines d'application et des exemples de missions.
En production industrielle
| Mesure | Alimentation |
| Contrôle qualité | Alimentation des systèmes de commande et des capteurs |
| Suivi de processus | Onduleurs pour systèmes de commande |
| Surveillance des machines | Blocs d'alimentation pour lignes de production |
| Diagnostic des pannes |
Dans le secteur de l'énergie
| Mesure | Alimentation |
| Surveillance du réseau | Postes de transformation et installations de commutation |
| Mesure de la charge | Onduleurs pour salles de contrôle |
| Analyses de puissance | Groupes électrogènes de secours |
| Mesure de la qualité du réseau |
Dans la construction automobile
| Mesure | Alimentation |
| Bancs d'essai pour moteurs, batteries et composants électroniques | Convertisseurs CC/CC pour réseaux embarqués |
| Mesures CEM | Alimentations de laboratoire pour le développement |
| Essais de température et de résistance | Alimentation électrique mobile lors des essais |
En médecine
| Mesure | Alimentation |
| Diagnostic des patients (ECG, EEG, échographie) | Onduleurs pour les systèmes vitaux |
| Étalonnage des appareils médicaux | Alimentations électriques pour les systèmes de mesure et d'imagerie |
| Contrôles de sécurité |
Dans l’artisanat
Mesure | Alimentation |
| Contrôles de sécurité électrique | Chargeurs pour outils |
| Tests d'installation | Centrales électriques mobiles sur les chantiers |
| Mesures d'isolement et de continuité | Générateurs pour un fonctionnement hors réseau |
Pour trouver un appareil de mesure adapté à vos besoins, vous devez tenir compte des critères suivants :
Précision de mesure et plage de mesure
Un appareil de mesure doit pouvoir enregistrer les grandeurs concernées avec une précision suffisante et dans la plage de mesure appropriée. Dans les laboratoires de développement et d’essais, une très grande précision de mesure est souvent requise, tandis que dans d’autres domaines, des tolérances plus importantes peuvent être admises. Il est important que la plage de mesure soit suffisamment large pour pouvoir enregistrer les valeurs limites en toute fiabilité.
Robustesse et longévité
Dans les environnements industriels, les appareils de mesure sont souvent exposés à la poussière, à l’humidité, aux vibrations ou aux variations de température. Une conception robuste et des matériaux de haute qualité sont essentiels pour garantir une durée de vie maximale de l’appareil. Les appareils de mesure destinés à une utilisation mobile doivent être compacts et offrir une bonne prise en main. Là encore, la résistance est un facteur déterminant.
Étalonnage et certification
Afin de garantir la précision des mesures à long terme, les appareils de mesure doivent être étalonnés régulièrement. Cette opération permet de vérifier si les valeurs affichées sont correctes. En cas d'écarts, l'appareil est réajusté. Dans les domaines où la qualité est essentielle, la documentation de l'étalonnage est obligatoire. Les organismes d'étalonnage officiels délivrent à cet effet des procès-verbaux d'essai et des certificats à titre de preuve.
Interfaces et transmission de données
Les appareils de mesure modernes disposent souvent d’interfaces numériques telles que USB, Ethernet, Wi-Fi ou Bluetooth. Celles-ci permettent d’enregistrer, de documenter et de traiter facilement les données de mesure. L’intégration dans les réseaux et les solutions logicielles existants permet d’automatiser les analyses et simplifie la consignation des séries de mesures.
Service et assistance
Une assistance technique facilement joignable, des possibilités de réparation et de remplacement rapides, des mises à jour régulières des logiciels et du micrologiciel, ainsi qu’un approvisionnement fiable en pièces de rechange : tous ces éléments font partie intégrante d’un service complet proposé par le fabricant et permettent d’obtenir une aide rapide en cas de questions ou de dysfonctionnements. C’est essentiel pour garantir un fonctionnement à long terme et réduire au minimum les temps d’arrêt.
Lors du choix d'une alimentation électrique adaptée, différents critères doivent être pris en compte. Nous vous proposons ici un aperçu des paramètres les plus importants.
Besoins en puissance
Une alimentation électrique doit fournir une puissance suffisante pour tous les appareils connectés. Il convient de tenir compte à la fois de la consommation électrique maximale et des courants de démarrage ou pics de charge éventuels. Il est recommandé de prévoir une réserve de puissance afin de pouvoir faire face à des surcharges ponctuelles.
Tension et intensité
La tension et l’intensité de sortie fournies par l’alimentation électrique doivent correspondre exactement aux exigences des appareils connectés. Dans le cas des systèmes électroniques sensibles en particulier, même de légers écarts peuvent entraîner des dysfonctionnements, des dommages, voire des pannes totales.
Stabilité et précision
La stabilité et la précision des tensions et des courants sont essentielles, notamment dans les applications de mesure, de commande et de contrôle. Les fluctuations, les perturbations ou les chutes de tension doivent être efficacement évitées ou compensées par l'alimentation électrique. Sans cela, il est impossible d'obtenir des résultats de mesure fiables.
Fonctions de protection
Les alimentations électriques modernes sont équipées de divers mécanismes de sécurité destinés à se protéger elles-mêmes ainsi que les appareils qui y sont connectés. Parmi celles-ci figurent notamment une protection contre les surintensités, les surtensions et la surchauffe. Ces fonctions renforcent la sécurité de fonctionnement et évitent les dommages consécutifs.
Efficacité énergétique et normes environnementales
Les alimentations électriques doivent souvent respecter des exigences environnementales légales, notamment en matière de consommation en veille ou de conformité à la directive RoHS. La question de l’efficacité énergétique joue également un rôle important en matière de durabilité et de préservation des ressources, en particulier lorsque les alimentations électriques doivent fonctionner 24 heures sur 24. Le rendement est ici déterminant : plus il est élevé, plus les pertes d’énergie sont faibles.
Compatibilité électromagnétique (CEM)
La compatibilité électromagnétique (CEM) est notamment importante dans les contextes d'essai, de test et de développement. Dans de tels environnements, les alimentations électriques ne doivent pas générer de perturbations électromagnétiques susceptibles d'affecter d'autres appareils. Parallèlement, elles doivent elles-mêmes être insensibles aux interférences électromagnétiques provenant de l'extérieur.
Dans les systèmes modernes de mesure et d’alimentation électrique, les données sont souvent acquises, traitées et documentées automatiquement. Pour que cela fonctionne parfaitement, les appareils concernés doivent disposer d’interfaces compatibles. De nombreuses alimentations de laboratoire et appareils de mesure offrent aujourd’hui des interfaces numériques telles que USB, LAN, RS232, GPIB ou des systèmes de bus de terrain modernes. Des interfaces uniformes facilitent considérablement l’intégration dans les réseaux et les systèmes d’automatisation existants. Il convient également de tenir compte des protocoles de communication pris en charge. Les plus courants sont par exemple SCPI, Modbus, CAN et EtherCAT. Si les données de mesure sont automatiquement enregistrées ou traitées dans un système de contrôle centralisé, tous les appareils doivent pouvoir communiquer entre eux.
À quelle fréquence faut-il étalonner les appareils de mesure ?
Cela dépend de l'application. Dans les domaines où la qualité est essentielle (production certifiée ISO, technologie médicale, laboratoires, etc.), des intervalles d'étalonnage annuels sont courants. En cas d'utilisation fréquente, de conditions environnementales difficiles ou d'exigences de précision élevées, un étalonnage plus fréquent peut s'avérer judicieux.
Les blocs d'alimentation universels constituent-ils une bonne solution ?
Les blocs d'alimentation universels peuvent être réglés sur une large plage de tension et offrent ainsi une grande flexibilité d'utilisation. Ils atteignent toutefois leurs limites lorsque, par exemple, des appareils très sensibles y sont raccordés ou qu'une précision extrêmement élevée est requise. Dans ces cas-là, il est préférable d'utiliser des blocs d'alimentation spécialisés.
Quelle est la différence entre les onduleurs et les stations d’alimentation mobiles ?
Les onduleurs assurent un fonctionnement sans interruption des appareils et des installations en cas de perturbations ou de coupures du réseau. Les stations d’alimentation sont des systèmes de stockage d’énergie mobiles, principalement utilisés pour un fonctionnement autonome lors de déplacements. Leurs domaines d’application principaux sont donc différents.
Comment les erreurs de mesure surviennent-elles et comment peut-on les éviter ?
Les erreurs de mesure peuvent être dues à des alimentations électriques instables, à un étalonnage incorrect, à des câbles de mesure inadaptés, à des interférences électromagnétiques ou à des facteurs environnementaux tels que la température et l’humidité. Un environnement de mesure propre, des instruments de mesure de haute qualité et un étalonnage régulier contribuent à réduire les erreurs de mesure.
À quoi servent les piles boutons dans le domaine de la métrologie ?
Les piles boutons servent principalement de source d'énergie pour les petits appareils de mesure portables, tels que les thermomètres ou les multimètres de poche. Elles se caractérisent par une longue durée de vie et une faible autodécharge, mais ne fournissent qu'une puissance limitée.
Que faut-il prendre en compte pour les appareils de mesure et les alimentations électriques à batterie ?
De nombreux appareils de mesure mobiles et alimentations électriques portables fonctionnent avec des batteries rechargeables. Il est important de surveiller la capacité, les cycles de charge et l'autodécharge afin de s'assurer que la batterie est opérationnelle à tout moment.
Qu’est-ce qu’un enregistreur de données et à quoi sert-il ?
Les enregistreurs de données sont des appareils externes qui enregistrent et stockent automatiquement des valeurs de mesure sur de longues périodes. Ils sont idéaux pour les surveillances à long terme, par exemple pour les mesures de température ou d’humidité, ou encore pour les analyses de consommation d’énergie. De nombreux enregistreurs de données fonctionnent sur piles et s’intègrent de manière flexible dans différentes applications.