Alternateur de voiture son rôle et son fonctionnement : tout savoir

L'alternateur est un élément important qui permet à la voiture d'exploiter sa batterie et tout son système de charge. Cette pièce a besoin d'être bien entretenue pour assurer le bon fonctionnement du véhicule, notamment lors de son démarrage. Cependant, l'alternateur peut s'user au fil du temps et il peut s'avérer nécessaire de le réparer ou de le remplacer. Sur le site d'une casse auto en ligne comme GPA26, vous pouvez trouver un alternateur d’occasion pas cher adapté à votre modèle de voiture en seulement quelques clics.

Comment fonctionne un alternateur de voiture ? Fonctionnement et composants, découvrez tout ce qu'il faut savoir sur cette pièce de mécanique auto !

Qu'est-ce qu'un alternateur de voiture ?​

L’alternateur est l’élément qui est chargé de fournir de l’électricité au véhicule lorsque la voiture est en marche.  Il transforme l’énergie mécanique en énergie électrique, fournissant ainsi une alimentation électrique au véhicule pendant la conduite. Le principe de fonctionnement est relativement simple : en tournant, ce dispositif génère à l’intérieur un courant alternatif par induction électromagnétique. Pour tourner, l’alternateur est connecté au moteur de l’automobile à travers la courroie de service.

À quoi sert l’alternateur et quel est son rôle ? ​

 L’alternateur assure deux rôles principaux :

  • La génération du courant électrique

Quand le moteur démarre, l’alternateur se met en marche et crée du courant pour le faire tourner. Il assure le passage du courant depuis le moteur vers les équipements électriques du véhicule. Il recharge également la batterie pour que celle-ci dispose de l’énergie suffisante pour fonctionner.

  • Le stockage d'énergie

L’alternateur ne fonctionne pas quand le moteur est à l’arrêt. Malgré cela, tous les composants électriques peuvent être mis sous tension grâce à l’énergie transformée par l’alternateur et stockée dans la batterie. 

Rotor, stator et poulie : les trois principaux éléments d'un alternateur

L’alternateur d’occasion ou neuf est constitué de plusieurs composants. Toutefois, ses trois principaux éléments sont :

  • Le stator : c’est la partie fixe sur laquelle se trouve un enroulement triphasé. Celui-ci peut être en forme d’étoile ou de triangle. 
  • Le rotor : la partie mobile de l’alternateur. Il est constitué d’un électroaimant qui reçoit du courant du régulateur à travers des anneaux de frottement situés sur l’axe. Ce dispositif produit un champ magnétique, devant lequel réagissent les bobines du stator (partie fixe) en produisant le courant électrique. 
  • La poulie : elle reçoit la force mécanique du moteur thermique à combustion à travers une courroie. Cet élément est attaché à l’alternateur et est chargé de déplacer le rotor et, aussi, de déplacer le ventilateur qui est situé à l’intérieur sur les alternateurs de dernière génération.

D'autres éléments s'ajoutent à ces composants, à savoir :

  • Le régulateur : il est chargé de maintenir une tension de sortie maximale de l’alternateur de 14,5 volts et de réguler les ampères dont la batterie a besoin ;
  • Le pont redresseur de diodes : il s’agit de l’élément chargé de rectifier le courant de sortie de l’alternateur (puisqu’il est alternatif) en le transformant en courant continu pour l’usage dans la voiture.

Alternateur HS : quels sont les symptômes et comment savoir si l’alternateur est défectueux ?

Quelques signes peuvent vous indiquer que votre alternateur est HS :

  • Un bruit inhabituel
  • Une odeur de caoutchouc brûlé
  • La vitre électrique remonte lentement
  • Le témoin de la batterie s’allume en permanence

Pour savoir si votre alternateur est défectueux :

1.      Branchez le multimètre (en fonction voltmètre) à l’alternateur

2.      Démarrez le moteur

3.      Analysez les résultats : dans le cas où la tension affichée est comprise entre 13.2V et 14.8 V, cela signifie que l’alternateur fonctionne. Cependant, si la tension affichée est inférieure à 13.2V, le remplacement est nécessaire. Si la tension est supérieure à 14.8V, c’est le signe que le régulateur intégré à l’alternateur est en panne. Dans ce cas, les appareils électriques du véhicule encourent un risque de surtension. il est ainsi recommandé de changer l’alternateur.

Typologie des alternateurs électriques

L’alternateur se décline en deux catégories : les modèles triphasés avec électro-aimant et les dispositifs triphasés avec aimant permanent.  Leurs fonctionnements sont basés sur le même principe : le moteur en marche fait mouvoir l’électro-aimant pour créer de l’électricité en sortie avec un courant continu qui sera ensuite stockée dans la batterie. Cette dernière ne se charge pas tant que l’alternateur n’est pas en marche.

Principe de fonctionnement simplifié de l'alternateur batterie : comment ça marche ?

L’alternateur est l’une des pièces maîtresses garantissant le bon fonctionnement d’un véhicule thermique, y compris les voitures hybrides. Il s’agit de l’élément se trouvant à l’avant du bloc moteur, à proximité du démarreur. Une courroie de distribution le relie à l’arbre à cames. Pour faire simple, il s’agit d’un générateur de courant de forme cylindrique équipée d’un aimant et d’une bobine de fil de cuivre.

Il produit du courant électrique pour alimenter la batterie ainsi que l’ensemble du système électrique de la voiture, tel que la centralisation du verrouillage, l’éclairage et la climatisation. L’alternateur a remplacé la dynamo à partir des années 1970. La plupart des véhicules disposant de composants électriques sont donc équipés d’un alternateur.

Enseignement scientifique : comment fonctionne un alternateur ?

L’alternateur produit du courant alternatif, qui est obtenu par un mécanisme entraîné par un moteur à combustion. En d’autres termes, ce dispositif fonctionne parce qu’il est relié à la rotation du moteur à combustion, généralement par une courroie.

Lorsque vous mettez le contact, le rotor de l’alternateur est alimenté en courant, et quand il commence à tourner, au démarrage du moteur, il produit de l’énergie. Une fois le moteur démarré, le régulateur s’auto-alimente avec l’énergie produite par l’alternateur lui-même. Lorsque cela se produit, la lumière du combiné d’instruments s’éteint. Si le voyant du tableau ne s’éteint pas après le démarrage du véhicule, il peut vous indiquer qu’il n’y a pas de sortie de courant de l’alternateur. Si c’est le cas, il n’aura d’électricité que jusqu’à épuisement de la batterie.

Pour vérifier si l’alternateur fonctionne correctement, assurez-vous que les 12 volts de la batterie arrivent à l’entrée du régulateur. Contrôlez également si les diodes du redresseur ne sont pas coupées, car dans ce cas, le courant de celui-ci ne passerait pas dans le relais. De même, les balais des anneaux de frottement peuvent être usés et ne pas entrer dans le courant de l’inducteur ou rotor. Ces opérations doivent être effectuées par un professionnel.

La lumière qui clignote (s’allume et s’éteint rapidement ou irrégulièrement) est liée à un manque de charge (défaillance du régulateur). Cela peut également signifier que du courant alternatif est obtenu (diodes perforées sur le pont redresseur).

Les véhicules modernes effectuent le réglage de l’alternateur à l’aide d’une unité de commande électronique. Ainsi, l’éclairage du tableau est allumé par le réglage de cette unité de commande et le diagnostic par les méthodes traditionnelles n’est pas possible. Dans ce cas, vous devez faire appel à un mécanicien spécialisé pour savoir exactement ce qui se passe dans la voiture et, éventuellement, changer l’alternateur après avoir commandé un modèle d’occasion.

Quel phénomène est à l'origine du fonctionnement de l'alternateur d'automobile ? Comment produit-il l'électricité ?

L’alternateur d’une voiture produit du courant électrique grâce au phénomène d'induction. Ce phénomène physique permet de générer une force électromagnétique dans l'alternateur et de produire du courant. Comment ? 

Quand le moteur est en marche, le rotor (une sorte d'aimant qui se trouve dans l’alternateur) se déplace. Son interaction avec le stator (bobine de cuivre) engendre un champ magnétique. L’électricité se transforme ensuite en courant alternatif par les mouvements des électrons, puis les diodes les convertissent en courant continu pour alimenter la batterie du véhicule. Pour faire simple, l'alternateur est équipé d'un aimant qui se déplace quand le moteur est en marche. Ce mouvement crée une tension électrique à travers les bornes de la bobine se trouvant à proximité. L'action du champ magnétique génère le courant qui alimente le système électrique de la voiture.  Les polarités de la tension varient selon le sens de déplacement de l'aimant. Le courant produit dépend de la quantité de fil qui s'enroule autour de la bobine. Plus elle est dense, plus il y a de champ magnétique statique. Ce qui signifie que ce sont les ampères-tours de la bobine qui définissent la force magnétique de l'alternateur.

Comment calculer le rendement d'un alternateur central ? 

Pour connaître le rendement de l'alternateur, il faut diviser sa puissance électrique qu'il génère par la puissance mécanique qu'il absorbe. Une partie de cette énergie mécanique convertie prend une forme thermique. La formule exacte pour calculer le rendement de l'alternateur est donc : η = P reçue / P utile.

Si l'alternateur produit par exemple une puissance mécanique de 100 MW qui génère une puissance électrique de 90 MW, son rendement est de :

η = 90/100 = 0.90, soit 0.90 %.

Pourquoi le rendement d'un alternateur est toujours inférieur à 1 ? 

Ce phénomène est dû à l’irréversibilité durant la transformation de la puissance électrique en chaleur. Ce rendement peut atteindre 1, ce qui signifie que la transformation en chaleur est inutile.

Quel facteur peut modifier le rendement d'un alternateur ?

C’est la quantité d’énergie consommée qui influence le rendement d’un alternateur. L’énergie utile doit être proportionnelle à l’énergie reçue pour avoir un bon rendement.  

L’excitation sur un alternateur : qu’est-ce que c’est au juste ?

Il s’agit d’un système qui permet à l’alternateur de générer un courant d’excitation avec le courant de sortie. Ce système facilite la gestion de la puissance de sortie.

Quel est le prix d’un alternateur ?

En général, un alternateur neuf peut coûter entre 150 et 600 €. Pour alléger votre budget, vous pouvez vous tourner vers les alternateurs d’occasion proposés chez GPA26. Nous vous proposons par exemple un alternateur pour Renault CLIO à partir de 48,47 € TTC.

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Publié le : 01/07/2022

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