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Histoire
des machines
électromagnétiques
1600 William Gilbert (1540-1603)
Histoire Les machines électriques
Médecin anglais de la reine Elisabeth I Premier traité d’électromagnétisme
Répond à la question : pourquoi la boussole dévie ?
Invente l’adjectif « électrique » du grec elektron, qui signifie ambre Publication de « De Magnete »
1760 L’abbé Nollet
Histoire Les machines électriques
L'installation
invente le
1760 Benjamin Franklin
Histoire Les machines électriques
L'installation des premiers paratonnerres, en France, a provoqué de véritables scènes d'émeute.
La peur occasionnée par les paratonnerres n'était pas purement irrationnelle. Les premiers dispositifs étaient souvent mal installés et attiraient la foudre sans pouvoir la disperser dans le sol, provoquant ainsi des accidents souvent dévastateurs.
invente le paratonnerre
1799 Alessandro Volta
Histoire Les machines électriques
Empilement de disques de cuivre et de zinc séparés par des rondelles de tissu imbibées d'acide.
Cette découverte met fin à la controverse engagée avec Galvani sur l’origine de l’électricité (animale ou métallique).
Grâce à cette source d’électricité, les recherches peuvent enfin se développer dans les laboratoires.
invente la pile électrique
1813 Sir Humphrey Davy
Histoire Les machines électriques
• Travaille sur l’électrolyse et découvre le sodium, potassium, calcium, etc…
• Découvre l'effet anesthésiant du protoxyde d'azote (gaz hilarant),
• Offre un poste d’assistant à Faraday (qui deviendra plus célèbre).
invente la lampe à arc électrique
1819 Hans-Christian Oersted
Histoire Les machines électriques
• Professeur à l’Université de
Copenhague, le danois Oersted découvre accidentellement la déviation d’une
aiguille aimantée en présence d’un courant électrique.
• Grand retentissement en Europe,
Ampère le rencontre à Genève en juillet 1820 et met au point une théorie de
l’électrodynamique dans les semaines suivantes.
découvre l’interaction aimant-courant
1820 Jean-Baptiste Biot et Félix Savart
Histoire Les machines électriques
Laplace a également déterminé la formule permettant de calculer la force exercée sur un fil parcouru par un courant électrique baigné par un champ magnétique.
étudient les propriétés de la force subie par un des « pôles magnétiques » d’une l’aiguille aimantée et Pierre-Simon de Laplace (1742-1827) traduit cette loi par une formule qui porte le nom de Biot et Savart.
Formule de Biot Savart
Il confie à Antoine Hippolyte Pixii (1808- 1835) la réalisation de la première machine
électromagnétique
1820 André Marie Ampère (
1775-1836)Histoire Les machines électriques
N’ayant jamais été à l’école, Il lira et apprendra par coeur les vingt volumes de l'Encyclopédie à l'âge de 14 ans.
Ampère se révèle très tôt remarquable en mathématiques, il écrit notamment un traité sur les sections coniques dès l'âge de treize ans.
première loi de l’électrodynamique
Histoire Les machines électriques
A l'âge de 13 ans, il quitte l'école et se fait engager, à Londres, comme apprenti relieur. Avide de
connaissances, il se plongea dans la lecture des livres qu'il avait à relier et fut attiré par un article de James Tytler sur l'électricité dans l'Encyclopaedia
Britannica.
1831 Michael Faraday (1791-1867)
En 1833, il établit la théorie de l'électrolyse et en définit le vocabulaire : on lui doit l'usage des mots électrolyte, électrode, anode, cathode…ainsi que le principe de la galvanoplastie.
Auparavant, il avait découvert le benzène (1825) et réalisa la liquéfaction de nombreux gaz, dont le chlore, par compression et refroidissement.
découvre l’induction
Utilisant le phénomène d'induction, elle peut être considérée comme la première machine magnétoélectrique (ou alternateur).
Elle fut construite par les Pixii père et fils en 1832. Un aimant en U (inducteur) tournant devant une paire de bobines (induit) y engendre un courant alternatif.
Ce type de courant ayant des propriétés méconnues, un commutateur tournant le redresse.
1832 La Machine de Pixii
Histoire Les machines électriques
première machine magnétoélectrique
1833 Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1865)
Histoire Les machines électriques
physicien russe d'origine allemande,
établit la loi qui donne le sens du courant induit
Histoire Les machines électriques
1834 Moritz Hermann Jacobi 1743-1819
Inverse la structure de Pixii
1845 Gustave Froment (1815-1865)
Histoire Les machines électriques
Moteur électrique rotatif comportant une couronne d'électro-aimants fixes qui attirent des barres de fer portées par une roue.
Première machine à réluctance variable
1859 Gaston Planté (1834–1889)
Histoire Les machines électriques
Il est possible que la batterie date d'encore plus longtemps. On pense que les Parthes qui
régnaient sur Bagdad (vers les années 250 avant J-C) utilisaient les batteries pour plaquer
l'argent.
On dit aussi que les Égyptiens réussirent à effectuer un dépôt électrolytique d'antimoine sur du cuivre il y a plus de 4300 ans.
Première pile réversible ou accumulateur
1865 James Clerk Maxwell (1831-1879)
Histoire Les machines électriques
Les équations de Maxwell, toute l’électricité est là ! véritable fondement de
l'électromagnétisme moderne.
traité d'électricité et de magnétisme
1865 Pacinotti (1841-1912)
Histoire Les machines électriques
L’anneau de Pacinotti
Histoire Les machines électriques
Le belge Zénobe Gramme découvre un système permettant de résoudre les problèmes de pertes puissance des premiers moteurs électriques.
1868 Zénobe Gramme (1826-1901)
L’anneau de Gramme
1870 Zénobe Gramme (1826-1901)
Histoire Les machines électriques
Bricoleur de génie et ébéniste chez l’orfèvre Christofle, Après avoir observé les faiblesses des
machines Alliance, destinées à remplacer les batteries, il met au point la première dynamo Industrielle.
En 1871, il fonde la Société des machines magnétoélectriques Gramme avec son ami Hippolyte Fontaine (qui a découvert la réversibilité et a permis le remplacement des machines à vapeur)..
première dynamo Industrielle
La dynamo « Macchinetta »
Histoire Les machines électriques
Décrit la réversibilité de sa machine
1865 Pacinotti (1841-1912)
1879 Edison (1847-1931)
Histoire Les machines électriques
• Composée d'un fil de coton torsadé qui brûle au sein d'une bulle de verre dans laquelle on a effectué le vide quasi absolu, elle permet un éclairage de plusieurs
dizaine d'heures.
• Le fil de coton sera progressivement remplacé par un fil de fer.
la lampe à incandescence
1884 Lucien Gaulard (1850-1888)
Histoire Les machines électriques
le premier modèle est imparfait, Le circuit magnétique est ouvert, le transfert d’énergie du primaire au secondaire est médiocre.
invente le transformateur
met définitivement au point le transformateur en 1886.
Le circuit magnétique est constitué de fils de fer permettant de réduire les courants de Foucault.
1885 Galileo Ferraris (1840-1905)
Histoire Les machines électriques
Première machine sans collecteur
invente un moteur à induction biphasé
1885 Théorème de Ferraris
Histoire Les machines électriques
1883 Nicolas Tesla (1856-1943)
Histoire Les machines électriques
Nicolas Tesla conçoit son premier moteur à induction biphasé 350 W (à Strasbourg)
premier moteur à induction
Histoire Les machines électriques
Charles Concordia (1908 - )
Robert H Park
(1902-1994) Edith Clarke
(1883-1959)
Les transformations de Concordia, Clark et Park ont ouvert la voie aux méthodes modernes de contrôle du couple et de la vitesse des machines synchrones et asynchrones qualifiées de « contrôle
vectoriel ».
Ces théories ont été mises en application à partir des années 1980.
Elles ont
donnénaissance aux machines synchrones autopilotées.
Elles ont permis aux machines asynchrones de détrôner les machines à courant continu.
1960 Les transformées de Concordia, Clark et Park
Histoire Les machines électriques
1972 Felix Blaschke pose les fondations du contrôle vectoriel des machines. Son travail de pionnier devra attendre les progrès des microprocesseurs avant d’être mis en application une quinzaine d’années plus tard.
Felix Blaschke, "The Principle of Field Orientation as Applied to the New Transvektor Closed-Loop Control
System for Rotating-Field Machines," Siemens Review, vol.
XXXIX, No. 5, pp. 217-220, (1972).
Le texte fondateur de Felix Blaschke:
Les Applications
1896 Transport de l’énergie électrique
Histoire Les machines électriques
Le savant Tesla et la société Westinghouse imposent le courant alternatif contre Edison partisan du courant continu En 1887 il a déposé les
brevets pour le moteur asynchrone et le transport d'énergie électrique par courants polyphasés et vendu le concept à Westinghouse pour 1 M$.
• il imagine le couplage de deux circuits par induction mutuelle, puis il invente la "bobine de Tesla" qui est un transformateur à haute
fréquence.
• expériences avec du courant à très haute fréquence, alimentant une nouvelle lampe de son invention (ancêtre du tube fluorescent) à travers son corps.
Histoire Les machines électriques
1899 Bobine de Tesla
Diamètre 3,5 m
12Mv
1888 Sous-marin
Histoire Les machines électriques
Le Gymnote sera construit à Rochefort en 1887 (lancement en 1888) sur les plans de Dupuy de Lôme . Gustave Zédé construit le
premier sous-marin à propulsion électrique, le Gymnote.
Histoire Les machines électriques
Le moteur électrique à courant continu Krebs à 16 pôles et 4 balais, d’une puissance de 51 CV à bord du Gymnote 1888.
1888 Sous-marin
1899 Automobile "La Jamais contente"
Histoire Les machines électriques
la voiture électrique du belge Jenatzy décroche le record du monde de vitesse et atteint les 105,9 km/h.
Son nom restera également associé à la conception de plusieurs voitures électriques ou mixtes ( pétroléo - électriques).
Histoire Les machines électriques
A partir des années 1985, les paquebots sont systématiquement équipés de moteurs de propulsion électriques. Il s’agit
généralement de machines synchrones autopilotées d’une puissance unitaire de l’ordre de 20 MW.
1985 Navires
Histoire Les machines électriques
A partir des années 1990, les trains à grande vitesse (TGV) de la SNCF sont équipés de moteurs électriques qui sont des machines synchrones autopilotées d’une puissance unitaire de 1,1 MW. Chaque rame TGV possède 8 moteurs, soit une puissance maximum de 8,8 MW.
1990 Trains
Histoire Les machines électriques
L’eurostar est lancé à partir des années 1995. Ces trains sont équipés de moteurs électriques qui sont des machines asynchrones d’une puissance unitaire de 1 MW. Chaque train « eurostar » possède 12 moteurs, soit une puissance maximum de 12,2 MW.
1995 Trains
Histoire Les machines électriques
2000 : La machine à courant continu de puissance supérieure à 1 kW disparaît progressivement, remplacée par des moteurs
asynchrones moins chers, plus robustes et de performances supérieures grâce au contrôle vectoriel de flux. Les moteurs à
courant continu se rencontrent désormais essentiellement dans le monde de l’automobile (ventilateur, lève-vitres, essuie-glace, sièges, etc.).
Ampère Faraday Gramme Maxwell
Tesla Edison Ferraris Joules
