Le transformateur électrique
Pourquoi utilise-t-on des transformateurs ?
Le transformateur électrique transforme la puissance électrique pour la transporter sur un réseau électrique avec un minimum de pertes entre la production et les utilisateurs.
La puissance électrique est le produit de la tension (U en Volts) et du courant (I en Ampères) : P = U x I. Le transformateur va faire transiter la puissance, aux pertes près, en modifiant le couple {courant ; tension}.
Dans le transport d'électricité on cherche à minimiser les courants, et donc augmenter les tensions, afin de minimiser les pertes joules principalement dans les câbles. Celles ci sont fonction du carré du courant : RI².
Ainsi en faisant passer la tension de 20 kV à 200 kV par exemple, on divise les pertes par 100 !
Composition d'un transformateur
Un transformateur de puissance moyen de 36 MVA est composé des matériaux suivants (quantités en tonnes) :
- Cuivre : 7,8
- Acier magnétique (Grain Oriented Electric Steel) : 15,5
- Acier vrac : 1,7
- Acier structure : 5,1
- Inox : 0,32
- Huile minérale : 8,4
- Bois : 1,09
- Papier : 1,6
- Céramique : 0,36
Les types d'huile
Un transformateur contient une grande quantité d'huile, qui sert à la fois d'isolant électrique entre différents éléments internes, et de fluide caloporteur, c'est à dire qu'elle permet de dissiper la chaleur dégagée par le circuit magnétique. On distingue trois grands types d'huiles :
- L'huile minérale : elle est obtenue par distillation de la houille, du pétrole ou de certains schistes bitumineux.
- L'huile synthétique : elle est obtenue par synthèse chimique à partir de molécules judicieusement sélectionnées : silicones, polyglycols, esters phosphoriques, esters aliphatiques, polyoléfines, métaux liquides.
- L'huile végétale : ce sont en général des combinaisons d'acides gras peu ou pas estérifiés. C'est une solution écologique qui est notamment explorée par ERDF :
« Le 28 mars, ERDF installe sur son réseau de distribution publique à Niort un premier
transformateur électrique à l’huile végétale. Cette phase expérimentale vise à déployer 12
transformateurs en 1 an et à vérifier la bonne tenue dans le temps des propriétés de l’huile
de colza. L’utilisation d’une huile végétale de colza en substitution des produits pétroliers
utilisés aujourd’hui constitue une réelle opportunité à étudier. ERDF accompagne cette
innovation avec l’objectif de réduire toujours plus l’impact de ses activités sur le milieu
naturel. »