La différence entre courant alternatif et courant continu

Rappel général sur le courant électrique

Et d’abord, qu’est-ce que le courant électrique ? Oui, avant de vous présenter les différences entre le courant continu et alternatif, il semble tout de même judicieux de bien savoir de quoi l’on parle. Le courant électrique (l’électricité, si l’on veut simplifier), c’est l’énergie qui est produite par le transfert d’électrons dans un matériau conducteur. En général, ces électrons sont porteurs de charges électriques négatives. Pour obtenir ce courant électrique, et donc le déplacement des électrons, il faut à l’origine une tension électrique. Dans cet article, nous allons voir la différence entre les deux types de courants : le continu et l’alternatif. Les propriétaires de voitures électriques sont en effet souvent amenés à en entendre parler lors de la recharge de la batterie.

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Qu’est-ce que le courant alternatif ?

Le courant alternatif (en anglais alternative current, AC) est le second à être utilisé par l’Homme. Cet influx électrique est périodique, il change de sens deux fois au sein de chaque période. On l’appelle aussi courant sinusoïdal. Les charges qu’il porte sont égales dans un sens comme dans l’autre. Pour mesurer la fréquence du courant alternatif, on utilise l’unité Hertz (Hz) : elle est souvent égale à 50 Hz. La fréquence correspond au nombre de périodes en une seconde.

Le courant alternatif, qui peut être monophasé ou triphasé (voire biphasé et quadriphasé), est transporté via les lignes à haute tension puis dirigé vers les transformateurs. Ceux-ci abaissent la tension et l’intensité afin que le courant puisse être distribué dans les habitations. Non stockable, cette électricité est consommée en temps réel par les ménages français. Pour produire ce courant, il faut une turbine ou un alternateur, impulsé par une énergie primaire (renouvelable, thermique, nucléaire).

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Qu’est-ce que le courant continu ?

Le courant continu (en anglais direct current, DC) est le premier à être utilisé. Les électrons libérés circulent toujours dans un même sens, du négatif au positif. Il est produit grâce à l’activité chimique d’un générateur, qui peut être une pile, une batterie, ou bien des panneaux solaires photovoltaïques. Le conducteur peut être un câble à haute tension ou une ligne électrique.

L’intensité du courant continu est tout à fait indépendante du temps. C’est pour cela qu’il est toujours constant. On peut mesurer l’intensité d’un courant continu avec un shunt, un capteur de courant à effet Hall, un capteur à fibre optique ou encore un capteur de courant à effet Néel.

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Quelles différences majeures entre courant continu et alternatif ?

Divergence en termes d’usage

Le courant continu et le courant alternatif sont tous deux très utilisés, notamment dans la production d’électricité. Mais leur rôle dans le quotidien est différent. Le courant continu avait jadis un usage plus universel, ce n’est plus le cas. Si on le cantonnait jusque-là au transport électrique sur les lignes à très hautes tensions, il devient désormais utile pour les batteries de voitures ou d’appareils en tous genres. On peut désormais utiliser le courant continu pour créer un courant alternatif, via un onduleur.

Le courant alternatif est utilisé pour :

Le transport et la distribution d’électricité
L’éclairage
Le chauffage
La cuisine

Le courant continu est utilisé pour :

Le ferroviaire
Les lignes électriques à très haute tension (225 000 à 400 000 V)
La recharge des véhicules électriques
La recharge d’appareils électroniques (portable, ordinateurs, lampes de poche…)

Le courant continu est-il plus écologique ?

Aujourd’hui, le courant alternatif est le courant le plus utilisé. Cependant, dans les années à venir, le courant continu pourrait voir son rôle croître de manière importante. Dans les domaines de la transition énergétique et des énergies renouvelables, il tire en effet son épingle du jeu. Le courant continu permet de transporter l’électricité sur de très longues distances, sans les déperditions d’énergie propres au courant alternatif. Dans le secteur solaire photovoltaïque et le secteur éolien, il permettrait de déplacer le courant d’une région à une zone très éloignée.

Le courant continu est utilisé par l’industrie du numérique, mais il s’agit en vérité d’un courant alternatif transformé. Si on utilisait directement le courant continu, cela éviterait une surconsommation énergétique inutile. Même combat pour l’éclairage LED. Enfin, en développant le courant continu dans les bâtiments, on éviterait 25 % de consommation inutile (câblage, équipements).

Alternatif ou continu : quel est le courant le plus dangereux ?

Le courant alternatif jugé le plus dangereux

Comme le rappelle un article de Futura Sciences, le courant alternatif est généralement plus dangereux que le courant continu. En effet, en milieu sec, le seuil de dangerosité, c’est-à-dire la tension de contact maximale pour 5 secondes, commence à 50 V pour le courant alternatif contre 120 V pour le courant continu. De plus, la résistance de la peau décroît de manière exponentielle quand la fréquence augmente. Ce qui fait du courant alternatif le plus dangereux pour le corps humain, même pour des petites tensions. De plus, il est plus simple de se dégager d’un courant électrique continu, car il n’entraîne qu’une légère contraction des muscles. Le courant alternatif, lui, provoque une électrisation prolongée qui empêche souvent les victimes de s’en dégager.

“Ce n’est ni la tension ni l’intensité qui sont en soi dangereuses (...) mais la combinaison de multiples facteurs”

Céline Deluzarches, journaliste Futura Sciences

Guerre des courants : une lutte entre Edison et Tesla

Le courant continu est apparu avant le courant alternatif. C’est en 1882 que Thomas Edison met au point le premier réseau électrique dans une ville, en l’occurrence New York. Certes, celui-ci subit quelques pannes et dysfonctionnements, mais il ouvre la voie au courant continu. Cependant, très vite, Thomas Edison a au sein même de son entreprise une concurrence émergente, celle de Nikola Tesla, un jeune ingénieur serbe qui promeut le courant alternatif.

Thomas Edison ne veut pas entendre parler de ce dernier et “continue” de croire au “continu”. Face à l’amplification de cette concurrence, il mène une vraie campagne de dénigrement contre le courant alternatif de Tesla, ce que l’Histoire a appelé “la guerre des courants”. Il se base surtout sur la dangerosité qui serait plus grande pour le courant alternatif. Edison est même allé jusqu’à électrocuter un éléphant pour prouver qu’il avait raison. Aujourd’hui, les deux courants sont utilisés en fonction de l’usage.

AC ou DC : quel courant choisir pour recharger sa voiture ?

L’électricité qui est distribuée dans les bornes de recharge à domicile ou dans les prises renforcées est en courant alternatif (AC). Mais les batteries des voitures électriques ne peuvent stocker que du courant continu (DC). C’est pourquoi ces véhicules sont dotés de convertisseurs, plus ou moins puissants, qui permettent de faire du courant alternatif un courant continu. Le moteur est donc alimenté, quoi qu’il advienne, en DC.

La puissance du convertisseur va avoir un impact sur votre possibilité de recharge. Si vous optez pour une borne dite lente (3,7 kW ou 7,4 kW), votre voiture sera rechargée en courant alternatif (AC). En général, tous les convertisseurs ont une puissance située entre 6 et 11 kW. Pour la Renault Zoé, elle est de 22 à 43 kW. C’est pour cela que les bornes AC sont limitées à 11 kW. Au quotidien, il est conseillé d’opter pour les bornes de recharge lente. Si votre contrat d’électricité vous limite à 12 kVA, une recharge à 7 kW vous prend déjà la moitié de la puissance disponible.

Une borne de recharge DC convertit elle-même le courant alternatif qu’elle reçoit en courant continu. Elles sont dotées d’un convertisseur, ce qui explique leur coût très élevé (plus de 50 000 €). La puissance du convertisseur de la voiture n’a donc pas d’impact. Il est possible de recharger sa voiture à 22, 50 ou encore 150 kW pour les bornes rapides ou ultra rapides. La recharge en DC est conseillée lors d’une itinérance, même si la puissance trop élevée peut réduire la durée de vie de la batterie.