• Visite de Jean Berthier au Musée Ampère de Poleymieux – juillet 2021

    Jean nous fait profiter de sa visite au Musée Ampère en nous proposant ce reportage photo.

    Merci à lui.

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  • FÊTE DE LA SCIENCE 2021 A DIJON – 2 et 3 octobre 2021

    Le Lycée Carnot de DIJON a accueilli, pour deux jours, les samedi 2 et dimanche 3 octobre 2021 La Fête de la Science qui a fêté ses 30 ans d’existence.

    Comme chaque année, le Musée de l’Électricité de Bourgogne Hippolyte Fontaine était présent à cet événement national.

    Cette année, le Musée a présenté des ateliers et des démonstrations sur le thème des travaux et des découvertes d’André-Marie AMPÈRE dans le domaine de l’électrodynamique.

    Deux éminents spécialistes de la question, Michel Jannin et Michel Pauty, membres du Musée, ont accueilli le public pour lui faire découvrir les expériences fondatrices d’AMPÈRE. Ils étaient aidés, en cela, par Pierre Chaillot, président de l’ACEL, par Jean-Paul, Christiane, membres du Musée ainsi que par de nombreux bénévoles de l’association.

    Le public, composé de beaucoup de jeunes collégiens et lycéens s’est montré particulièrement passionné par les expériences sur l’électromagnétisme et sur les premiers moteurs électriques.

    D’autres expériences de physique, présentées par M. Pernette, professeur au Lycée Carnot ont pu être observées.

    Il s’agissait notamment de la spectaculaire expérience sur les hémisphères de Magdebourg ou encore sur la diffraction de la lumière ou encore la chute des corps dans le vide.

    Le reportage photographique ci-après traduit l’effervescence de ces deux journées.

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  • PORTES OUVERTES AU FORT D’HAUTEVILLE – 25 et 26 septembre 2021

    L’Association des Sous-Officiers de Réserve de Côte d’Or a organisé, les 25 et 26 septembre 2021, sa traditionnelle manifestation JOURNÉES PORTES OUVERTES au Fort d’Hauteville.

    Comme chaque année, le Musée de l’Électricité de Bourgogne Hippolyte Fontaine a répondu présent à cet événement.

    Nos amis Alain et Roland, membres du Musée, ont présenté une imposante collection de matériel militaire de transmission hertzienne et téléphonique ainsi qu’une station de réception.

    On pouvait aussi admirer un détecteur de métaux, connu aussi sous le nom de “poêle à frire”.

    Des démonstrations de réception en Hautes Fréquences ont effectuées.

    Une autre partie de l’exposition a été consacrée aux 100 ans de la radio.

    Enfin, Jean, également membre du Musée, a présenté une exposition sur le télégraphe Chappe, moyen de communication visuel par sémaphore, très en vogue à la fin du 18 ème siècle.

    Beaucoup de visiteurs ont été accueillis

    C’était une bonne occasion de découvrir le monde des télécommunications militaires.

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  • JOURNÉES EUROPÉENNES DU PATRIMOINE 2021

    Les Journées Européennes du Patrimoine se sont tenues les 18 et 19 septembre 2021.

    Le Musée de l’Électricité de Bourgogne a participé à cette manifestation en présentant, en plus des collections permanentes, une exposition extrêmement documentée sur le café à l’initiative de Michel Pauty, membre du Musée

    A cet effet, le Musée est resté ouvert au public durant ces deux journées de 10h00 à 12h00 et de 14h00 à 18h00.

    Des bénévoles ont accompagné les visiteurs pour leur faire découvrir l’exposition et les collections du Musée.

    Durant ces deux journées, ce sont plus de 200 personnes qui sont venues visiter l’exposition et les collections du Musée.

    Cette exposition a fait l’objet d’un reportage photographique que vous pourrez découvrir ci-après.

    Un grand merci à tous les visiteurs !

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  • Sport, Culture et Bien-être en famille à Saint-Apollinaire

    Le 4 juillet dernier, la Ville de Saint-Apollinaire organisait, dans le Parc Pré-Thomas, une grande manifestation en plein air sur le thème “Sport, Culture et  Bien-être en Famille”.

    Cette manifestation regroupait un grand nombre d’associations sportives et culturelles au rang desquelles figurait le Musée de l’Électricité.

    Ce fut l’occasion pour les membres du Musée d’exposer et de faire découvrir au grand public quelques pièces représentatives des collections comme en témoigne la photo de cet article.

    Gageons qu’un public nombreux viendra voir les autres pièces exposées au Musée.

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  • Le Musée fait peau neuve

    Le 19 mai dernier, le Musée de l’Électricité a rouvert ses portes au public après 16 mois de fermeture.

    Durant cet arrêt forcé, les bénévoles ont travaillé  à une meilleure présentation des collections avec notamment l’acquisition de nouvelles vitrines pour la mise en valeur du petit électroménager.

    Le” coin cuisine”, en cours d’aménagement, offrira un éventail de nouveaux appareils.

    L’ancien aménagement a été revu pour permettre la mise en place de nouveaux équipements dénichés par les membres du Musée.

    La partie consacrée au transport du courant a été réaménagée et complétée.

    On y trouvera des explications détaillées sur l’utilisation des câbles Moyenne et Haute Tension ainsi que sur les dispositifs de sécurité tels qu’une boite unipolaire.

    La vitrine des composants électroniques a été enrichie par toute une série de condensateurs utilisés dans l’industrie avec des explications sur leur mode de fabrication et leur domaine d’utilisation.

    Compte de la pandémie liée au COVID 19, des dispositions de nature à protéger le public ont été mises en place telles que gel hydro alcoolique à l’entrée et en différents points du Musée, circuit à sens unique, comptage des visiteurs, la jauge étant de 20 personnes simultanément.

    Les visites sont désormais ouvertes aux personnes individuelles ou aux groupes sous réserve du respect de la jauge.

    Nous vous attendons nombreux.

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  • La machine de Gramme, point de départ de l’essor de l’électricité.

    L’invention et l’industrialisation de la dynamo électrique est le point de départ de l’essor de l’électricité.

    L’énergie mécanique est transformée en énergie électrique.

    Le belge Zénobe GRAMME  a inventé cette machine en 1869.

    Son invention sera commercialisée par l’ingénieur dijonnais Hippolyte FONTAINE (1833-1910).

    Présentée à l’Académie des Sciences en 1871, la dynamo de Zénobe Gramme est considérée comme la première génératrice moderne de courant continu.

    Elle inaugure une nouvelle ère, dominée par l’électricité qui, petit à petit, va bouleverser le travail et la vie quotidienne des habitants des pays industrialisés.

     Le mot dynamo est l’abréviation de “machine dynamoélectrique”. La dynamo désigne une machine électrique, à courant continu, qui fonctionne en générateur électrique. Elle convertit l’énergie mécanique en énergie électrique en utilisant l’induction électromagnétique de façon similaire à une magnéto.

    Hippolyte FONTAINE est donc à l’origine de la construction électrique, nouvelle branche industrielle, et du métier d’électricien.

    La vidéo attachée à cet article présente, d’une part, la machine de GRAMME et son fonctionnement et d’autre part, les applications de l’électricité au travers des appareils présents au sein du Musée de l’Électricité de Bourgogne Hippolyte FONTAINE et mis en valeur par les nombreux bénévoles de l’association.

    Vidéo Machine de GRAMME : http://www.musee-electricite.fr/wp-content/uploads/2021/05/vts-01-1_iIoRcK9N.mp4

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  • Mieux connaître Hippolyte Fontaine

    Un éminent membre du Musée de l’Électricité, Bernard QUINNEZ, vient de faire paraître un ouvrage remarquable et très documenté sur Hippolyte Fontaine.

    Dijonnais depuis 1963, Bernard Quinnez est diplômé de l’École Nationale Supérieure des Télécommunications et a fait toute sa carrière au Commissariat de l’Énergie Atomique, tout d’abord au Centre Nucléaire de Valduc puis, à compter de 1991, en région parisienne.

    En 2002, il a été élu membre résidant de l’Académie des Sciences, Arts et Belles-Lettres de Dijon et a présenté, dans le cadre de cette instance, plusieurs communications relatives à des personnalités bourguignonnes.

    L’ouvrage de Bernard Quinnez relate la vie d’Hippolyte Fontaine et notamment sa rencontre avec le belge Zénobe Gramme, inventeur de la dynamo, qui va faire évoluer d’une façon fulgurante l’utilisation et le transport de l’Électricité dans de nombreux domaines principalement industriels.

    Cet ouvrage est en vente au Musée au prix de 15 €.

    N’hésitez pas l’acquérir ou à le réserver.

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  • CONNECTIQUE

    LES TENSIONS

    LES TENSIONS, EN FRANCE, SELON LES DÉCRETS DE 1988 et 1995

    TBT : tension inférieure ou égal à 50 volts

    BT : de 50 à 1000 volts (EN 1988 BTA et BTB : U comprise respectivement entre 50 et 500 volts et entre 500 et 1000 volts).

    HTA 1000 : tension U inférieure ou égale à 50 KV

    HTB : tension U supérieure à 50 KV

    LES RÉSEAUX

    Nus BT (trolley cuivre)

    Nus HTA : protégés pour les pêcheurs et ponts d’ancrages

    Isolés BT préassemblés : 3 Ph + 1N + Éclairage Public

    Isolés souterrains BT et HTA (épaisseur d’isolant = niveau de tension).

    LES MATIÈRES COMPOSANTS LES CÂBLES

    BT aérien nu : CUIVRE TROLLEY

    BT aérien isolé : PHASE ALUMINIUM 1050

    NEUTRE PORTEUR : AGS Aluminium Magnésium Silicium EX 3×70 + 1×54,6

    BT souterrain : CU + papier imprégné (anciens câbles)

    BT souterrain : Aluminium + isolation

    HTA nu : ALMELEC (AGS) ALU ou AGS ACIER

    HTA souterrain isolé : Aluminium et cuivre

    DENSITÉ – MASSE VOLUMIQUE

    Aluminium : 2,7

    Cuivre : 8,9

    CONDUCTIBILITÉ ÉLECTRIQUE

    Aluminium : 60% de celle du cuivre

    PRÉPARATION DES ÂMES DES CÂBLES

    Les âmes des câbles doivent être brossées sous graisse neutre préalablement à leur introduction dans les fûts des contacts.

    ALU = ALUMINE (AL2O3) CUIVRE = Oxyde de cuivre CuO

    MONO MÉTALLICITÉ

    Cuivre/Cuivre ou alliage (laiton)

    Aluminium/Aluminium ou alliage d’aluminium

    LES GRAISSES DE CONTACT

    GRAISSE NEUTRE : Brossage âmes aluminium et cuivre

    GRAISSE DE TRACTION : Graisse neutre + poudre ALUNDON ou CORINDON

    GRAISSE DE CONTACT : Graisse neutre + particules de métaux conducteurs

    LES OUTILS DE DÉNUDAGE ET PRÉPARATION DES CÂBLES BT ET HTA

    SERTISSAGE DES CONTACTS

    BT réseaux isolés : RETEINT HEXAGONAL

    HTA aérien nu : RETEINT HEXAGONAL (Indentation ou Compression)

    BT et HTA souterrain : Poinçonnage profond – Étage en matrice fermée ((PPE)

    SYSTÈMES A VIS

    Cosses et manchons : vis à couple de rupture calibré à la fabrication

    OUTILS DE SERTISSAGE

    Générateurs de pression : manuel, à pied, à moteur électrique ou thermique.

    Outils mécaniques : flexibles et tête de sertissage de 8 à 40 tonnes (6 à 1600 mm²).

    Par Jean-Claude THIARD

    Le Musée se tient à la disposition des lecteurs pour répondre à leurs éventuelles questions.

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  • LE CONDENSATEUR ÉLECTRIQUE

    Ce composant a pour fonction de stocker et concentrer de l’électricité d’où son nom : « condensateur électrique ». La pile et la batterie sont une forme de condensateur électrique qui restitue de l’électricité.

    Le condensateur électrique (symbole C) est utilisé pour des applications électriques et électroniques en association avec d’autres composants tels que des résistances électriques (R), des inductances ou selfs (L), des semi-conducteurs (SC). Le condensateur inclut un isolant diélectrique, des électrodes, des connexions de sortie, un enrobage étanche.

    Généralement, les composants se présentent sous la forme la plus courante : d’un tube cylindrique pour la résistance (R) ;  d’un ressort de fils métallique  pour l’inductance (L) ; d’un tube cylindrique ou d’une section ovale pour les condensateurs. La gamme des semi-conducteurs (SC) débute par la diode (le courant passe dans un seul sens), le transistor (amplification, commutation), le thyristor (le courant passe ou non selon la commande de la gâchette), le bloc multi pattes. La tension électrique (V) de service des condensateurs électriques va du volt à des centaines de KV (ligne EDF) quand celle des semi-conducteurs de l’électronique grand public est de quelques volts.

    Fonctions, applications, technologies des condensateurs électriques

    Voici quelques fonctions du condensateur électrique dans des circuits électroniques en association à d’autres composants électriques : antiparasitage entre matériels (C est inclus dans le cordon entre ordinateur et périphérique) ; détection de la fréquence de l’émetteur sur un poste radio à l’aide d’un condensateur variable à air ; transformateur faisant passer du 220 Volt alternatif en 5 Volt continu pour des batteries de portables (association de condensateurs, diodes redresseuses et écrêteuses) ; multiplicateur de tension pour la radiographie X à 70KV et pour les TV à tube cathodique à 15 KV (idem) ; redressement de la tension de 1500 V des caténaires de TGV pour alimenter le moteur de la motrice (C est associé à des semi-conducteurs de puissance dans le hacheur) ; démarrage du moteur de machine à laver le linge ; décharge dans un composant laser pour la télémétrie ; limitation par le ballast du courant dans un tube fluorescent ; répéteur dans les câbles sous-marins…

    Les deux principales applications des condensateurs électriques sont le filtrage et sa stabilisation, la décharge électrique incluant la commutation. Les utilisations sont multiples dans les circuits électroniques car le condensateur bloque le courant continu et est traversé par le courant alternatif dès l’application de la tension. Les dipôles diélectriques des molécules doivent s’orienter dans le champ électrique pour obtenir la tension maxi entre les deux électrodes. Ainsi, la tension est en retard sur le courant d’un quart d’alternance sinusoïdale, soit un déphasage de 90 degrés. Un petit décalage par rapport à 90 degrés est mesuré par la Tgδ. Pour la résistance électrique, courant et tension évoluent en même temps, soit en phase.

    Les technologies sont donc adaptées à l’utilisation, en fonction des évolutions des matériaux diélectriques et des tensions électriques ainsi que des environnements (température environnante froid-chaud, spatial et vide, processus de production telle la soudure à la vague en température des composants disposés sur les circuits imprimés CI) et des connexions (fil, borne..). Ainsi, les films plastiques ont remplacé le papier, leurs métallisations de surface (moins de 1 micron) ont remplacé les feuilles d’aluminium de 5 microns et plus, les épaisseurs des diélectriques débutent au micron. Les dimensions finales des condensateurs vont de quelques mm3 à des dizaines de litres et plus pour des applications professionnelles, de même la surface S va de quelques mm² à des dizaines de m².

    En plus des empilements compacts des diélectriques et électrodes, le diélectrique doit être traité et absent de vide, d’humidité… pour des tensions électriques supérieures à 1000 V, afin d’éviter les décharges électriques internes entre électrodes qui peuvent détruire le condensateur et mettre le système électronique hors fonction.

    Les développements visent à diminuer le volume du condensateur donc à trouver le compromis entre l’épaisseur (e) du diélectrique et sa valeur (ε), sa tenue en tension dans la plage de température de service du produit final (la plage professionnelle peut être de -45°C à +125°C et plus limitée pour les produits grand public telle de -25 à +45°C), la Tgδ pour limiter les échauffements internes. Pour les condensateurs chimiques, la surface des électrodes est accrue par gravage des films d’aluminium et la création d’une couche d’alumine qui augmente au fur et à mesure avec la tension appliquée. Il faut aussi tenir compte de la présentation finale du condensateur (forme plate ou ronde, enrobée de résine ou de ruban adhésif, dans un boîtier métallique …) et des connexions électriques extérieures qui sont reliées aux électrodes internes afin de les connecter aux autres composants du circuit électronique tel sur le circuit imprimé (CI).

    Les valeurs capacitives 

    La capacité du condensateur électrique est calculée à l’aide de la formule suivante  C=ε.εo.S/e avec S= surface des électrodes en regard de polarités différentes et e=épaisseur du diélectrique ; εo est une constante ; ε dépend du matériau diélectrique entre les électrodes dont la valeur va de 1 pour le vide, à quelques unités pour des matières organiques (plastique, huile, résine), à des milliers pour la céramique. L’unité de mesure est le FARAD (F) décliné en mF, µF, nF, pF ; le marquage est en lettre-chiffre ou par code couleur pour les petites pièces.

    La valeur de la capacité évolue avec la température de manières différentes selon les matières diélectriques utilisées, le plus souvent la capacité diminue avec la croissance de la température car la matière gonfle ; la valeur de la Tgδ évolue aussi en fonction de la température, de la fréquence de service, de la matière du diélectrique et du processus de fabrication. Dans la plage de température de service, des diélectriques peuvent changer de phase et se solidifier telle des huiles en refroidissant. Le polyester (PETG) présente les plus fortes variations de Tgδ tandis que le polypropylène est très stable. Beaucoup de matières ont été utilisées depuis plus d’un siècle pour satisfaire les utilisations. Une tolérance est associée à la valeur nominale de la capacité qui fluctue selon la fabrication : la tolérance courante est de +-10%.

    Les schémas ci-dessous donnent une idée de la constitution d’un condensateur et présentent différents modèles utilisés dans les industries électriques et électroniques.

    La tangente delta (Tgδ) et l’échauffement thermique du condensateur

    Le courant électrique traverse le condensateur en produisant un échauffement et donc de la chaleur qu’il faut évacuer pour ne pas modifier les caractéristiques du condensateur : la Tgδ caractérise cet échauffement. Dans le diélectrique, les molécules soumises aux variations du champ électrique « bougent » et se « frottent » les unes contre les autres produisant des échauffements : certaines molécules à chaîne longue sont mieux adaptées à la tension continue tandis que des molécules cycliques le sont plus pour la tension alternative.

    L’échauffement interne peut provenir des résistances des conducteurs que sont les électrodes, les soudures, les câbles et connexions de faible résistivité, mais aussi du diélectrique lui-même, ce qui est dénommé résistance série Rs. Chaque élément est choisi en conséquence, telle la section des connexions (câbles) qui peut atteindre 30mm² et plus selon les intensités des courants traversant ; la diminution des épaisseurs des électrodes, donc leur section, accroit la valeur de la résistance électrique série Rs.

    La formule de la Tgδ série est Rs.C.ω = Rs.C.2.π.f : f est la fréquence du signal ; C est la valeur de la capacité. Donc lorsque la fréquence augmente, la Tgδ croit et favorise certaines technologies ou diélectriques. La puissance dissipée est P = V.I.Tgδ sachant que la Tgδ s’exprime souvent en quelques 10-4.

    Pour évacuer la chaleur interne, l’épaisseur des condensateurs est souvent limitée pour augmenter la surface extérieure de dissipation. Des systèmes peuvent être installés telle des circuits de liquide refroidisseur circulant à l’intérieur de l’enveloppe du condensateur, à l’extérieur peuvent être disposées des ailettes sur le boîtier ou bien des souffleries pour le refroidir ainsi que les autres composants électroniques (voir les ouïes sur les côtés des locomotives de TGV).

    Composition des empilements diélectrique-électrode.

    Par Alain DERMENJIAN

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