Monophasé ou triphasé : combien de kW et d'ampères faut-il vraiment

Jusqu'à environ 2,2 kW de moteur, le 230 V monophasé suffit. Au-delà, il faut du triphasé 400 V ou un variateur de fréquence.Un compteur domestique de 3 kW disjoncte au-dessus de 3,3 kW soutirés, et au démarrage un moteur absorbe de 5 à 8 fois son courant nominal. C'est la raison pour laquelle une machine de 2,2 kW peut faire sauter une installation qui, sur le papier, la supporterait. Distributeur officiel depuis 2007, nous vendons des machines de 0,15 à 11 kW : voici le guide que nous utilisons pour répondre à la question qui nous arrive le plus souvent.

La question arrive presque toujours sous la même forme. J'ai le 220 dans le garage, est-ce que je peux alimenter cette machine ?

La règle pratique que nous appliquons au moment du devis est la suivante. Jusqu'à 2,2 kW de puissance moteur, le monophasé 230 V fonctionne. Entre 2,2 et 4 kW, on est dans une zone frontière où le type d'usinage compte plus que le chiffre de la plaque. Au-dessus de 4 kW, il faut le triphasé 400 V, sans alternative praticable.

La limite n'est pas arbitraire. Une charge de 6 kW en monophasé sous 230 V absorbe environ 26 A : aucune prise domestique ni aucun compteur civil ne le supporte. La même charge en triphasé sous 400 V se répartit sur trois phases et descend à environ 8,7 A par phase.

Il y a aussi une contrainte du gestionnaire de réseau. Au-dessus de 6 kW de puissance souscrite, la fourniture monophasée n'est plus accordée : on passe au triphasé pour des raisons techniques de réseau.

Les formules sont au nombre de deux et changent selon l'alimentation.

En monophasé : ampères = watts divisés par (volts × cos φ). Avec 230 V et un cos φ de 0,8, un moteur de 1,5 kW absorbe environ 8,2 A.

En triphasé : ampères = watts divisés par (1,732 × volts × cos φ). Le même moteur de 1,5 kW sous 400 V absorbe environ 2,7 A par phase.

Le facteur 1,732 est la racine de 3 et vient de la géométrie des trois phases. C'est la raison pour laquelle le triphasé, à puissance égale, demande beaucoup moins de courant par conducteur.

Pour un calcul rapide de tête : en monophasé sous 230 V, les kW correspondent à peu près aux ampères divisés par 5 ; en triphasé sous 400 V, aux ampères divisés par 2. Ce sont des approximations d'atelier, pas des valeurs de projet.

L'autorité de régulation italienne ARERA l'écrit explicitement : avec une puissance souscrite de 3 kW, celle de la majorité des logements italiens, le compteur disjoncte dès que l'on soutire instantanément plus de 3,3 kW. La tolérance est de 10 pour cent de la puissance contractuelle.

Au-dessus de ce seuil, les compteurs électroniques tolèrent une surcharge limitée dans le temps avant de déclencher, mais cette tolérance est pensée pour les régimes transitoires, pas pour le fonctionnement continu d'une machine.

Traduit en pratique : avec 3 kW de contrat, une dégauchisseuse-raboteuse de 2,2 kW démarre et travaille. Une de 3 kW non, parce qu'entre absorption et courant de démarrage elle dépasse durablement la tolérance.

C'est le point qui met en défaut la plupart des calculs faits sur le papier.

Au démarrage, un moteur asynchrone absorbe de 5 à 8 fois son courant nominal, avec des pics initiaux qui peuvent atteindre 10 ou 12 fois. Sur les moteurs monophasés le rapport est encore plus élevé, parce que le couple de démarrage est faible et que le moteur reste plus longtemps dans la phase critique.

Un moteur de 2,2 kW qui absorbe environ 12 A en régime monophasé en demande entre 60 et 96 au démarrage, pendant quelques secondes. Le compteur voit ce pic.

Le cas le plus fréquent est le compresseur. Celui qui le démarre avec la cuve en pression fait partir le moteur en charge, et c'est là que le courant de démarrage est maximal. C'est la raison pour laquelle un compresseur de 2 CV fait sauter une installation qui supporte sans problème une raboteuse de même puissance.

Trois systèmes réduisent le courant de démarrage. Le démarrage étoile-triangle abaisse courant et couple à environ un tiers, mais il faut un moteur triphasé et cela a du sens sur des machines moyennes à grandes. Le démarreur progressif accompagne la montée par une rampe. Le variateur de fréquence est la solution la plus efficace sur une machine d'atelier, parce qu'il réunit démarrage progressif et réglage de la vitesse.

C'est la solution la plus discutée dans les ateliers italiens, et elle fonctionne. Le variateur monophasé-triphasé redresse le 230 V du réseau et reconstruit un système triphasé à 230 V entre phases, dont il règle la fréquence.

La première vérification se fait sur la plaque du moteur. Elle doit indiquer 230/400 V avec les symboles triangle et étoile : cela signifie 230 V en triangle, et c'est la configuration nécessaire. Si la plaque indique 400/690 V, le moteur ne peut pas être alimenté en 230 V et le variateur monophasé n'est pas utilisable.

La deuxième règle est le dimensionnement. Le variateur se choisit plus grand que le moteur, parce qu'avec une entrée monophasée le courant sur le bus interne est plus élevé. Pour un moteur de 2,2 kW, on choisit un variateur de 3 kW.

Troisième point, souvent négligé. Les moteurs autoventilés refroidissent moins bien à bas régime, parce que le ventilateur est calé sur l'arbre. Si la machine travaille longtemps à vitesse réduite en charge, il faut une motoventilation indépendante.

Sur le plan de la sécurité : en aval d'un variateur, un différentiel de type AC peut ne pas détecter un défaut à composante continue. Sur une installation monophasée il faut un différentiel de type F, sur une triphasée de type B. L'intervention doit être réalisée ou validée par un électricien habilité, et la ligne dédiée exige en Italie la déclaration de conformité prévue par le DM 37/2008 italien.

Le convertisseur de phase rotatif génère la troisième phase avec un moteur fou et quelques condensateurs. Il est robuste, dure des décennies et peut alimenter plusieurs machines s'il est dimensionné avec de la marge. Il occupe de la place et il est bruyant.

Le condensateur permanent fait tourner un moteur triphasé en monophasé, mais il ampute le couple disponible et augmente l'absorption. Sur les machines-outils, où le couple sert précisément au moment de la coupe, les électromécaniciens le déconseillent.

Le remplacement par un moteur monophasé reste le choix le plus direct quand il n'y a pas besoin de régler la vitesse et que la puissance reste sous 2,2 kW. Il coûte moins qu'un variateur, mais un monophasé rend moins qu'un triphasé de même plaque et chauffe davantage en service continu.

Les constructeurs déclarent les kW, presque jamais les ampères. Nous avons calculé le courant absorbé à partir des puissances de plaque des modèles que nous distribuons, avec un cos φ de 0,8. Ce sont des estimations de référence, pas des données de plaque : le courant réel se lit sur la plaque signalétique de la machine.

La lecture utile est celle du seuil. Sous 1,8 kW tout le catalogue est monophasé ; au-dessus de 2,1 kW il est presque entièrement triphasé. Entre les deux se situe la plage où le choix existe vraiment.

Sur la même machine, la différence est mesurable. La dégauchisseuse-raboteuse Bernardo PT 260 coûte 1 122,40 € en version 230 V et 1 415,20 € en version 400 V : 292,80 € d'écart pour la même largeur de travail.

Sur la scie à ruban Bernardo HBS 400 N l'écart entre les deux versions descend à 30,40 €, tandis que sur la HBS 400 de base le prix est identique. Cela dépend du modèle, il n'y a pas de règle.

Vient ensuite le coût du raccordement. Pour un atelier avec numéro de TVA, qui relève de l'usage non domestique, la contribution de l'autorité de régulation italienne ARERA pour l'augmentation de puissance est de 77,49 € par kW supplémentaire, plus 23 € de contribution fixe, hors TVA. Sur la facture, chaque kW de puissance souscrite pèse environ 26 € par an.

Faire passer un atelier de 6 à 15 kW coûte donc quelques centaines d'euros d'activation et environ 230 € par an de part puissance. À consommation égale, le prix du kWh ne change pas entre monophasé et triphasé.

D'après notre expérience, trois informations évitent quatre-vingt-dix pour cent des problèmes.

La puissance contractuelle réelle, pas celle supposée : elle se lit sur le compteur ou sur la facture. Si la machine est triphasée, la disponibilité effective des trois phases dans le local où elle sera installée, qui ne coïncide pas toujours avec celle du compteur. Et le type d'usinage, parce qu'une machine qui démarre et s'arrête sans arrêt sollicite l'installation bien plus qu'une machine qui tourne huit heures d'affilée.

Le conseil que je donne le plus souvent : si vous avez le triphasé à l'atelier, utilisez-le aussi pour des machines qui existeraient en monophasé. Un moteur triphasé de même plaque rend davantage, chauffe moins et dure plus longtemps. Et le jour où vous revendez la machine, le marché de l'occasion professionnelle cherche du triphasé.

Sandra Gaspar, fondatrice de Krollit

Pour choisir la machine avec la bonne alimentation, vous pouvez partir des tours à métaux, des dégauchisseuses-raboteuses ou des systèmes d'aspiration. Pour les compresseurs, où le courant de démarrage est le facteur critique, la catégorie est air comprimé.