Le taux de distorsion harmonique acceptable dépend du signal observé, du point de mesure et des normes électriques applicables. Une valeur élevée en courant peut être habituelle pour une charge électronique, tandis qu’une tension déformée menace davantage la qualité de l’alimentation.
Pour juger correctement la situation, il faut distinguer THD en tension et THD en courant, puis examiner les limites correspondant au réseau. Les seuils et les méthodes de mesure permettent de déterminer si une intervention est nécessaire.
A retenir : quel seuil de distorsion harmonique viser
- Tension publique basse tension : THD généralement limité à 8 %
- Valeurs de courant : interprétation selon charge et raccordement
- Mesure fiable : distinction entre THD, TDD et valeur efficace
- Installation perturbée : contrôle du neutre, des câbles et condensateurs
Quel taux THD est acceptable en tension et en courant
Ces repères prennent leur sens lorsqu’on sépare la tension fournie par le réseau du courant absorbé par les équipements. Le taux THD exprime la déformation du signal en comparant les composantes harmoniques au fondamental.
THD de tension : les seuils des réseaux électriques
Pour la tension, la distorsion harmonique traduit la déformation de l’alimentation au point où elle est mesurée. Selon EN 50160, le THD de tension du réseau public basse tension ne doit généralement pas dépasser 8 %.
Selon IEEE 519, une limite de 5 % s’applique notamment à la distorsion harmonique totale de tension entre 1 et 69 kV. Ces seuils ne sont pas interchangeables : le niveau de tension et le cadre contractuel déterminent la référence pertinente.
Repères de THD de tension :
Contexte
Repère de THD
Interprétation
Réseau public basse tension
Jusqu’à 8 %
Repère EN 50160
Réseau de 1 à 69 kV
Jusqu’à 5 %
Repère IEEE 519
Charge sensible alimentée
À évaluer selon l’équipement
Une limite plus basse peut être nécessaire
Groupe électrogène ou source faible
À mesurer en fonctionnement
Une impédance élevée peut accentuer la distorsion
THD de courant : pourquoi aucun seuil unique ne suffit
À la différence de la tension, le courant harmonique dépend fortement des appareils raccordés et de la puissance du réseau. Selon IEEE 519, l’évaluation du courant au point de raccordement s’appuie notamment sur le TDD et le rapport entre courant de court-circuit et courant maximal de demande.
Un variateur peut ainsi afficher un THD de courant élevé sans provoquer, à lui seul, une tension hors limites. La première section d’un atelier fictif équipée de variateurs mérite donc une mesure au tableau, plutôt qu’un verdict fondé sur une valeur isolée.
Repères de lecture du courant :
- Variateurs et redresseurs : courants harmoniques parfois importants
- Point de raccordement : comparaison au TDD exigé
- Transformateur de faible puissance : vigilance accrue sur la tension
- Charges monophasées : surveillance particulière du courant de neutre
Mesure THD : calcul, seuil acceptable et diagnostic
Une fois le type de distorsion identifié, la mesure THD permet de relier un chiffre à ses causes concrètes. Le résultat dépend aussi de la méthode de calcul et du rang harmonique pris en compte.
Calculer le THD et distinguer le TDD
Le THD correspond à la racine carrée de la somme des carrés des harmoniques, divisée par la valeur efficace du fondamental. Pour un courant fondamental de 100 A et des harmoniques de 30, 15, 8 et 5 A, le THD atteint environ 34,8 %.
Le courant efficace total atteint alors environ 105,9 A, ce qui compte pour l’échauffement des conducteurs. Si le courant maximal appelé est de 160 A, le TDD correspondant est d’environ 21,8 %, car son dénominateur est différent.
THD et TDD en pratique :
Indicateur
Référence de calcul
Usage principal
THD en tension
Harmoniques rapportées au fondamental de tension
Évaluer la qualité de l’alimentation
THD en courant
Harmoniques rapportées au fondamental de courant
Caractériser une charge ou un départ
TDD
Harmoniques rapportées au courant maximal de demande
Comparer les émissions au raccordement
Valeur efficace vraie
Fondamental et composantes harmoniques
Évaluer le courant réellement transporté
Choisir l’instrument et réduire les harmoniques électriques
Pour une tendance quotidienne, un compteur intégré peut suffire, mais sa méthode et les rangs mesurés doivent être vérifiés. Selon IEC 61000-4-7, l’analyse harmonique s’effectue par fenêtres de mesure définies ; IEC 61000-4-30 encadre ensuite l’agrégation des résultats.
Un analyseur de qualité de l’énergie adapté s’impose lorsqu’il faut vérifier une conformité ou expliquer une perturbation récurrente. Une mesure réalisée côté réseau aide aussi à éviter les erreurs possibles sur la sortie à fréquence variable d’un variateur.
Actions à envisager après diagnostic :
- Repérage des charges non linéaires responsables des émissions
- Contrôle du neutre et des échauffements anormaux
- Vérification des condensateurs et des risques de résonance
- Étude de filtres après mesure du réseau et des charges
Les harmoniques multiples de trois peuvent s’additionner dans le neutre, tandis que les condensateurs risquent une surcharge ou une résonance. Le bon seuil acceptable est donc celui qui respecte la norme applicable sans masquer les effets observés sur l’installation.
Pour comparer des relevés, vérifiez toujours le point de mesure, le type d’indicateur et la méthode instrumentale. Ces précautions rendent la tolérance harmonique compréhensible et orientent le choix d’un correctif adapté.
Source : IEC 61000-4-7 ; IEC 61000-4-30 ; EN 50160 ; IEEE 519.
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