Transformateurs monophasés vs triphasés | Un guide de 3 minutes

Un transformateur est un type d’équipement utilisé dans l’industrie électrique. Il sert à modifier le niveau de tension du courant alternatif (CA) en se basant sur le principe de l’induction électromagnétique.

Il est composé de trois parties : l’enroulement primaire, l’enroulement secondaire et un noyau magnétique. Ces trois composants travaillent ensemble pour réaliser la conversion entre l’énergie électrique et l’énergie magnétique. Il permet d’élever et d’abaisser la tension, fournissant ainsi une électricité appropriée à différents appareils.

Dans la vie réelle, il existe différents systèmes électriques et exigences de charge. Cela nécessite que les transformateurs soient également conçus avec différentes phases pour répondre à des besoins différents. Un transformateur avec un seul fil de phase et un fil neutre est appelé transformateur monophasé, tandis qu’un transformateur avec trois fils de phase et éventuellement un fil neutre est appelé transformateur triphasé.

Nous allons maintenant examiner en détail les différences entre les transformateurs monophasés et triphasés.

Pourquoi il est important de comprendre la différence entre monophasé et triphasé

Les transformateurs monophasés sont couramment utilisés dans les scénarios à petite échelle de réduction de tension pour la distribution domestique et civile, tandis que les transformateurs triphasés sont plus adaptés aux applications à grande échelle, telles que les usines industrielles, les pôles de transport, les grands bâtiments, l’énergie solaire, etc.

Comprendre la différence entre l’alimentation monophasée et triphasée peut vous aider à faire un choix judicieux et à éviter des dépenses et des coûts inutiles. Vous pouvez :

✅ Vous assurer que votre système électrique correspond aux exigences de charge.
✅ Éviter les pertes d’énergie inutiles et les coûts d’électricité élevés.
✅ Prendre des décisions éclairées concernant l’installation et l’extension future.
✅ Garantir la compatibilité des équipements et la stabilité du système.

Nous allons maintenant commencer par expliquer le transformateur monophasé.

Aperçu du transformateur monophasé

Qu’est-ce qu’un transformateur monophasé ?

Le transformateur monophasé est composé d’un noyau de fer monophasé et de deux ensembles d’enroulements, le primaire et le secondaire. À l’extérieur, il dispose généralement de deux traversées isolées — une pour la connexion du fil de phase et une pour la connexion du fil neutre. Grâce au principe de l’induction électromagnétique, il convertit l’électricité monophasée haute tension en électricité monophasée basse tension directement utilisable par les résidents.

Après avoir compris la définition du transformateur monophasé, examinons ses caractéristiques principales.

▪️Son entrée et sa sortie sont toutes en courant alternatif monophasé
▪️Il a généralement une capacité nominale plus faible
▪️Il est spécialement conçu pour une faible consommation d’énergie
▪️Conception simple et taille compacte, installation pratique

Principe de fonctionnement du transformateur monophasé

Le transformateur monophasé fonctionne selon la loi de l’induction électromagnétique — le courant alternatif génère un champ magnétique dans les bobines primaires, et ce champ magnétique est transmis aux bobines secondaires via le noyau de fer pour générer une électricité à tension différente.

Schéma de circuit du transformateur monophasé

Le schéma de circuit ci-dessus montre clairement le fonctionnement d’un transformateur monophasé. L₁ et L₂ sont deux bobines clés du schéma ; analysons-le de gauche à droite.

🔘 À gauche se trouve la bobine primaire L₁. Lorsqu’une tension alternative externe est appliquée, le courant i₁ traverse cette bobine, générant une tension induite e₁.

🔘 Au milieu se trouve le noyau de fer. Il joue le rôle de pont pour transmettre le champ magnétique généré par L₁ à la bobine secondaire L₂.

🔘 À droite se trouve la bobine secondaire L₂. Elle reçoit le champ magnétique variable transmis par le noyau de fer et induit ensuite une tension de sortie e₂. Lorsqu’une charge est connectée, le courant de sortie i₂ commence à fournir de l’énergie.

En termes simples, i₁ et e₁ représentent l’interaction entre l’électrique et le magnétique à l’entrée. Et e₂ et i₂ constituent l’énergie électrique directement utilisable en sortie. En ajustant le rapport de spires entre L₁ et L₂, le transformateur peut élever ou abaisser la tension.

Types de transformateurs monophasés

Transformateur d’isolement monophasé : Son côté primaire est connecté au réseau électrique, et son côté secondaire est connecté à l’équipement électrique. Les deux côtés sont complètement isolés, ce qui permet d’isoler et d’atténuer les harmoniques et d’empêcher la propagation des défauts.

Autotransformateur monophasé : Il ne possède qu’un seul ensemble d’enroulements et n’a pas de fonction d’isolation électrique. Les enroulements peuvent être dotés de différents points de connexion pour ajuster légèrement la tension de sortie. Par exemple, ajuster la tension civile de 220V à 200/240V pour s’adapter aux petits appareils.

Transformateur monophasé de type sec : Ses enroulements et son noyau sont enveloppés de résine époxy et dissipent la chaleur par air. Il n’y a pas de liquide dans un transformateur de type sec. Il est sûr, résistant à l’humidité et sans entretien.

Transformateur monophasé immergé dans l’huile : Ses enroulements et son noyau sont immergés dans de l’huile isolante, et la chaleur générée est dissipée par l’huile isolante. Le type immergé dans l’huile est très adapté aux poteaux extérieurs dans les zones rurales et suburbaines. Il est également appelé transformateur sur poteau monophasé.

Transformateur monophasé de type noyau : Le noyau constitue la structure principale, et les enroulements sont bobinés autour de la colonne du noyau. Il existe des types à noyau EI, C, R et à noyau enroulé.

Applications des transformateurs monophasés

Les transformateurs monophasés sont couramment utilisés dans les appareils ménagers et les équipements industriels du système électrique.

Alimentation électrique résidentielle : L’application quotidienne la plus courante. Les transformateurs sur poteau ou les petits postes de transformation de quartier réduisent la tension plus élevée à la tension domestique standard.

Éclairage local et petite alimentation commerciale : Fournit une alimentation basse tension monophasée pour les boutiques, les petits bureaux, l’éclairage public, etc.

Adaptateurs pour appareils électroniques : De minuscules transformateurs monophasés peuvent être installés dans les chargeurs de téléphone, les alimentations d’ordinateurs portables et les contrôleurs d’appareils pour convertir la tension aux basses tensions requises par l’appareil (5V ou 12V).

Isolation de sécurité : Le transformateur d’isolement monophasé est utilisé dans les ateliers, les laboratoires ou les environnements humides. Il réduit le risque de choc électrique et garantit la sécurité des personnes.

Contrôle et déclenchement d’équipements : Fournit des tensions spécifiques pour certains équipements industriels, tels que le transformateur de soudage monophasé.

Adaptation d’impédance : Dans les anciens appareils audio ou certains circuits de communication, utilisé pour adapter l’impédance entre les circuits afin de maximiser le transfert de puissance du signal.

Aperçu du transformateur triphasé

Qu’est-ce qu’un transformateur triphasé ?

Un transformateur triphasé est utilisé pour modifier le niveau de tension (élever ou abaisser) d’un courant alternatif triphasé (CA). Il fonctionne selon le même principe que le transformateur monophasé — générer de l’électricité par le magnétisme.

Un transformateur triphasé possède un seul noyau de fer et trois ensembles d’enroulements (correspondant à la phase A, la phase B et la phase C). Ses côtés primaire (entrée) et secondaire (sortie) comprennent tous trois ensembles de bobines. Les enroulements peuvent être connectés en étoile (Y) ou en triangle (Δ) selon les exigences de transformation de tension.

Il constitue la pierre angulaire des systèmes électriques industriels et à haute puissance, et contribue grandement à la transmission et à la distribution de grandes quantités d’énergie électrique. Ses principales caractéristiques :

✅ Économie d’espace : Par rapport à l’utilisation de trois transformateurs monophasés ensemble, un transformateur triphasé est plus petit et sa structure est plus compacte.

✅ Plus stable et plus puissant : Il aide à maintenir une sortie stable et équilibrée de l’électricité triphasée. Il est particulièrement adapté à l’entraînement de gros équipements industriels, tels que les machines-outils et les gros moteurs.

✅ Plus économique : Il est capable de gérer des charges de puissance bien plus élevées que les transformateurs monophasés. Il est donc plus économique pour les applications lourdes et à grande échelle.

Principe de fonctionnement du transformateur triphasé

Vous pouvez imaginer un transformateur triphasé comme trois transformateurs monophasés partageant un seul noyau de fer. Dans notre électricité monophasée quotidienne, l’énergie électrique est délivrée par impulsions successives. Tandis qu’en électricité triphasée, il y a trois courants alternatifs (phase A, phase B, phase C). Ils ne sont pas délivrés l’un après l’autre, mais en décalage — après qu’un atteint son pic, le suivant prend le relais. Les trois phases se relayent, formant ainsi une énergie électrique stable et puissante.

Un transformateur triphasé peut également être connecté uniquement aux enroulements haute et basse tension d’une seule phase. Dans ce cas, il peut être utilisé comme un transformateur monophasé. Cependant, nous ne recommandons pas de procéder ainsi, car dans cette condition, les noyaux des deux autres phases sont à vide. Par rapport à l’état de pleine charge du triphasé, cette pratique (triphasé vers monophasé) est moins efficace.

Schéma du transformateur triphasé

Cette image montre clairement la structure interne d’un transformateur triphasé utilisé dans un système de distribution de 10 kV. Les composants clés sont l’enroulement primaire du côté haute tension et l’enroulement secondaire du côté basse tension.

La tension nominale du côté haute tension est de 10 kV. Il est généralement connecté au réseau électrique. Le côté basse tension fournit une tension plus faible (par exemple, 400V/230V) pour l’utilisation des utilisateurs finaux.

Veuillez noter la mention « Pas de ligne neutre » indiquée sur la figure. Cela signifie que le côté haute tension adopte un système triphasé trois fils (généralement avec une connexion triangle/Δ) et qu’il n’existe pas de fil neutre. En revanche, le côté basse tension est généralement connecté en étoile (Y), où un fil neutre peut être tiré. Cela crée une sortie triphasée quatre fils. Cette conception peut fournir simultanément une tension de phase (par exemple, 230V) et une tension de ligne (par exemple, 400V) pour répondre aux différentes demandes d’alimentation des charges monophasées et triphasées.

Processus de fonctionnement du transformateur triphasé et isolation électrique

Voici comment le transformateur fonctionne et réalise l’isolation électrique.

La structure : un noyau, trois paires de bobines

Il y a un seul noyau de fer avec trois colonnes à l’intérieur de l’enveloppe.

Autour de chaque colonne, deux bobines sont enroulées : l’une est la bobine primaire (côté entrée), et l’autre groupe est la bobine secondaire (côté sortie). Ainsi, il y a trois bobines primaires (A, B, C) et trois bobines secondaires (a, b, c).

Le processus de fonctionnement (étape par étape)

Étape 1️⃣ : Trois tensions alternatives distinctes (déphasées de 120 degrés) entrent respectivement dans les trois groupes de bobines primaires (A, B, C).

Étape 2️⃣ : Les trois courants alternatifs dans la bobine primaire forment conjointement un puissant champ magnétique tournant à l’intérieur du noyau de fer. Ce champ magnétique est très puissant et constant.

Étape 3️⃣ : Ce champ magnétique tournant traverse simultanément les trois bobines secondaires (a, b, c).

Étape 4️⃣ : Selon la loi de Faraday, une tension est induite dans chaque bobine secondaire. Grâce à la rotation fluide du champ magnétique, nous pouvons obtenir trois tensions de sortie alternatives parfaitement synchronisées du côté secondaire.

La magie des connexions (étoile et triangle)

C’est la partie astucieuse ! Nous pouvons utiliser deux méthodes principales pour connecter les extrémités des bobines afin d’obtenir différentes tensions.

🔘 Connexion triangle (Δ) : Connecte les bobines en triangle. Elle est robuste, fournit un courant plus élevé et est parfaite pour les moteurs et machines industriels lourds.

🔘 Connexion étoile (Y) : Connecte une extrémité des trois bobines ensemble. Elle fournit un fil neutre et est adaptée aux courants plus faibles ainsi qu’à la fourniture simultanée d’une haute tension (pour l’industrie) et d’une tension plus basse (pour l’éclairage/bureaux).

Types de transformateurs triphasés

Les transformateurs triphasés sont des équipements essentiels dans les systèmes électriques. Selon différents critères de classification, les principaux types sont les suivants :

Transformateurs de puissance : Utilisés pour élever ou abaisser la tension dans les systèmes de transmission et de distribution, avec une large gamme de capacités (par exemple, transformateurs de distribution 11kV/400V).

Transformateurs de distribution : Alimentent directement les utilisateurs finaux, couramment présents dans les zones industrielles, les bâtiments commerciaux et les zones résidentielles.

Transformateurs spéciaux :

Transformateurs redresseurs : Fournissent de l’énergie aux équipements à courant continu tels que l’électrolyse et l’électroplating.
Transformateurs de four : Fournissent une alimentation à courant élevé et basse tension pour les fours à arc et les fours à induction.
Transformateurs de traction : Utilisés pour l’alimentation ferroviaire électrifiée.
Transformateur triphasé à trois enroulements : Le noyau de chaque phase est enroulé avec trois ensembles de bobines, une pour la tension d’entrée et deux pour la tension de sortie. Ce transformateur peut alimenter simultanément deux appareils à tensions différentes.

Transformateurs triphasés en banc : Composés de trois transformateurs monophasés indépendants, offrant une flexibilité de transport mais à un coût plus élevé.

Transformateurs triphasés de type noyau : Dotés d’un noyau à trois colonnes avec un circuit magnétique partagé, offrant une structure compacte, un faible coût et l’application la plus large.

Transformateurs à réglage hors tension : Réglage manuel des prises après mise hors tension, utilisés dans les scénarios à variation de tension minimale.

Transformateurs à réglage en charge : Réglage automatique des prises sous tension, maintenant une tension de sortie stable pour les charges critiques.

Applications des transformateurs triphasés

Les transformateurs triphasés sont des équipements essentiels pour élever, abaisser et isoler l’alimentation alternative triphasée. Ils sont largement utilisés dans divers scénarios à haute puissance en raison de leur stabilité, de leur efficacité et de leur forte capacité de transmission. Leurs principaux domaines d’application comprennent :

Distribution d’énergie industrielle
Utilisés dans les usines, les ateliers et les lignes de production pour alimenter les gros moteurs, les compresseurs, les machines à souder et autres équipements industriels.

Alimentation commerciale et des bâtiments
Fournissent une alimentation triphasée stable pour les grands bâtiments tels que les centres commerciaux, les centres de données et les hôpitaux, en supportant les climatiseurs, les ascenseurs et les systèmes d’alimentation de secours.

Transmission et distribution du réseau électrique
Équipements clés dans les postes de transformation pour élever la tension dans les centrales électriques ou abaisser la tension pour les réseaux de distribution urbains.

Systèmes d’énergie renouvelable
Utilisés dans les fermes solaires et éoliennes pour élever la tension en vue du raccordement au réseau, améliorant l’efficacité de la transmission d’énergie.

Bornes de recharge pour véhicules électriques
Supportent les bornes de recharge rapide à haute puissance, particulièrement adaptées aux aires de service autoroutières et aux centres de recharge de véhicules commerciaux.

Systèmes de CVC et de refroidissement
Garantissent le fonctionnement stable des unités de climatisation centrales, des refroidisseurs et des tours de refroidissement dans les grands bâtiments.

Exploitation minière et industries lourdes
Répondent aux exigences élevées des machines minières, des équipements de forage et d’autres applications à charge lourde en matière d’alimentation robuste et fiable.

Comment choisir entre un transformateur monophasé et triphasé

Tenez compte des quatre facteurs suivants pour choisir entre un transformateur monophasé et un transformateur triphasé afin de satisfaire vos propres besoins.

Taille de la charge

Si votre utilisation concerne des charges légères, telles que des appareils ménagers ou des dispositifs à faible puissance, utilisez un transformateur monophasé. Car le transformateur monophasé est spécialement conçu pour les petites charges et une alimentation monophasée 220V/230V/240V.

Cependant, pour les gros moteurs, les équipements industriels ou même les grands bâtiments commerciaux, choisissez un transformateur triphasé. Car ces applications nécessitent une capacité de puissance plus élevée et un fonctionnement plus stable, que seul un transformateur triphasé peut fournir.

Dans un cas particulier, si les charges continues dépassent 10 kW, les experts d’OMEK recommandent d’utiliser un système triphasé.

Votre environnement d’installation

Les transformateurs monophasés desservent généralement les maisons, les zones rurales et les petites boutiques. Tandis que le transformateur triphasé dessert généralement les usines, les centres de données, les grands complexes commerciaux. Le transformateur triphasé peut répondre aux exigences des équipements à fort impact et à courant élevé.

🔹Rappel aimable d’OMEK : Si votre espace est limité, envisagez des transformateurs triphasés compacts (tels qu’un transformateur de type sec à résine époxy coulée).

Plans d’extension future de la puissance

Si vous disposez de petits locaux et que votre demande d’électricité est fixe et que vous n’avez pas l’intention d’augmenter les équipements électriques ou d’étendre la capacité, un monophasé suffit. Vous bénéficierez du coût le plus bas et de la maintenance la plus simple.

Si votre projet prévoit une marge de croissance future, nous recommandons de choisir directement un transformateur triphasé. Car les systèmes triphasés sont plus faciles à étendre que les systèmes monophasés et ne nécessitent pas de recâblage ultérieur.

Fabricant de transformateurs monophasés et triphasés

OMEK Power est une entreprise spécialisée dans la fabrication de transformateurs de puissance et de transformateurs de distribution. Elle intègre la R&D, la production, la vente et les services techniques. Nos principaux produits comprennent des transformateurs de distribution monophasés et triphasés, des appareillages de commutation haute et basse tension, des postes de transformation compacts extérieurs et des régulateurs de tension par paliers. En outre, nous fournissons également des solutions efficaces à nos clients dans le monde entier.

De l’approvisionnement en matières premières à l’inspection finale des produits, chaque processus répond aux normes internationales et aux exigences des clients. En 2025, OMEK exporte plus de 15 000 transformateurs monophasés à huile, 40 000 transformateurs triphasés immergés dans l’huile et plus de 1 200 transformateurs triphasés de type sec. Nos produits ont gagné la confiance à long terme de clients étrangers.

Si vous avez des questions concernant le choix des transformateurs monophasés ou triphasés, l’équipe technique professionnelle d’OMEK Power peut vous fournir des solutions personnalisées. Cliquez ici pour nous envoyer des e-mails, et nous vous répondrons dans les 24 heures en raison du décalage horaire.