bus électrique

Un bus électrique est un conducteur, généralement une barre ou un câble métallique, qui sert de point de jonction où plusieurs circuits ou composants se connectent en parallèle. Dans un système électrique, le bus recueille le courant d'une ou plusieurs sources (générateurs, transformateurs ou départs entrants) et le distribue simultanément à plusieurs charges ou circuits sortants. Chaque appareil connecté voit la même tension aux bornes du bus.

Les bus apparaissent dans les sous-stations sous forme de barres rigides en cuivre ou en aluminium, souvent disposées dans un poste de commutation où elles peuvent mesurer plusieurs mètres de long et transporter des courants de l'ordre de centaines à des milliers d'ampères. Dans les installations industrielles ou les tableaux plus petits, les bus peuvent être constitués de câbles isolés ou de barres omnibus conçues pour un courant continu. Le choix du matériau et de la section transversale dépend de l'intensité du courant et de la température ambiante ; les systèmes plus grands utilisent des tubes creux en aluminium pour réduire le poids tout en maintenant la conductivité et en améliorant le refroidissement en augmentant la surface.

Configuration et protection

Les systèmes électriques utilisent généralement plusieurs bus indépendants pour améliorer la fiabilité. Un système à bus unique risque une défaillance totale si le bus est endommagé ; une configuration à bus double ou à bus en anneau permet au système de fonctionner même lorsqu'un bus est mis hors service pour maintenance. Les sections de bus sont isolées par des disjoncteurs, permettant aux opérateurs de partitionner le système et d'empêcher la propagation des défauts. Une chute de tension ou un effondrement de tension se produit lorsqu'un défaut majeur sur un bus entraîne une baisse de tension sur tous les équipements connectés, ce qui rend la conception du bus essentielle à la stabilité.

La tension du bus doit être maintenue dans une tolérance étroite, généralement plus ou moins cinq pour cent de la valeur nominale, pour éviter le calage des moteurs, le scintillement de l'éclairage et les dommages aux équipements. Des régulateurs de tension, des batteries de condensateurs et des transformateurs à prises sont déployés pour gérer les fluctuations de tension à mesure que la demande varie tout au long de la journée. Dans les systèmes à courant continu (CC), tels que les systèmes électriques d'aéronefs ou les installations de stockage par batterie, les bus sont conçus de manière similaire mais sont confrontés à des défis différents : une faible chute de tension devient plus critique car les tensions sont plus faibles (28 V CC dans l'aviation, 48 V dans les centres de données), de sorte que même de petites pertes résistives entraînent des chutes de pourcentage significatives.

Le terme « bus » est emprunté à l'anatomie : il agit comme une colonne vertébrale ou une artère principale distribuant l'alimentation aux circuits de dérivation. Les défauts sur un bus, tels qu'une défaillance d'isolation ou une contamination entraînant un contournement, sont catastrophiques et nécessitent une isolation immédiate. Les sous-stations modernes utilisent des bus isolés au gaz (GIB), où les barres sont enfermées dans du gaz hexafluorure de soufre (SF6), pour réduire les exigences d'espace et améliorer la fiabilité dans les environnements humides ou pollués, bien que le SF6 ait un potentiel de réchauffement climatique élevé et soit maintenant restreint dans certaines juridictions.