Capteurs flexibles de Rogowski,
principe de mesure, caractéristiques et applications

Notions de base relatives aux capteurs de Rogowski

Un capteur de Rogowski est une bobine torique sans noyau magnétique, utilisée pour mesurer le courant alternatif.
Il fonctionne selon la loi de Faraday : la variation du courant dans un conducteur génère un flux magnétique, induisant une tension dans la bobine enroulée autour du conducteur.

Le capteur ne mesure pas directement le courant, mais la dérivée de ce courant. Une électronique d’intégration est donc nécessaire pour obtenir la valeur réelle du courant.

Les capteurs de Rogowski existent sous différentes formes, mais la version flexible est particulièrement appréciée dans les environnements où les câbles ou jeux de barres sont difficiles d’accès.

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Origines et fonctionnement d’un capteur flexible

Le principe repose sur trois éléments clés :

• Bobine flexible : un enroulement uniforme enroulé autour du conducteur. Comme il est souple, il peut entourer des câbles de gros diamètre ou des barres multiples.

• Absence de noyau magnétique : contrairement aux transformateurs de courant classiques (TC), il n’y a pas de saturation, ce qui permet de mesurer une large gamme de courants.

• Électronique d’intégration : elle transforme la tension induite (proportionnelle à la dérivée du courant) en une mesure exploitable et fidèle du courant.

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Avantages des capteurs flexibles de Rogowski

Les capteurs de type Rogowski présentent de nombreux bénéfices :

• Flexibilité mécanique : installation simple même dans des environnements exigus ou encombrés.

• Large plage de mesure : adaptés aussi bien aux faibles courants qu’aux courants très élevés (plusieurs dizaines de kA).

• Précision sur signaux non sinusoïdaux : excellents pour la mesure de courants harmoniques ou transitoires.

• Sécurité : capteurs ouverts, sans circuit magnétique saturable, avec une isolation élevée.

• Légèreté et portabilité : faciles à transporter et à installer pour les mesures temporaires ou la maintenance.

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Mesure d’un courant avec un capteur flexible de Rogowski

L’utilisation d’un capteur de Rogowski est relativement simple :

1. Positionnement : placer la bobine flexible autour du conducteur (phase ou barre). Le système reste ouvert, aucun démontage n’est nécessaire.

2. Connexion : relier le capteur à son module d’intégration ou à l’analyseur de puissance compatible.

3. Acquisition : le signal intégré fournit une mesure directe du courant instantané, efficace ou RMS, selon l’équipement.

4. Analyse : les données obtenues permettent de suivre la charge, les harmoniques, les pointes de courant ou encore les transitoires.

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Applications typiques

Les capteurs flexibles de Rogowski sont utilisés dans de nombreux domaines :

• Maintenance et diagnostic : mesure de courants de fuite, de déséquilibre ou d’harmoniques dans les installations.

• Surveillance industrielle : suivi des charges de moteurs, transformateurs et variateurs.

• Énergie et réseaux : contrôle des courants dans les postes électriques, études de qualité de l’énergie.

• Installations provisoires : chantiers, événements ou tests en laboratoire nécessitant des mesures temporaires.

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Comment optimiser les mesures faites par un capteur flexible.

Le capteur de Rogowski est généralement calibré avec le conducteur centré dans la fenêtre du bobinage de courant. En pratique, cependant, le capteur de courant repose fréquemment sur le conducteur primaire, ce qui peut introduire des erreurs de mesure. Il est à noter que l'erreur est maximale lorsque le point de fermeture de la bobine du capteur de courant repose sur le conducteur.

Il est important de noter que, bien qu'une bobine de Rogowski soit idéale pour les fortes intensités, sa précision peut être réduite pour les faibles intensités (< 20 A)

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Pourquoi choisir un capteur de courant à bobine de Rogowski

1. Sa conception ouverte et flexible permet de l'enrouler autour d'un conducteur sous tension sans le perturber.

2. Les bobines Rogowski sont dotées d'un noyau d'air plutôt que d'un noyau de fer, ce qui se traduit par une faible inductance et un temps de réponse plus rapide aux variations de courant.

3. Très linéaire, même lorsqu'il est soumis à des courants importants tels que ceux utilisés dans le transport d'énergie électrique, le soudage ou les applications de puissance pulsée.

4. Largement insensible aux interférences électromagnétiques.

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Résumé

Les capteurs flexibles de Rogowski représentent une solution moderne et pratique pour la mesure de courants alternatifs, en particulier dans des environnements contraints.
Leur flexibilité, leur sécurité et leur large plage de mesure en font des instruments de choix pour les électriciens, techniciens de maintenance et ingénieurs en énergie.