Comment choisir un shunt de mesure : les points techniques essentiels
- sensilec
- 21 févr.
- 3 min de lecture
Dernière mise à jour : 22 févr.
Le shunt de mesure est l’une des solutions les plus simples et les plus précises pour mesurer un courant électrique. Utilisé aussi bien en courant continu (CC) qu’en courant alternatif (CA), il est particulièrement apprécié pour sa fiabilité, son coût maîtrisé et sa grande précision.
Mais derrière cette apparente simplicité se cachent plusieurs critères techniques essentiels. Un mauvais dimensionnement peut entraîner des erreurs de mesure, un échauffement excessif, voire une dégradation du système.
Dans cet article, nous détaillons les points clés à considérer pour bien choisir un shunt de mesure.
Rappel : qu’est-ce qu’un shunt ?
Un shunt est une résistance de très faible valeur, insérée en série dans le circuit dont on souhaite mesurer le courant.
Le principe est simple :lorsqu’un courant traverse le shunt, il génère une chute de tension proportionnelle à l’intensité du courant, selon la loi d’Ohm :
U = R × I
En mesurant cette tension aux bornes du shunt, on peut déterminer précisément la valeur du courant.
Les shunts de précision sont généralement disponibles avec des classes de précision comprises entre 0,1 % et 0,5 %, voire mieux pour certaines applications métrologiques.
Pourquoi choisir un shunt pour mesurer un courant ?
Le shunt reste une solution de référence pour de nombreuses applications industrielles, notamment dans :
les alimentations DC
les systèmes de stockage d’énergie (batteries, BMS)
les variateurs de puissance
les chargeurs industriels
les systèmes embarqués
les laboratoires de test
Sa conception purement résistive lui permet de fonctionner aussi bien en courant continu qu’en courant alternatif (dans certaines limites de fréquence).
Les critères techniques pour choisir un shunt
La valeur de résistance
La valeur du shunt doit être suffisamment faible pour :
limiter la chute de tension dans le circuit
réduire les pertes par effet Joule
Mais elle doit rester suffisamment élevée pour :
générer une tension mesurable
maintenir un bon rapport signal/bruit
Les tensions de sortie typiques sont souvent :
50 mV
60 mV
75 mV
100 mV
Le choix dépendra de l’électronique de mesure associée.
La puissance dissipée et l’échauffement
C’est un point critique.
La puissance dissipée par le shunt est donnée par :
P = R × I²
Cela signifie que les pertes augmentent avec le carré du courant.
Conséquences :
Échauffement du composant
Variation de la résistance avec la température
Dérive de la mesure
Risque de dégradation à long terme
Il est donc essentiel de :
choisir un shunt correctement dimensionné en puissance
prévoir une ventilation ou une dissipation thermique adaptée
tenir compte du coefficient de température (TCR)
Pour les courants élevés, cette contrainte devient déterminante.
La précision et la stabilité thermique
Les shunts de qualité utilisent des alliages spécifiques (manganine, constantan, etc.) présentant :
un faible coefficient de température
une excellente stabilité à long terme
une faible dérive
Pour des applications d’énergie ou de facturation interne, une classe de précision de 0,1 % peut être nécessaire.Pour des applications de contrôle standard, 0,5 % est souvent suffisant.
Absence d’isolation galvanique
Contrairement à un transformateur de courant ou à un capteur à effet Hall,
le shunt ne fournit aucune isolation galvanique.
Le système de mesure est directement référencé au potentiel du circuit mesuré.
Implications :
Risque électrique si le potentiel est élevé
Nécessité éventuelle d’un amplificateur isolé
Conception plus complexe dans les environnements haute tension
Dans les applications à forte tension (bus DC industriels, batteries haute tension), une isolation complémentaire est souvent indispensable.
Bande passante et inductance parasite
En théorie, un shunt est un composant purement résistif.
En pratique, il possède une inductance parasite.
À forte intensité ou en haute fréquence :
un déphasage peut apparaître
le rapport signal/bruit peut diminuer
une erreur systématique peut être introduite
Pour des applications à découpage rapide (alimentations à découpage, PWM), il est essentiel de vérifier :
la bande passante
l’inductance résiduelle
la géométrie du shunt
Les modèles à conception bifilaire ou à faible inductance sont alors recommandés.
Avantages du shunt de mesure
Compatible courant continu et alternatif
Très grande précision possible
Solution économique
Intégration simple
Excellente linéarité
Limitations à ne pas négliger
Pertes par effet Joule
Échauffement important à fort courant
Absence d’isolation galvanique
Sensibilité aux hautes fréquences
Nécessité d’un conditionnement de signal adapté
Quand choisir un shunt ?
Le shunt est particulièrement adapté lorsque :
Les pertes thermiques restent acceptables.
Le courant est principalement continu.
L'isolation n’est pas critique.
La précision est prioritaire.
Le budget est contraint.
Il est souvent préféré dans les systèmes embarqués, les bancs de test, les chargeurs, les alimentations DC et les systèmes batterie.
Le shunt de mesure est une solution à la fois simple, robuste et extrêmement précise. Cependant, son choix ne doit jamais être laissé au hasard.
La puissance dissipée, la stabilité thermique, l’absence d’isolation et la bande passante sont des paramètres essentiels à analyser en amont du projet.
Bien dimensionné, le shunt constitue une solution fiable et économique pour la mesure de courant, aussi bien en environnement industriel qu’en électronique de puissance.
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