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Auteur(s)
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Gérard DEVELEY : Ingénieur IEG. Docteur ès sciences - Ancien professeur à l’Université de Nantes
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le chauffage par induction est une technique électrothermique permettant de chauffer des matériaux conducteurs d’électricité, sans contact matériel avec une source électrique. Les bases théoriques en ont été exposées dans l’article précédent. On aborde, dans le présent article, les problèmes rencontrés lors de la mise en œuvre d’une installation, leurs solutions ainsi que les principales applications industrielles de ce type de chauffage.
Du fait du caractère particulier des matériaux traités, il n’est pas étonnant que ces applications concernent plus particulièrement la métallurgie des métaux, que ce soit pour l’élaboration des métaux et des alliages par fusion, pour leur réchauffage avant transformation ou assemblage ou encore pour leur traitement thermique superficiel. C’est ainsi que la place de l’induction dans les appli-cations de l’électricité est passée en 10 ans de 2 à 5 %, ce qui représente environ 150 GWh.
La conquête de nouveaux marchés a lancé l’induction dans des secteurs nouveaux et, en particulier, vers la chimie et vers le grand public. Grâce à l’évolution des technologies de l’électronique et à l’apparition de composants de commutation plus rapide, des utilisations à plus haute fréquence ont pu être développées pour des matériaux non métalliques. Ces dernières années ont donc vu émerger des applications nouvelles présentant un fort caractère innovant, comme la fusion directe de verres et d’oxydes ou comme les plasmas, avec des appli-cateurs de conception nouvelle.
L’ingénieur se trouve donc confronté à une mise en œuvre de plus en plus délicate du procédé, du fait de la présence dans les installations de fortes intensités de courant, de fortes tensions et de hautes fréquences. De plus, la nécessité de respecter les normes de compatibilité électromagnétique lui impose de savoir maîtriser les pollutions créées par l’installation, soit en direction du réseau électrique, soit dans l’environnement immédiat.
L’article « Chauffage par induction électromagnétique » fait l’objet de deux fascicules :
D 5 935 Principes
D 5 936 Technologie
Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres.
Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules.
On se reportera également au tableau Notations et symboles en début d’article D 5 935 [1] .
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2. Sécurité des personnes et des matériels
2.1 Quelques rappels sur la sécurité
Les risques liés aux installations de chauffage par induction sont de nature thermique ou électrique.
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Ils concernent principalement l’induit, c’est-à-dire le creuset, la charge et, d’une façon générale, les parties chauffées. Ils ne sont pas spécifiques à la nature inductive du chauffage, mais simplement à la température atteinte par les éléments chauffés.
Toutes les précautions prises pour se protéger de températures élevées sont indispensables.
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Un cas particulier est cependant à signaler : celui du rayonnement lumineux et, spécialement, celui des plasmas thermiques. Lorsque l’élément chauffé rayonne fortement, une puissance importante peut être dégagée sous forme de rayonnement. Si la température atteint des valeurs élevées (dans le cas de plasma, la température du gaz est de l’ordre de plusieurs milliers de kelvins), la longueur d’onde du rayonnement émis passe de l’infrarouge (10 m-1 m) au visible (0,8 m-0,4 m) et même au proche ultraviolet (< 0,4 m). Le corps devient de plus en plus « blanc ».
Ces basses longueurs d’onde (typiques par exemple du rayonnement d’un arc électrique) peuvent avoir un effet dommageable sur les cellules rétiniennes et demandent comme protection le port d’un masque pourvu d’un verre filtrant spécial.
Nous distinguerons les risques liés au matériel et ceux liés aux personnes [3], [4].
HAUT DE PAGE2.1.2.1 Protection du matériel
Cette protection relève du service électrique et s’inscrit dans le cadre général des normes de sécurité électrotechnique...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ORFEUIL (M.) - Électrothermie Industrielle. - Dunod - 1981 - (p. 431-562) ISBN 2-04-012179-X
-
(2) - DAVIES (E.-J.) - Conduction and Induction heating. - Peter Peregrinus Ltd - 1990
-
(3) - GOSSE (J.) - Guide technique de thermique. - Dunod - 1980
-
(4) - NOVELECT - Les applications innovantes de l’induction dans l’industrie. - Les Cahiers de l’innovation - 1992
-
(5) - CHERON (Y.) - La commutation douce dans la conversion statique de l’énergie électrique. - Éditions TEC et DOC - Lavoisier, 1989
-
(6) - FOCH (H.) et al - L’évolution des convertisseurs statiques. - RGE n 5, 1992
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...
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Matériels de chauffage par induction
France
ACES
AMINDEL
CELES
CEPEM
CFEI
INDUCTOTHERMIE
SCLEE
SODALGO
STEIN HEURTEY
Étranger
ABB (CH)
AEG (D)
AJAX MAGNETHERMIC (GB – USA)
ELVA (Hollande)
HUTTINGER (D)
JUNKER (D)
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Modélisation
CEDRAT
SIMULOG
Cette liste est non exhaustive
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Groupe Induction EDF les Renardières (Moret/Loing)
CREFACI – HEI (Lille)
EPM MADYLAM (Grenoble)
LRTI – IUT (St-Nazaire)
LAMGEP – ENSAM (Bordeaux)
Lab. Electron. – ENSEEIHT (Toulouse)
CEGELY – École centrale (Lyon)
LGEP – École supérieure d’électricité (Paris)
Lab. Plasma – ENSCP (Paris)
LCIE (Paris)
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