⚡ L’alimentation électrique : du redressement à l’alimentation PC ⚙️

Dans le vaste univers de l’électronique, tout commence souvent par une sinusoïde innocente. Elle oscille joyeusement à 50 Hz (ou 60 Hz pour nos cousins d’outre-Atlantique), variant entre des tensions positives et négatives. Mais dans un monde numérique, le courant alternatif (AC) est aussi utile qu’une cuillère dans une soupe en sachet : ça fonctionne, mais c’est franchement inadapté.

🔌 Le redressement double alternance : transformer l’AC en DC (presque)

Le premier acte d’une alimentation électrique consiste à redresser le courant alternatif, c’est-à-dire à transformer un signal sinusoïdal, qui alterne entre des valeurs positives et négatives, en un signal qui ne va que dans une seule direction : vers le haut (en théorie).

Le redressement double alternance utilise un pont de diodes – appelé aussi pont de Graetz ♻️ – pour exploiter chaque demi-cycle de l’alternance. Contrairement au redressement simple (qui ignore une moitié de la sinusoïde), ce montage retourne les alternances négatives vers le haut.

Comment ? Grâce à quatre diodes judicieusement placées. Lors de l’alternance positive, deux diodes conduisent et dirigent le courant dans une direction donnée. Lors de l’alternance négative, les deux autres prennent le relais et conduisent le courant dans le même sens de sortie. Résultat : la tension de sortie est toujours positive (ou toujours négative, selon le câblage).

⚠️ Il ne s’agit pas encore d’un vrai courant continu, mais d’un signal « redressé » : un train d’ondulations toujours positives mais encore loin d’être plat. On parle souvent de tension redressée ondulée.

Illustration conceptuelle :

    Entrée AC :      ~~~~~~~~
    Redressement :   ∩∩∩∩∩∩∩∩  (double alternance, tout est vers le haut)
    Signal DC brut : 
                     |‾‾‾‾‾|‾‾‾‾‾|‾‾‾‾‾ (ondulé)

Cette forme de redressement est la plus efficace sans recourir à des solutions complexes : elle permet d’utiliser toute l’énergie du signal alternatif, ce qui est idéal pour les alimentations efficaces.

🔋 Le filtrage : on lisse les choses

Mais ce signal, aussi unidirectionnel soit-il, reste pulsé – comme le cœur d’un marathonien sous amphétamines. Pour alimenter de l’électronique sérieuse, il faut du courant continu (DC) bien stable.

Dans une alimentation linéaire, on utilise principalement des condensateurs pour lisser la tension. Le condensateur se charge lorsque la tension augmente, et se décharge lorsque la tension baisse, comblant ainsi les creux du signal.

Dans une alimentation à découpage (comme celles des PC modernes), le filtrage est plus exigeant. Il combine généralement :

🧯 Des condensateurs : pour absorber les variations de tension haute fréquence (pics et transitoires).
🌀 Des inductances (bobines) : pour freiner les variations brusques du courant et éliminer le ripple basse fréquence.

Ces deux composants, souvent organisés en réseau LC ou CLC, assurent une sortie stable et propre, indispensable à l’électronique moderne.

🖥️ L’alimentation d’un PC : Frankenstein de l’énergie

Les alimentations de PC modernes (ATX) sont des merveilles de technologie… et parfois de terreur lorsqu’on les démonte. Elles ne se contentent pas de transformer le 230V AC en 12V DC : elles le font avec style, violence et efficacité, via le principe du découpage.

🧠 Comment ça marche ?

Étape 1 : redressement et filtrage haute tension
Le 230V AC est d’abord redressé (pont de diodes), puis filtré par de gros condensateurs. On obtient environ 320V DC. Oui, c’est plus que ce que vous pensiez. Oui, c’est mortel.
Étape 2 : découpage
Cette haute tension est ensuite hachée à haute fréquence (souvent 20 à 100 kHz) par des transistors de puissance (MOSFET) contrôlés par des circuits PWM. C’est cette fréquence élevée qui permet l’usage de transformateurs plus petits qu’en 50 Hz.
Étape 3 : transformation et redressement secondaire
Le signal découpé est envoyé à un transformateur HF qui produit des tensions plus basses. Ces tensions sont à nouveau redressées (souvent avec des diodes Schottky pour leurs faibles pertes) et filtrées par des condensateurs et des inductances.
Étape 4 : régulation et distribution
Des circuits de retour (feedback) mesurent les tensions de sortie et ajustent la commande des MOSFET pour maintenir les valeurs stables, malgré les variations de charge. C’est là que le cerveau de l’alim travaille, souvent un contrôleur PWM comme le célèbre TL494 ou ses descendants.

📐 Les avantages du découpage

💡 Rendement supérieur (souvent >85%)
📏 Taille réduite grâce à la haute fréquence
🌡️ Moins de dissipation thermique qu’une alimentation linéaire
🔁 Capacité de gérer différentes tensions de sortie à partir d’une seule source

Mais ce raffinement cache une complexité extrême : protections contre surtension, court-circuit, température, ainsi que des fonctions modernes comme la veille (5VSB), le démarrage progressif (soft-start), ou encore la synchronisation avec la carte mère.

Finalement, une alimentation ATX, c’est une centrale nucléaire miniaturisée qui fait tout pour ne pas exploser. On ne peut qu’admirer le fait qu’elle le fasse… la plupart du temps.

💀 Sécurité

Rappelons que manipuler des alimentations n’est pas un hobby pour insomniaques sans gants : on parle ici de 230V AC qui peut faire de vous un grille-pain humain en moins de deux secondes. Toujours décharger les condensateurs, même morts : certains ont une fâcheuse tendance à être rancuniers.

⚠️ Les condensateurs électrolytiques sont comme les chats : inoffensifs en apparence, explosifs si contrariés.

📚 En résumé

🔁 Le courant alternatif est redressé (pont de diodes)
🎚️ Filtré (condensateurs pour linéaire, condensateurs + inductances pour découpage)
⚡ Découpé (transistors haute fréquence)
🔄 Transformé (transformateur HF)
🧮 Régulé (PWM + feedback)
🔌 Distribué en tensions variées (+12V, +5V, etc.)

Finalement, une alimentation de PC est une usine miniature, travaillant dans l’ombre, sans jamais se plaindre… sauf quand elle crame, bien sûr, souvent en emportant votre carte mère. 😬