Les résistances de contacts


Les résistances de contacts se produisent lorsque vous decidez de couper puis dénudez un fil électrique pour le brancher sur un bornier conducteur électrique.
Les résistances de contact apparaissent quand ce branchement est fait et demeure dans un lieu ou une humidité importante existe.





Du fait de l'humidité, le problème soulevé ici concerne tout particuliérement les passionnés d'installations audio dans les voitures. Il existe aussi un autre probléme qui concerne particuliérement l'audiocar c'est la tension d'alimentation de 12 volts fournie par la batterie de voiture (tension qui servira d'exemple plus bas)

L'humidité va provoquer l'oxydation en surface du materiau conducteur qui compose le fil electrique. Il peut y avoir également oxydation sur le bornier lui même.
Une fine couche d'oxyde se crée entre le bornier de branchement et le fil électrique fixé dessus.
l'oxyde en question (issue, la pluspart du temps du cuivre, mais également de l'aluminium ou d'autres materiaux conducteurs) n'etant pas un bon conducteur électrique (voir même, se comporte comme un isolant), va s'opposer au passage du courant entre le fil et le bornier (ou vis et versa suivant le sens du courant).
Cet oxyde va jouer le role d'un barrage en offrant une résistance, qui, on le vera plus loin, produira des effets tres variables suivant les caractéristiques de l'electricité (tension, fréquence).

Il exite, en tant que matériau conducteur qualifié de "parfait", un matériau par ailleurs précieux - car rare - qui ne s'oxyde pas, c'est l'or. Ce matériaux est utilisé pour tout type de contact électrique, particuliérement quand celui ci ne peut pas accepter de resistance de contact dont les conséquences seraient d'altérer gravement le fonctionnement des appareils.
Le prix du matériau oblige les constructeurs à l'utiliser en fine couche, généralement deposé par électrolyse sur une surface de cuivre. Vous trouverez de l'or sur tout les contacts electriques laissant passer de faibles tensions ainsi qu'un signal électrique complexe renfermant enormément d'informations comme le signal audio, les signaux numériques,etc...
Cependant, la présence d'une couche d'or sur un contact ne doit pas vous assurer pour autant de sa qualité dans le temps. Suivant le prix des appareils ou des pieces telle que la connectique en général, la couche d'or est trés variable. Elle peut etre épaisse et parfaitement posé sur un cuivre dénué de toute oxydation en surface. Soit au contraire, dans le but de faire croire au client que ses produits sont bons, de se contenter d'une fine couche d'or qui finira par partir a force de frottements.


Il existe un cas particulier, ce sont les tres hautes frequences. En effet, des fréquences situées par exemple au delà de quelques dizaines de MegaHertz arrivent quand même à passer cette couche oxydée (c'est d'ailleur la raison pour laquelle, en radiodiffusion, il faut les meilleurs isolants possibles(materiaux n'autorisant absolument pas l'eléctricité de les traversser), telles que sont les céramiques et autres bakelites pour éviter des pertes importantes.

Nous allons donc voir quel est l'influence que peuvent avoir ces résistances de contact principalement au passage du courant.
Pour cela, nous prendrons deux exemples avec deux points commums:
- la puissance qui doit traversser la couche oxydée qui sera de 200 watts
- la valeur de la résistance de contact: 0,5 ohm

Dans le premier cas, la tension qui traverse cette resistance de contact est de 220 volts (tension alternative efficace dont la valeur est equivalente a celle d'un courant continu traverssant une resistance et produisant un dégagement de température identique. Ou une quantité de calorie identique)
Dans le deuxiéme cas, la tension continu est celle que l'on trouve dans presque toute les voitures: 12 volts

A partir de là, nous allons pouvoir calculer les chuttes de tension repective des deux exemples, en fonctions des données de départ, ainsi que de la valeur du courant dont nous calculerons les effets dans un second temps.

Nota: Il est important de comprendre que ce que l'on appel la "charge", c'est l'appareil consommateur d'energie pour lequel on fournit le courant électrique. Cette charge peut être une ampoule électrique, un amplificateur, etc...
Il y a deux types de charge:
- les charges dont la consommation reste stable quelques seconde aprés qu'elles soient alimenté électriquement.
c'est le cas d'une resistance chauffante dans un four-grill, dans une machine a laver, une ampoule électrique.
- les charges dont la consommation varie selon la situation.
Ca peut être le cas d'un amplificateur audio en classe AB qui voit sa consommation électrique augmenter au fur et à mesure que le bouton de volume sonor augmente. Ca peut etre le cas aussi d'un moteur électrique dont la consommation varie selon que ce qu'il entraine oppose une résistance plus ou moins forte à la rotation (le cas typique d'une scie à bois et à ruban)

Nota général important:
La réflexion qui conduit la démonstration ci dessous est:
de combien est la chute de tension aux "bornes" de la résistance de contact. Le resultat sera alors enlevé de la tension totale fourni par l'alimentation. La tension utile, c'est a dire la tension qui sera réèllement exploité par la charge sera le resultat de cette soustraction.

Nous pouvons aussi mettre en évidence que la perte engendrée par la résistance de contact est variable suivant l'intensité du courant qui passe a travers elle. Plus le courant sera élevé, plus la chutte de tension sera forte au point de cette résistance de contact. Ce qui signifie aussi, a contrario, qu'en l'absence de circulation de courant, on ne sera pas en mesure de mettre en évidence cette résistance de contact. Pour la repérer, il va falloir nécéssairement faire passer du courant dans le circuit ou elle se situe.



On peut dire que pour donner une description du phénoméne - la résistance de contact et la charge forment tout deux l'equivalent d'un pont diviseur de tension. La charge voit sa valeur ohmique changer en permanence si il s'agit d'un amplificateur audio, alors que la résistance de contact à une valeur constante. La tension entre les deux "résistances" varie donc puisque l'une des deux varie dans sa valeur.

Il existe biensur un moyen de la mesurer, c'est ce que nous verrons plus bas.
Les résultats indiquent clairement dès à présent qu'une alimentation avec une faible tension de service sera trés handicapé par rapport à celle qui fourni la même puissance mais avec une tension nettement plus élevée.
C'est la raison pour laquelle, la grande société encore nationalisé qu'est EDF (Electricité de France) cherche à transporter son électricité avec de très forte tension, car sur le reseau, il y a des interrupteurs qui sont autant de point ou les résistances de contact peuvent se produire, mais surtout, vu la longueur des cables, leur diamêtre et la puissance qu'ils doivent véhiculer, la très haute tension est la seule solution pour empêcher les chutes de tension ainsi que l'echauffement excessif des cables au passage du courant par effet joule (dégagement de chaleur par passage des electrons en grande quantité). L'effet joule est d'autant plus important que le courant est fort...pour la même puissance véhiculée!!...
En conséquence, plus la puissance que demande l'appareil que vous devez alimenter est forte, plus les cables électriques qui transportent cette alimentation devront être gros en diamêtre (grosse section du fil de cuivre par exemple).
Sans compter naturellement - mais ca fera l'objet d'un autre dossier - qu'il sera fortement déconseiller de laisser enrouler le cable surtout si il est très long (exemple d'un rouleau de cable electrique de 50 m en 220 Volts sur lequel est branché un aspirateur puissant), car un effet selfique va engendrer un échauffement très important et très dangereux du cable qui peut fondre et provoquer un court circuit, donc un incendie!!!.

Comment trouver les résistances de contact

- Il faut d'abord disposer d'un multimêtre ou autrement appelé controleur universel.
- Il faut aussi prévoir l'achat de fil de rallonge pour les fils de mesure vendu avec le multimêtre, afin de pouvoir mesurer deux points éloignés l'un de l'autre.
- Faire circuler un courant assez fort dans le circuit sans le pousser au maximum si c'est possible.
- Disposer d'une source pour générer ce courant quand on est dans le cas d'une installation audio tel que celle d'une voiture.
- Préenregistrer une séquence audio sur un CD audio enregistrable grace au logiciel de la société Neutrik (par exemple un bruit rose de 1 minute ou une frequence sinusoïdale pure assez basse en fréquence tel que, par exemple, 50 Hertz) pour faire passer dans la source en cas d'installation audio encore une fois.
- Mesurer entre les différents points de "rupture" du circuit. (nota: un point de rupture est un endroit du circuit ou le circuit à changé de nature. Soit par exemple, un fil électrique branché sur un domino par un serrage à vis plus ou moins fort. De plus, si il n'y a pas de soudure entre les deux objets conducteur électrique.Il y a donc forcement un contact à risque.)

Prenons un exemple de mode de mesure de cette résistance de contact sur un montage typique audiocar.



Je terminerais ce dossier en donnant l'exemple d'un cas spécial de chute de tension provoqué par deux fusibles.
En effet, une connaissance m'a demandé d'intervenir sur son véhicule à cause d'un problème d'amplis qui ne se méttaient pas en route correctement. La led de témoin de tension des amplis étaient allumée, mais dés que les amplis recevaient un signal de la source (le poste radio), la led s'eteignait, les amplis ne sortaient rien.
Après quelques instants de réflexion, j'ai sorti mon multimêtre. J'ai mesuré les chutes de tension et je mesurais quelques 3 Volts seulement sur les bornes d'arrivé de l'alimentation des amplis. Manifestement donc, quelque chose me mangait les 9 à 10 Volts de tension restants des quelques 13 Volts de la batterie que je mesurais effectivement sans que la moindre chute de tension ne se manifeste a son niveau (la batterie était alors hors de cause car je mesurais bien 13 Volts quand il n'y en avait que 3 aux bornes d'arrivée d'alim des amplis). Après quelques mesures, la chute de tension était repérée sur le porte fusible. Je sortie alors le fusible et je le mesurais la résistance de ce fusible qui aurait du être nulle. Je trouvais plusieurs milliers d'ohms!!!!... Le coupable était donc trouvé. Cette personne est allé chercher un fusible neuf pour remplacer le fusible défectueux qui ne s'était même pas coupé. Par pure méfiance, je mesurais le fusible à peine sorti de son emballage. A ma grande surprise, je trouvais 1 ohm!!...inutile de vous dire les conséquences d'une telle résistance sur une installation audiocar en sachant ce que ca provoque de problème avec seulement 0,5 ohm comme nous venons de le voir plus haut. Je vous conseille donc toujours de mesurer la résistance de vos fusibles pour éviter des surprises

Plus tard, cette connaissance à eu un probléme identique, mais encore une fois, la résistance de contact était coupable. Le fil de masse qui partait de son ampli et allait au chassis du véhicule ( sur une vis située dans le coffre ) chutais prés de 10 Volts!!!...la connexion du fil de masse et du chassis n'avait pas été correctement fixée et la surface de la tôle du chassis présentait de l'oxydation.

La graisse est un bon moyen d'empecher que l'oxydation ne vienne à bout de vos connexions. Cependant, ce n'est pas n'importe laquelle des graisses. C'est une graisse conductrice électrique comme la Graisse électro-conductrice Lubricomet PA C15 que l'on peut trouver chez radiospares ou dans un magazin de composant électronique. Cependant, je tiens à insister lourdement sur le coté délicat de la mise en place d'un tel produit sur les surfaces à traiter. Il ne faut en aucun cas en avoir sur les mains. L'utilisation de gans et de chiffon sont indispenssables. Le point de contact traité avec cette graisse ne devra plus etre accessible aux mains. Car les mains vont partout. Vous risquez d'en déposer sur la batterie de votre voiture et provoquer un accident en créant un contact entre ses deux poles.