Bobinage : réaliser, tester et diagnostiquer des bobines de façon professionnelle

Objectifs pratiques

À la fin de cette leçon, tu sauras expliquer en 2 minutes le rôle des enroulements d'un transformateur et d'un moteur, avec le vocabulaire exact : spire, flux, primaire, secondaire, pas. Tu réactiveras aussi la loi d'Ohm. C'est la base pour répondre à la question d'entretien « expliquez le principe du bobinage » et pour tout calcul des leçons suivantes.

Pourquoi c'est utile pour votre objectif

Un recruteur ou un chef d'atelier teste d'abord ton langage. Si tu nommes correctement les éléments et que tu relies chaque mot à une fonction, tu montres que tu peux suivre un chantier. Ce vocabulaire sert ensuite pour lire une plaque, calculer des spires, tester une bobine et documenter ton portfolio.

Le principe en une phrase

Un bobinage est un conducteur isolé enroulé en spires. Il crée un champ magnétique quand un courant le traverse, ou capte un champ variable pour produire une tension. Une spire est un tour complet de fil. Le flux est le champ magnétique qui circule dans le circuit magnétique (le fer).

Le transformateur

Le transformateur a deux enroulements sur un même noyau de fer :

• Le primaire reçoit la tension d'entrée et crée un flux alternatif dans le noyau.
• Le secondaire capte ce flux et délivre la tension de sortie.
• Les spires fixent la tension : Vs / Vp = Ns / Np. Plus il y a de spires au secondaire, plus la tension de sortie est élevée.

Éléments à nommer : primaire, secondaire, noyau (circuit magnétique), carcasse (ou mandrin), isolant entre couches, sorties (bornes), flux, spires.

Le moteur

Dans un moteur, le stator porte des bobines logées dans des encoches. Elles créent un champ tournant ou alterné. Le rotor réagit à ce champ et tourne. Le pas de bobinage indique l'écart, en encoches, entre les deux côtés d'une même bobine. Éléments à nommer : stator, rotor, encoche, bobine, pas, isolant d'encoche, sorties, plaque signalétique.

Méthode pas à pas

1. Réactive la loi d'Ohm : U = R × I. Entraîne-toi sur 3 calculs (ex. 12 V aux bornes de 24 Ω donne 0,5 A).
2. Dessine le transformateur : noyau, primaire, secondaire, flux, bornes, isolant, carcasse, sens des flèches.
3. Dessine le moteur : stator, rotor, encoches, bobine avec son pas, sorties, plaque.
4. Écris un script de 5 phrases : définition, transformateur, moteur, rôle des spires, exemple chiffré.
5. Enregistre l'audio avec ton téléphone, 2 minutes maximum, puis réécoute-le en cochant les mots obligatoires.

Exemple concret

Un petit transformateur a 1 000 spires au primaire (230 V). On veut 12 V au secondaire : Ns = 1 000 × 12 / 230 ≈ 52 spires. Phrase d'entretien : « Le primaire crée un flux dans le noyau, le secondaire le capte, et le rapport de spires fixe la tension. »

Exemple Ohm : un enroulement mesure 46 Ω sous 230 V en continu théorique. Le courant serait I = 230 / 46 = 5 A. Cela montre pourquoi la résistance d'un fil sert de repère de contrôle.

Erreurs à éviter

• Confondre spire (un tour) et bobine (l'ensemble des spires).
• Dire que le secondaire « est toujours à tension plus basse » : cela dépend du rapport de spires.
• Oublier le flux dans l'explication : sans lui, le transfert n'existe pas.
• Parler trop longtemps : vise 2 minutes, soit environ 250 mots.
• Mélanger primaire/secondaire avec entrée/sortie sans le dire clairement.

À faire maintenant

Produis deux dessins légendés (transformateur et moteur) avec 8 éléments nommés chacun, puis un audio de 2 minutes maximum. Réussis aussi un calcul de loi d'Ohm écrit. Garde les trois fichiers : ils iront dans ton carnet de bord.

Objectifs pratiques

À la fin de cette leçon, tu auras un poste de bobinage sûr, une checklist de sécurité de 8 points ou plus, et une photo avant/après. C'est la première pièce de ton carnet de bord, et elle montre à un employeur ou un atelier que tu prends la sécurité au sérieux. Tu ne touches ni fil ni vernis avant d'avoir validé ton poste.

Pourquoi c'est utile pour votre objectif

Un atelier recrute d'abord quelqu'un de fiable et sûr, ensuite quelqu'un de rapide. Dans ton parcours, tu vas manipuler des vernis, des solvants, des fers à souder et des transformateurs récupérés. Un poste propre te fait aussi gagner du temps : avec 15 minutes par jour, tu ne peux pas en perdre à chercher un outil ou à nettoyer un accident. Cette leçon prépare aussi les questions d'entretien sur la sécurité.

Les trois risques à maîtriser

1. Solvants et vernis

Les vernis d'imprégnation et leurs diluants dégagent des vapeurs inflammables et irritantes. Règles de base :

• travailler dans un local bien ventilé, de préférence près d'une fenêtre ouverte ;
• aucune flamme, aucune cigarette, aucun fer à souder chaud près d'un solvant ;
• flacons fermés après usage, quantité minimale sur le poste ;
• gants adaptés et lunettes de protection ;
• chiffons souillés rangés dans un contenant fermé, hors de la chaleur ;
• lire l'étiquette et la fiche de sécurité du produit (voir INRS).

2. Protection électrique

Avant toute intervention sur un composant ou un appareil, on le consigne : on le débranche, on le sépare de toute source d'énergie, on vérifie l'absence de tension, puis on empêche toute remise sous tension accidentelle. Un transformateur ou un moteur qui vient d'être débranché peut garder une charge dans un condensateur. Dans ce parcours, les essais sous tension en autonomie sont exclus. Tu travailles hors tension, avec un multimètre en mode résistance ou continuité.

3. Poste désordonné

Un fil émaillé qui traîne, un fer sans support, un câble au sol : ce sont des blessures et des courts-circuits en attente. Un poste dégagé évite aussi d'abîmer l'émail du fil.

Méthode pas à pas

1. Choisis la zone : table stable, surface dégagée, bon éclairage, aération. Éloigne les enfants, la nourriture et les boissons.
2. Retire tout ce qui est inutile : seuls les outils du jour restent sur la table.
3. Prépare les protections : lunettes, gants, extincteur ou sable à portée selon le local, trousse de premiers secours.
4. Sécurise l'électricité : multiprise en bon état, aucun câble dénudé, fer à souder sur son support, prise débranchée en fin de séance.
5. Range les produits : vernis et solvants fermés, étiquetés, loin de toute chaleur.
6. Prends la photo « avant » de ton poste tel qu'il est.
7. Remplis la checklist (8 points minimum) en vérifiant chaque point physiquement.
8. Corrige, puis prends la photo « après » : poste dégagé, éclairé, matériel rangé.
9. Note 3 gestes interdits sur circuit sous tension dans ton carnet.

Exemple concret

Un débutant installe son poste sur la table de cuisine. Sur sa photo « avant », on voit une multiprise au sol, un flacon de diluant ouvert près du fer à souder et une lampe faible. Sa checklist relève trois écarts : produit inflammable près d'une source de chaleur, éclairage insuffisant, câble au sol. Il déplace le flacon dans un placard fermé, ajoute une lampe, fixe la multiprise sur la table. Sa photo « après » montre un plan dégagé, avec le matériel rangé dans une boîte. Il a un livrable propre à montrer.

Checklist modèle (à adapter)

• Local ventilé, fenêtre ouverte
• Aucune flamme ni source de chaleur près des solvants
• Flacons fermés et étiquetés
• Lunettes et gants disponibles
• Éclairage suffisant sur la zone de travail
• Câbles et multiprise en bon état, rien au sol
• Fer à souder sur son support, débranché après usage
• Appareil débranché et absence de tension vérifiée avant toute intervention
• Chiffons souillés dans un contenant fermé
• Trousse de premiers secours accessible

Gestes interdits sur circuit sous tension

• Toucher des conducteurs ou des bornes nus pendant qu'ils sont raccordés au secteur.
• Faire une mesure de résistance ou de continuité sur un circuit alimenté.
• Intervenir avec les mains mouillées ou sur un sol humide.
• Ouvrir un appareil, ou remplacer un composant, sans l'avoir débranché.

Erreurs à éviter

• Croire qu'un appareil « éteint » est hors tension : débranche et vérifie.
• Ouvrir le vernis sans ventilation parce que « c'est rapide ».
• Garder tout le matériel sur la table : le désordre cause les accidents.
• Remplir la checklist de mémoire sans vérifier physiquement chaque point.
• Essayer un transformateur sous tension pour « voir si ça marche ».

À faire maintenant

Aménage ton poste en 15 minutes. Prends une photo avant, remplis ta checklist (8 points minimum), corrige les écarts, puis prends une photo après. Écris dans ton carnet 3 gestes interdits sur circuit sous tension. Garde le tout comme première page de ton carnet de bord.

Objectifs pratiques

À la fin de cette leçon, tu sauras lire une étiquette de fil émaillé (classe thermique, grade), calculer un diamètre de fil à partir d'un courant et choisir un isolant de couche. Ce sont les choix matériels de chaque chantier de rebobinage. Ils alimentent aussi ta fiche de calcul et ton portfolio, deux pièces utiles pour un entretien.

Pourquoi c'est utile pour ton objectif

Un atelier attend d'un débutant qu'il ne gaspille pas de cuivre et qu'il ne fasse pas chauffer une bobine. Un fil trop fin chauffe et brûle. Un fil trop gros ne rentre pas dans la fenêtre de bobinage. Savoir justifier un choix par le courant et la classe thermique est une question technique courante en entretien.

Lire l'étiquette d'un fil émaillé

Un fil émaillé est un conducteur en cuivre recouvert d'un vernis isolant. Trois informations comptent.

• La classe thermique : elle indique la température maximale que l'émail supporte longtemps. Les fils courants vont des classes 130 à 200 (normes de la famille IEC 60317). Plus la classe est haute, plus le fil résiste à la chaleur. Pour un petit transformateur d'apprentissage, un fil de classe 155 ou 180 est un choix sûr. Vérifie toujours la valeur sur la bobine ou la fiche du fabricant.
• Le diamètre nominal du cuivre, en mm. Le diamètre extérieur est un peu plus grand à cause de l'émail.
• Le grade : il correspond à l'épaisseur de l'émail. Un grade 2 est plus isolé qu'un grade 1.

Méthode pas à pas

1. Note le courant que la bobine doit porter, en ampères (A). Ce courant vient de la plaque, du schéma ou de P = U × I.
2. Choisis une densité de courant entre 2 et 3 A/mm². Pour débuter, prends 2,5 A/mm². Si la bobine est enfermée et mal ventilée, reste vers 2.
3. Calcule la section : S = I ÷ 2,5, en mm².
4. Calcule le diamètre : d = 0,72 × √I. Cette formule vient de S = π d² / 4 avec 2,5 A/mm². Vérifie-la sur un exemple.
5. Arrondis au diamètre normalisé supérieur (par exemple 0,20 / 0,25 / 0,30 / 0,40 / 0,50 / 0,60 / 0,80 / 1,00 mm). Ne descends jamais au diamètre inférieur.
6. Choisis la classe thermique selon l'échauffement attendu et l'environnement. Prends la marge si le doute existe.
7. Choisis l'isolant de couche : papier ou film fin, entre chaque couche de fil. Sa largeur doit couvrir la largeur de la couche de fil, plus une petite marge sur les bords. Note aussi son épaisseur.
8. Écris la justification en une phrase : courant, diamètre, classe, isolant.

Exemple concret

Un secondaire de petit transformateur doit porter 1 A.

• Section : 1 ÷ 2,5 = 0,4 mm².
• Diamètre par la formule : 0,72 × √1 = 0,72 mm.
• Vérification : π × 0,72² / 4 ≈ 0,407 mm², donc la formule est cohérente.
• Choix : diamètre normalisé supérieur, 0,75 mm si disponible, sinon 0,80 mm.
• Classe : 155 ou 180 pour garder une marge thermique.
• Isolant de couche : papier fin dont la largeur est égale à la largeur de la joue de bobine, moins un peu de jeu.

Un second cas à 0,1 A : 0,72 × √0,1 ≈ 0,23 mm, donc 0,25 mm normalisé.

Erreurs à éviter

• Arrondir vers le bas pour que le fil rentre plus facilement.
• Oublier que le diamètre extérieur avec émail est plus grand que celui du cuivre, et mal estimer le remplissage.
• Choisir la classe thermique sans regarder l'environnement.
• Oublier l'isolant de couche, ou en prendre un trop étroit.
• Appliquer la formule d = 0,72·√I à une autre densité de courant sans la recalculer.
• Se fier à la mémoire. Note toujours la valeur lue sur l'étiquette.

À faire maintenant

Crée ta fiche matériaux : un tableau de 5 lignes pour 5 courants entre 0,1 A et 2 A (par exemple 0,1 / 0,3 / 0,5 / 1 / 2 A). Pour chaque ligne, note le courant, la section, le diamètre calculé, le diamètre normalisé retenu, la classe thermique, l'isolant de couche avec sa largeur, et une phrase de justification. Garde-la pour ton portfolio.

Pourquoi cet exercice t'aide

Avant de débobiner un moteur, un atelier relève toutes les données utiles. Sans ce relevé, on ne peut ni rebobiner correctement, ni chiffrer le chantier, ni décider s'il vaut mieux réparer, rebobiner ou remplacer. Cet exercice t'entraîne au premier geste du métier. Il te donne aussi la première pièce du dossier R3 de ton portfolio, et il montre à un employeur que tu es rigoureux. Durée estimée : 30 à 40 minutes, en deux ou trois séances de 15 minutes.

Contexte

Un client apporte un moteur de ventilateur monophasé qui ne démarre plus. Tu dois remplir une fiche de relevé avant toute intervention. Choisis l'une de ces sources :

• la photo de la plaque signalétique d'un ventilateur ou d'une pompe, ou la plaque d'un appareil chez toi ;
• un schéma de bobinage simple, trouvé dans un document technique ou dessiné à la main.

Si tu manipules un appareil réel, il doit être débranché. Ne l'ouvre pas et ne fais aucun essai sous tension.

Étapes

1. Prépare un tableau à 8 lignes (papier ou tableur) avec les colonnes : champ, valeur relevée, unité, source (plaque ou schéma), remarque.
2. Relève sur la plaque : tension (V), courant (A), puissance (W ou kW), vitesse (tr/min). Ajoute la fréquence (Hz) si elle est indiquée.
3. Relève sur le schéma, ou sur le moteur s'il est accessible : nombre de spires par bobine, pas de bobinage (nombre d'encoches), sens d'enroulement (horaire ou antihoraire) et calibre ou diamètre du fil.
4. Si une donnée est absente, écris « non lisible » ou « à mesurer au débobinage ». N'invente jamais une valeur.
5. Vérifie les unités : V, A, W, tr/min. Contrôle la cohérence : la puissance doit être plausible par rapport à la tension et au courant.
6. Ajoute 2 lignes de conclusion : quelles données manquent, et comment tu les obtiendrais à l'atelier (comptage au débobinage, mesure au pied à coulisse ou au palmer).
7. Photographie ou scanne ta fiche, avec la plaque ou le schéma visible à côté.

Livrables attendus

• Une fiche de relevé de 8 champs, lisible et datée.
• La photo de la plaque ou du schéma source.
• Une courte liste des données manquantes, avec la méthode pour les récupérer.

Critères de réussite

• Les 8 champs sont renseignés ou signalés comme manquants.
• Les unités sont correctes (V, A, W, tr/min).
• Aucune donnée n'est inventée.
• La fiche est assez claire pour qu'un collègue puisse reprendre le travail sans te poser de question.

Erreurs à éviter

• Confondre puissance absorbée et puissance utile.
• Oublier l'unité ou la mélanger (kW et W, par exemple).
• Deviner le nombre de spires au lieu de le compter au débobinage.
• Ne pas noter le sens d'enroulement avant de débobiner : c'est une erreur classique de mauvais sens.

Pour aller plus loin

Trouve dans ton entourage une deuxième plaque et compare : quelles données y sont, quelles données manquent ? Conserve ces fiches dans ton carnet de bord, pour le dossier R3 et pour la préparation d'entretien.