Choix D'un Onduleur

Source ZDNET.

Un onduleur n’est pas uniquement destiné à pallier les coupures de courant. Son rôle est également de stabiliser la tension électrique et d’éliminer les parasites. Passage en revue des principaux critères à prendre en compte.

L’onduleur est un maillon important dans la sécurité des systèmes informatiques. Il a pour principale mission de prendre le relais du secteur lorsque des coupures de courant se produisent, laissant ainsi aux utilisateurs le temps de sauvegarder le travail en cours. Toutefois, les coupures ne sont pas les seuls incidents auxquels ces appareils doivent faire face. Le filtrage, ainsi que la régulation de la tension de sortie font aussi partie des fonctions importantes à assurer.

En théorie, la tension délivrée par le secteur devrait avoir la forme d’une sinusoïde pure et la tension devrait être parfaitement stable à 220 volts. Dans la réalité, ce signal est souvent déformé. Il comporte des harmoniques, c'est-à-dire des fréquences multiples de la fréquence de base à 50 Hz, et des signaux aléatoires que l’on appelle des bruits. À cela viennent s’ajouter les microcoupures, ainsi que les variations – en plus ou en moins – de la tension nominale. Tous ces phénomènes électriques causent de multiples problèmes. On peut par exemple citer les échauffements des câbles, la présence de courants importants sur le neutre, des interruptions intempestives, le vieillissement prématuré des composants électroniques et même des pertes de données dans les matériels informatiques. Un bon onduleur devra donc non seulement assurer la continuité de la fourniture d’électricité aux appareils, mais également veiller à ce que ce courant soit de bonne qualité.

Un onduleur se compose de trois parties. Il y a d’abord le redresseur qui transforme le courant alternatif du secteur en un courant continu destiné à charger les batteries. Viennent ensuite les batteries qui stockent l’énergie et, enfin, l’onduleur lui même qui transforme la tension continue délivrée par les batteries en une tension alternative de 220 volts à 50 Hz, identique à celle du secteur.


Les différents types d’onduleurs

Dans l'offre des onduleurs, on distingue plusieurs technologies.

La première est dite Off Line. Dans celle-ci, les équipements sont alimentés normalement par le secteur et l’onduleur ne prend le relais qu’en cas de coupure, ou de baisse trop importante de la tension du secteur. Ce basculement sur batteries prend un certain temps (quelques millisecondes) ce qui n’est pas trop gênant pour les ordinateurs possédant des alimentations à découpage, mais cela peut poser des problèmes aux équipement plus sensibles. Les onduleurs Off Line sont les plus économiques, mais leur usage doit être réservé aux postes de travail, ou à une utilisation individuelle.

Dans la deuxième technologie dite Line Interactive, le principe est le même, sauf que la tension d’entrée est contrôlée et filtrée par l’onduleur avant d’être délivrée aux matériels. Le courant fourni est donc de meilleure qualité, mais les variations de tension ne sont pas bien régulées. En conséquence, ce type d’onduleur ne doit pas être utilisé sur les serveurs vitaux de l’entreprise.

Enfin, dans la technologie On Line Double conversion, le courant est délivré en permanence par l’onduleur, ce qui garantit une tension constante et une absence de parasites. L’appareil à protéger est donc totalement déconnecté du secteur. Les tests montrent que ce sont les onduleurs On Line qui présentent la tension de sortie la plus stable et la meilleure immunité aux parasites. Ils devront donc être utilisés sur tous les serveurs stratégiques.

D’autres technologies sont également proposées par les constructeurs, mais elles sont la plupart du temps dérivées de ces trois modèles de base.

Les critères à considérer

La première fonction que l’on attend d'un onduleur est sa capacité à fournir la puissance nécessaire à un ordinateur en cas de coupure de courant. Les constructeurs ne donnent pas la puissance maximale de leurs produits en watts, mais en Kilo Volts Ampères (KVA). Rappelons que la puissance en watts (P) est donnée par la formule P = VI cosj dans laquelle j représente l’angle de déphasage entre la tension et l’intensité.

Ce cosinus, encore appelé facteur de puissance, étant toujours inférieur à 1, la puissance réelle délivrée sera donc toujours inférieure à la valeur calculée en multipliant simplement la tension par l’intensité. Il n’est pas simple de mesurer cet angle de déphasage qui dépend des matériels connectés. Il pourra être pratiquement négligé sur des matériels très haut de gamme (serveurs, commutateurs, etc.) qui possèdent des alimentations de bonne qualité (Power Factor Corrected), mais pas avec des ordinateurs de bureau ou d’autres matériels qui présentent des déphasages importants. Cela signifie qu’en pratique, il faut diviser par 1,5 la valeur en KVA pour obtenir la valeur en watts utilisables. Grossièrement, on ne dépassera pas les 2000 W sur un onduleur de 3 KVA. Une surchauffe ferait disjoncter l’onduleur, ce qui n’est évidemment pas le but recherché.

Le deuxième critère est l’autonomie du système. Celle-ci est liée à la capacité des batteries, au rendement de l’onduleur lui-même, et bien évidemment à la puissance réclamée pendant la coupure. Une longue durée est évidemment préférable puisqu’elle laisse le temps aux utilisateurs, lors de coupures de courant de courte durée, de sauvegarder le travail en cours sans avoir à éteindre les serveurs.

D’autres éléments sont également à prendre en compte. D'abord la vitesse de recharge des batteries. Si les coupures de courant sont nombreuses, il faut que le temps de charge soit le plus court possible. Ensuite, il faut vérifier s’il est possible, ou non, d’échanger les batteries à chaud. Leur durée de vie n’étant pas infinie, il est pratique de pouvoir effectuer les échanges sans débrancher l’onduleur, donc sans éteindre les matériels qui y sont connectés. Enfin, il est important de savoir s’il est possible d’ajouter des batteries supplémentaires pour augmenter l’autonomie. Comme nous l’avons vu plus haut, il faut aussi considérer la qualité de la tension délivrée. Celle-ci est mesurée par la distorsion harmonique. Sa valeur doit être la plus faible possible, et en principe inférieure à 5%. Il faut également vérifier quelle est la plage de tension acceptée par l’onduleur. Un onduleur qui est encore capable de fonctionner avec une tension d’entrée de 140 volts sera meilleur que celui qui commute sur ses batteries dès 170 volts par exemple.