📜  Un peu d’histoire

Le gradateur a été inventé en 1890 par Granville Woods, d’abord pour varier la vitesse des trains, il est par la suite utilisé pour faire varier la puissance de la lumière de théâtre.

Du côté définition : «  Un gradateur est un appareil électrique destiné à faire varier la puissance délivrée à un autre appareil utile, c’est donc un dispositif de l’électronique de puissance, qui fonctionne en faisant varier la tension et l’intensité de sortie, ce qui modifie ainsi la puissance dans l’appareil utile, nommé la charge. »

🛠️  Comment ça marche ?

La lumière d’un projecteur à lampe est produite par un signal électrique défini par une tension (en Volt) et un courant (en Ampère). L’électricité des prises communes (PC16) est définie par une tension de 220V et une Intensité maximum de 16A par prise (monophasée).

Imaginons que notre lampe consomme 3A et qu’elle est branchée sur le réseau, la lampe a alors une puissance de 660W (sans tenir compte des pertes et du caractère alternatif de la tension, Puissance =tension*courant). Mais comment faire pour faire varier la puissance de la lampe ?

C’est là qu’intervient le gradateur, branché entre la prise et la lampe, il permet, grâce des thyristors montés en antiparallèle (composants électroniques) de réaliser un processus que l’on pourrait comparer en vulgarisant légèrement à un interrupteur automatique :

• 1ere phase : l’interrupteur est allumé et le courant passe, la tension est alors de 220V
• 2eme phase : l’interrupteur est éteint et le courant ne passe plus, la tension est nulle

Si le cycle allumé/éteint se déroule plusieurs fois et de manière très rapide, on obtient alors une tension moyenne inférieure à 220V, c’est en réglant le temps de retard d’allumage et d’extinction par un réseau RC (résistance + condensateur) avec un potentiomètre réglant la résistance que l’on peut régler la tension moyenne transmise à la lampe. Mais comme Puissance = tension * courant, la puissance varie également dans le même sens que la tension.

• Si la tension baisse, la puissance baisse
• Si la tension monte, la puissance monte

Ce dispositif est utilisé sur des tensions alternatives (souvent sinusoïdales) : c’est un convertisseur direct alternatif-alternatif.

Il existe des appareils similaires destinés à d’autres applications que l’éclairage (varier la vitesse d’un moteur par exemple). Il sont généralement appelés variateurs dans ce cas là.

🎚️  Quelle est son utilité aujourd’hui ?

Un projecteur moderne est piloté en DMX (protocole de contrôle), il dispose d’un étage d’électronique de contrôle, lui permettant via un signal de régler lui-même la puissance, à l’intérieur du projecteur. On n’utilise donc peu de gradateurs dans l’éclairage moderne, néanmoins celui-ci est très présent et indispensable quant à l’éclairage de théâtre traditionnel (Découpes, Plans convexes, fresnels, pars…) toujours utilisé aujourd’hui !