Schémas & Tutoriels

Thermostat

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Fonctionnement

Un thermostat est un composant électromécanique qui permet d’interrompre ou d’activer un flux de courant dans un circuit électrique en fonction d’une mesure de température.

Un thermostat fonctionne donc comme un capteur de température qui ouvre ou ferme un circuit si un seuil de température prédéfini est atteint. Ce seuil est aussi appelé température d’activation ou température de travail.

Le capteur est composé de deux métaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents ; lorsque la température d’activation est atteinte, la flexion de la lame ouvre ou ferme le contact électrique.
Il existe des thermostats de différentes formes, caractéristiques électriques et thermiques, et modes de fonctionnement (NC ou NO).

Crédit : Wikimedia Commons

Le plus couramment utilisé est le thermostat “NC” qui, à température ambiante (environ 20°C), laisse passer le courant. NC est l’abréviation de “Normally Closed” en anglais, et signifie donc que le circuit est fermé au repos. Si la température atteint et dépasse la température de travail, le circuit s’ouvre et le courant ne passe plus. Lorsque la température interne du thermostat redescend en dessous du seuil, les contacts se ferment et le circuit redevient passant. La température d’activation est souvent notée sur le thermostat lui-même, ou sera à retrouver dans la datasheet du composant.

A l’inverse, un thermostat NO (“Normally Open”) correspond à un circuit ouvert à température ambiante. Dans ce cas, le fonctionnement est inversé : le courant passe jusqu’à une certaine température et se ferment lorsque ce seuil est dépassé.

Les températures d’activations dépendent des appareils. Dans une machine à café, la température de fonctionnement est d’environ 95°. Lorsque l’eau de la chaudière se réchauffe, le thermostat, qui est en contact direct avec les parois de la chaudière, se réchauffe également. Lorsque sa température atteint 95°, il ouvre ses contacts pour interrompre le flux de courant. À ce moment-là, l’eau n’est plus chauffée et la machine est prête à faire du bon café.
Dans une centrale à vapeur, le thermostat est réglé à 145°. La température de l’eau doit dépasser 100° pour produire de la vapeur. Dans une machine à déshydrater les fruits et légumes, la température de l’air ne doit pas dépasser 65° afin de ne pas altérer les caractéristiques nutritionnelles des aliments.

Un thermostat n’a que deux contacts car il est toujours connecté en série sur l’une des phases du circuit.

DIAGNOSTIC ET REMPLACEMENT

Vérifier le fonctionnement du thermostat est très simple, s’il s’agit d’un thermostat NC. Avec le testeur réglé sur la fonction continuité ou l’ohmmètre sur l’échelle minimale, il est possible de vérifier si le thermostat laisse bien passer le courant à température ambiante. Si l’on veut ensuite vérifier que le thermostat fonctionne réellement, il faut le chauffer à une température supérieure à la température de fonctionnement et vérifier que la continuité est interrompue. Normalement, le test « à chaud » n’est effectué que si l’appareil présente des signes de surchauffe. Dans ce cas, il se peut que le thermostat n’ouvre pas les contacts comme prévu et que la température dépasse donc la limite définie. Toutefois, la défaillance la plus fréquente d’un thermostat NC consiste à rester ouvert à température ambiante. Dans ce cas, le test “à chaud” ne sera pas nécessaire pour diagnostiquer la panne.

Les thermostats NO, en revanche, sont plus difficiles à tester car, à température ambiante, ils sont toujours ouverts, c’est-à-dire sans continuité entre les contacts. Pour les tester, il faut donc nécessairement les chauffer. Il est préférable d’utiliser un flux d’air chaud pour chauffer un thermostat, car une flamme pourrait l’endommager. Dans ce cas, connectez le testeur aux contacts et chauffez le thermostat au-dessus de la température de travail. Si le thermostat fonctionne, la continuité est obtenue lorsque la température de travail est atteinte. Pour être sûr d’atteindre la bonne température, il est conseillé d’utiliser un pistolet à air chaud avec affichage de la température.

Si vous devez remplacer un thermostat, faites attention aux valeurs de fonctionnement. Chaque thermostat a quatre paramètres à respecter :