La transformation du courant alternatif en courant pseudocontinu par voie électromécanique a été abandonnée et confiée à des éléments statiques : dispositifs dont le comportement électrique rappelait celui des valves ou des soupapes dans les domaines hydraulique et pneumatique. Plusieurs phénomènes physiques présentent en effet un caractère de conduction unidirectionnelle. Le système O. de Faria, d’après une découverte de H. Buff en 1857, puis la soupape électrolytique de Nodon sont les plus anciens : entre une lame de plomb (Faria) ou de fer (Nodon) et une lame d’aluminium plongées dans une solution de phosphate d’ammonium, la conductivité apparaît inégale selon le sens du courant. Dans le redresseur à argent colloïdal, le courant ne traverse la solution que dans le sens argent-nickel des électrodes qui y sont plongées. Dans l’arc électrique jaillissant sous une tension alternative, entre charbons inégaux, le courant s’écoule de préférence du gros charbon vers le petit, qui est plus chaud. L’effet est encore plus marqué lorsque l’arc se produit dans le vide, entre une électrode en graphite et une autre électrode en mercure (Cooper-Hewitt, 1900). Les électrons libérés dans le vide par un filament de lampe à incandescence porté à haute température sont attirés par une électrode positive et repoussés lorsque celle-ci devient négative (Fleming, Wehnelt, 1904). Partant de cette valve à vide (kénotron), un remplissage à faible pression (argon, vapeur de mercure) permet d’augmenter par ionisation la conductivité (Tungar, Phanotron).

Une dissymétrie de contact peut entraîner une dissymétrie de conduction : le courant passe aisément dans le sens oxyde-cuivre d’un contact cuivre-oxyde de cuivre et ne passe que difficilement dans le sens inverse (oxymétal Westinghouse). La conduction est aussi inégale entre une électrode de sélénium et une contre-électrode d’alliage eutectique (bismuth, cadmium, étain par exemple). Ces contacts dissymétriques furent les premières formes de jonction dont la plus récente mise au point des semiconducteurs (germanium, silicium) a permis de généraliser l’emploi.

Montages redresseurs

Une seule valve faisant appel à l’un des phénomènes précédents ne permet pas de réaliser véritablement le redressement. La conduction unidirectionnelle simplement appliquée ne consiste qu’à supprimer, au mieux à réduire, une alternance sur deux, et le courant puise qui en résulte ne présente plus que la moitié, ou moins de la moitié, de l’intensité moyenne, soit L’usage a cependant donné à ce montage classique, qui est aussi le plus simple, le nom de redresseur monoalternance. Le symbole graphique de l’élément principal est le même, quel que soit le principe de son fonctionnement. Il représente la conduction unidirectionnelle par une tête de flèche qui aboutit à une cible vue de profil, dans le sens de circulation électrique conventionnel (opposé au sens de circulation électronique), c’est-à-dire du positif au négatif à l’extérieur d’un générateur. L’électrode représentée par la flèche est l’anode et la cible est la cathode. Certaines représentations confirment ce sens par un signe + du côté cathodique, qui pourrait paraître paradoxal. L’usage a voulu, en effet, que prévale la polarité conventionnelle aux bornes du circuit de charge, ou récepteur. Suivant leur nature, les éléments redresseurs ainsi représentés se prêtent plus ou moins bien à des montages complexes dont certains opèrent un véritable redressement.

Filtrage et redressement polyphasé

Le caractère puisé du courant redressé ne présente parfois pas d’inconvénient majeur (charge d’accumulateurs), mais, dans de nombreux cas, il reste impropre à l’utilisation. C’est le cas notamment des appareillages électroniques pour lesquels une variation de source d’alimentation peut être interprétée comme un signal (ronflement des circuits audiofréquence). L’inductance de valeur convenable d’une bobine placée en série dans l’un des deux fils conduisant une tension redressée à son utilisation s’oppose par nature (loi de Lenz) aux variations de courant et tend à réduire les demi-alternances successives à une ondulation autour de la valeur moyenne. La capacité d’un condensateur de valeur appropriée, placé aux bornes d’utilisation, en aval de la bobine, se charge à chaque crête des alternances et, ne se déchargeant que lentement après le passage de ces crêtes, réduit encore l’ondulation. La qualité de cette opération, appelée filtrage, se mesure par le rapport de la tension crête à crête de l’ondulation à la tension moyenne redressée. Un condensateur placé en amont, en se chargeant directement aux crêtes redressées, facilite encore l’action de la cellule précédente et améliore, par là, le filtrage.

Redresseurs commandés

Une variante utile du redressement consiste à remplacer les diodes, ou valves simples, par des dispositifs à trois électrodes (thyratron, thyristor), parfois doubles et montés tête-bêche (triac). La troisième électrode, judicieusement placée entre la cathode et l’anode, permet de déclencher la conduction unidirectionnelle à un moment déterminé de l’alternance choisie (commande par variation de phase). La conduction cessant automatiquement à la fin de chacune des alternances, la surface d’intégration et, partant, la valeur moyenne ou efficace du courant redressé sont rendues variables. Ce procédé, très souple, est particulièrement économique, car la variation en phase d’un signal électrique de commande n’exige généralement aucune dépense d’énergie. Il est largement utilisé pour la commande de vitesse des moteurs et pour les réglages progressifs d’éclairage.

J.-C. S.

➙ Convertisseur / Semi-conducteur / Transformateur.