Le glissement d'un moteur asynchrone : définition et calcul

Le glissement, c’est LA grandeur qui donne son nom au moteur asynchrone : le rotor « glisse » légèrement derrière le champ tournant, il ne le rattrape jamais. C’est aussi une question quasi garantie en contrôle et au BAC. Bonne nouvelle : la formule tient sur une ligne et le calcul prend trente secondes quand on est méthodique.

Définition : le retard du rotor sur le champ

Dans un moteur asynchrone, deux vitesses cohabitent :

  • ns : la vitesse de synchronisme, c’est-à-dire la vitesse du champ tournant créé par le stator. Elle vaut ns = 60 × f / p (tr/min) — tout est expliqué dans vitesse de synchronisme et paires de pôles ;
  • n : la vitesse réelle de rotation du rotor, celle qu’on lit sur la plaque ou au tachymètre.

En fonctionnement moteur, on a toujours n < ns. Ce retard est indispensable : c’est parce que le rotor voit « défiler » le champ qu’il y a induction, donc courants induits, donc couple. Si le rotor atteignait ns, plus rien ne varierait pour lui : plus de couple du tout (relis le moteur asynchrone expliqué simplement pour le mécanisme complet).

Le glissement g mesure ce retard en proportion de ns :

g = (ns − n) / ns

C’est un nombre sans unité, presque toujours exprimé en pourcentage (on multiplie par 100).

Exemple chiffré complet, pas à pas

Un moteur asynchrone triphasé 4 pôles est alimenté en 50 Hz. Il tourne à n = 1440 tr/min. Calcule son glissement.

Étape 1 — Trouver ns. 4 pôles = 2 paires de pôles, donc p = 2. ns = 60 × f / p = 60 × 50 / 2 = 3000 / 2 = 1500 tr/min.

Étape 2 — Calculer l’écart de vitesse. ns − n = 1500 − 1440 = 60 tr/min.

Étape 3 — Diviser par ns. g = 60 / 1500 = 0,04.

Étape 4 — Convertir en pourcentage. g = 0,04 × 100 = 4 %.

Le rotor tourne 4 % moins vite que le champ. C’est une valeur tout à fait typique : à charge nominale, le glissement d’un moteur industriel se situe généralement entre 2 et 6 % environ.

Les valeurs remarquables du glissement

Trois situations à connaître par cœur :

  • Au démarrage : le rotor est immobile, n = 0, donc g = (ns − 0)/ns = 1 (soit 100 %). C’est là que les courants induits — et le courant absorbé — sont les plus forts : voilà pourquoi un moteur « tire » 5 à 8 fois son courant nominal au démarrage (d’où les procédés comme le démarrage étoile-triangle).
  • À vide : presque aucun couple à fournir, le rotor monte tout près de ns : g ≈ 0 (quelques dixièmes de pourcent).
  • En charge nominale : g = quelques %, la valeur qu’on calcule à partir de la plaque.

Autre relation utile (souvent demandée en STI2D/MELEC) : la fréquence des courants induits dans le rotor vaut

fr = g × f

Au démarrage (g = 1), les courants rotoriques sont à 50 Hz ; à g = 4 %, ils ne sont plus qu’à fr = 0,04 × 50 = 2 Hz. Le rotor vit dans un monde électrique très lent.

Exercice type BAC corrigé

Énoncé. La plaque signalétique d’un moteur asynchrone triphasé indique : 400 V – 50 Hz – 2880 tr/min.

  1. Déterminer la vitesse de synchronisme ns et le nombre de paires de pôles p.
  2. Calculer le glissement nominal g.
  3. Calculer la fréquence fr des courants rotoriques au fonctionnement nominal.

Corrigé.

1. La vitesse réelle (2880 tr/min) est toujours juste en dessous d’une vitesse de synchronisme. À 50 Hz, les ns possibles sont 3000, 1500, 1000, 750 tr/min… La plus proche au-dessus de 2880 est ns = 3000 tr/min. On en déduit p : ns = 60 × f / p → p = 60 × f / ns = 60 × 50 / 3000 = 1 paire de pôles (moteur bipolaire, 2 pôles).

2. g = (ns − n) / ns = (3000 − 2880) / 3000 = 120 / 3000 = 0,04 → g = 4 %.

3. fr = g × f = 0,04 × 50 = 2 Hz.

Vérification rapide (réflexe à prendre) : un glissement nominal doit tomber entre ~1 et ~8 %. 4 % : cohérent. Si tu trouves 40 % ou 0,04 %, tu t’es trompé de ns ou tu as oublié le ×100.

Le calcul dans l’autre sens

On te donne parfois g et on te demande n. Il suffit de retourner la formule :

n = ns × (1 − g)

Exemple : ns = 1000 tr/min et g = 3 % = 0,03 → n = 1000 × (1 − 0,03) = 1000 × 0,97 = 970 tr/min.

Questions fréquentes

Le glissement peut-il être nul ?

En fonctionnement moteur, non : sans glissement, pas d’induction, donc pas de couple. Seule la machine synchrone tourne exactement à ns, car son rotor crée son propre champ au lieu de dépendre de l’induction.

Le glissement peut-il être négatif ?

Oui : si une charge entraîne le rotor plus vite que ns (n > ns), alors g < 0 et la machine fonctionne en génératrice asynchrone : elle renvoie de l’énergie au réseau. C’est le principe de certaines éoliennes.

Pourquoi la plaque indique-t-elle 1440 tr/min et pas 1500 ?

Parce que la plaque donne la vitesse réelle au point nominal, glissement déduit. Le « 1500 » n’est jamais écrit : c’est à toi de reconnaître la vitesse de synchronisme juste au-dessus. C’est un des pièges classiques de la lecture de plaque signalétique.

Le glissement dépend-il de la charge ?

Oui, directement : plus le couple demandé augmente, plus le rotor ralentit, plus g augmente. Le glissement nominal correspond au couple nominal ; à vide il est presque nul.