Par Joseph Nicholson, mis à jour le 24 mars 2022
(Crédit image :freeman98589/iStock/GettyImages)
Un solénoïde est un fil enroulé qui fonctionne comme un électro-aimant. Lorsque le courant électrique traverse la bobine, il crée un champ magnétique pouvant exercer une force linéaire sur un noyau ferromagnétique. Ce principe simple transforme l'énergie électrique en mouvement mécanique et constitue la base d'innombrables dispositifs, des démarreurs automobiles aux vannes industrielles.
Dans un solénoïde typique, le fil est enroulé en hélice autour d’un noyau ou d’un piston cylindrique en fer. Le champ magnétique produit possède des pôles nord et sud. Lorsque la bobine est alimentée, le champ attire le noyau vers le centre de la bobine, poussant un piston ou un plongeur vers l’avant ou le tirant vers l’arrière. La mise hors tension de la bobine réduit le champ et le noyau revient à sa position de repos, souvent aidé par un ressort.
Les électrovannes contrôlent le débit de fluide ou de gaz. Dans une vanne à action directe, la bobine sous tension tire un piston qui ouvre le siège de la vanne, permettant ainsi l'écoulement. Lorsque l'alimentation est coupée, le piston se libère et la vanne se ferme. Les vannes pilotées utilisent le solénoïde pour créer une petite ouverture ; la pression du système force alors l’ouverture de la vanne principale. Dans les deux cas, une alimentation continue est nécessaire pour maintenir la vanne ouverte.
Le solénoïde de démarreur d’une voiture en est un excellent exemple. Lorsque la clé de contact est tournée, un petit courant alimente le solénoïde, fermant ainsi un circuit à courant élevé entre la batterie et le démarreur. Une fois le moteur en marche, le solénoïde n'est plus nécessaire jusqu'au prochain démarrage. Cette fonction de relais permet à un appareil compact de gérer le courant élevé requis pour lancer le moteur.
Au-delà de leur utilisation automobile et industrielle, les solénoïdes apparaissent dans les produits de consommation :carillons de sonnette, distributeurs automatiques, brassards de tensiomètre et même pistolets de paintball. Dans une sonnette à carillon, l’attraction magnétique du solénoïde déplace un percuteur métallique qui frappe un diapason, produisant le familier « ding-dong ». Dans les distributeurs automatiques, le solénoïde déverrouille le mécanisme de distribution.
Parce que les solénoïdes peuvent être contrôlés avec précision, sont fiables et sont relativement peu coûteux, ils restent des composants essentiels des systèmes d'automatisation et de contrôle modernes.