نموذج مباراة توظيف تقنيين من الدرجة الثالثة با - المكتب الوطني للماء الصالح للشرب - تخصص الكهرباء (نموذج 3)

Ce modèle est une page de l'épreuve écrite du concours de recrutement des techniciens de 3e grade de l'ONEE (branche Eau), spécialité Électricité, niveau technicien (la feuille porte l'en-tête « ELECTRICITE — NIVEAU TECHNICIEN »). L'image disponible ne couvre que les questions 23 à 27 d'un QCM rédigé en français sur les machines électriques : couplage des transformateurs triphasés, moteurs à courant continu (excitation série et excitation indépendante) et moteur asynchrone. La date de la session et la durée ne figurent pas sur l'image. Voici une correction méthodologique proposée pour les questions lisibles, avec les règles sur lesquelles elles portent.

💡 Les questions de machines électriques aux concours de l'ONEE se résolvent avec deux formules, pas plus : l'équation de tension du moteur à courant continu U = E' + r·I et l'équation de vitesse N = (U − r·I) / (k·Φ). Écrivez la formule au brouillon avant de lire les propositions, calculez, puis choisissez : la plupart des mauvaises réponses sont conçues pour piéger celui qui répond « au feeling » (par exemple une E' supérieure à U pour un moteur, ce qui est impossible). Consacrez moins de deux minutes par question.

Transformateurs triphasés — Q23

• Ce qui est demandé : lire l'indice horaire du couplage à partir du diagramme vectoriel. L'image ne montre pas le diagramme ; voici donc la règle : la lettre majuscule désigne l'enroulement primaire (Y étoile, D triangle), la lettre minuscule le secondaire (y, d, z zigzag), et le chiffre le déphasage entre la tension du primaire et la tension homologue du secondaire, par pas de 30° (indice 5 = 150°, 6 = 180°, 11 = 330°, soit −30°).
• Méthode de lecture : placez le vecteur de la tension simple du primaire sur midi, puis regardez où se situe le vecteur homologue du secondaire : s'il est exactement en opposition, l'indice est 6 (Yy6 ou Dz6) ; s'il est en retard de 150°, l'indice est 5 (Dy5) ; s'il est en avance de 30°, l'indice est 11 (Dz11, Dy11). Les couplages les plus utilisés en distribution sont Dy11 et Dyn11, car le triangle absorbe les harmoniques de rang 3. Enfin, on ne peut jamais coupler en parallèle deux transformateurs d'indices horaires différents.

Moteurs à courant continu — Q24 à Q26

• Q24 — Pourquoi le moteur à excitation série s'emballe-t-il à vide sous sa tension nominale ? En excitation série, le courant d'excitation est le courant d'induit lui-même : le flux Φ est donc proportionnel à I. Comme N = (U − r·I)/(k·Φ) et que le flux tend vers zéro quand I tend vers zéro (absence de charge), la vitesse augmente sans limite : la vitesse est inversement proportionnelle au courant (troisième proposition). Conséquence pratique : on ne démarre jamais ce moteur à vide et on ne l'accouple jamais à sa charge par une courroie susceptible de glisser.
• Q25 — Vitesse du moteur à excitation indépendante en négligeant la chute de tension r·I : on obtient N ≈ U/(k·Φ), c'est-à-dire que la vitesse est inversement proportionnelle au flux magnétique (deuxième proposition). C'est pourquoi on règle la vitesse au-dessus de la valeur nominale par défluxage (affaiblissement du flux), et en dessous par réduction de la tension d'induit.
• Q26 — Force contre-électromotrice : la formule est E' = U − r·I. Avec les valeurs telles qu'elles ont pu être lues sur l'image (U = 230 V, I = 110 A, r = 0,5 Ω), on obtient 230 − 55 = 175 V, valeur qui ne figure pas parmi les propositions — ce qui signifie que l'une des valeurs (très probablement la résistance) est mal lisible sur l'image. La règle décisive dans tous les cas : dans un moteur, E' est toujours inférieure à U ; la proposition 235 V est donc éliminée d'emblée. Entre 210 et 225 V, retenez ce que donne la formule avec les valeurs réelles de la feuille (210 V correspond à r·I = 20 V).

Moteur asynchrone triphasé — Q27

• Courant de démarrage direct d'un moteur de 5,5 kW de courant nominal 10 A : l'ordre de grandeur connu est de 5 à 8 fois le courant nominal, soit Id ≈ 50 A (troisième proposition). 200 A est excessif (20 fois In), et 5 A ou 10 A sont incompatibles avec le phénomène de démarrage.
• Prolongement naturel de la question dans ce même concours : les procédés de limitation du courant de démarrage — démarrage étoile-triangle (divise Id par 3 et le couple par 3), résistances rotoriques (moteur à rotor bobiné à bagues), démarreur électronique progressif et variateur électronique de fréquence. Retenez aussi que le démarrage direct n'est en général admis que pour les petits moteurs.

Méthode pour le QCM de machines électriques

• Ordre de traitement : commencez par les questions de calcul direct (E', vitesse, courant de démarrage), qui sont tranchées, puis passez aux questions « pourquoi », qui testent la compréhension des formules.
• Vérifiez toujours la vraisemblance physique : E' < U pour un moteur, E > U pour une génératrice, Id entre 5 et 8 In, glissement g compris entre 0 et 1 en fonctionnement moteur.
• Transformateurs : associez chaque indice horaire à un angle (indice × 30°) au lieu de retenir les symboles comme des noms abstraits.
• Résultat absent des propositions ? Contrôlez vos unités (kW ou W, Ω ou mΩ) avant de mettre en doute la formule.

📌 À réviser : les cours de machines électriques de niveau technicien spécialisé — transformateur triphasé (couplages et indices horaires, conditions de mise en parallèle), moteur à courant continu (équations U = E' ± rI et E' = kΦN, modes d'excitation et leurs caractéristiques), moteur asynchrone (glissement, courant et couple de démarrage, procédés de démarrage) — ainsi que les bases de la sécurité électrique (NF C 18-510), qui reviennent souvent aux concours de l'ONEE. Pensez aussi à travailler les autres modèles de concours de l'ONEE et les questions de l'entretien oral.