Interrupteur avec variateur de luminosité : fonctionnement, critères de sélection et aperçu des fabricants

Avec le temps, les appareils techniques domestiques évoluent, devenant plus sûrs et plus confortables à utiliser. Il y a relativement peu de temps, les gradateurs – des appareils qui modifient la puissance des lampes – sont entrés dans le grand public.

Un interrupteur d'éclairage avec variateur de luminosité présente un confort d'utilisation particulier – un dispositif qui ne se distingue pratiquement pas extérieurement d'un appareil ordinaire.

Examinons ensemble les caractéristiques constructives des dispositifs avec variateur, leurs avantages et inconvénients, ainsi que les options de branchement.

Structure de l'interrupteur avec variateur

Un variateur est un dispositif spécial dont la fonction est de réguler progressivement le niveau d'éclairage artificiel. À l'aide d'un variateur, il est possible de transformer une pièce en y créant une pénombre ou en l'inondant de lumière.

Le premier appareil à principe mécanique a été breveté dans les années 1890 aux États-Unis. Il était utilisé pour assombrir progressivement une salle de théâtre.

Les fonctions typiques de ces dispositifs, qui permettent de faire varier la tension des appareils de 0 à 220 volts, sont l'allumage et l'extinction des luminaires, ainsi que la modification du niveau d'éclairage.

L'ensemble des options des appareils modernes est beaucoup plus large. On peut les programmer pour un arrêt automatique en réglant l'heure sur une minuterie, ou définir une simulation d'effet de présence. Cela implique l'allumage/extinction ainsi que le changement de luminosité pendant une période donnée, par exemple sur une journée selon un mode défini.

Des variantes d'appareils permettant un contrôle à distance ou vocal ont également été largement adoptées. Tous ces variateurs s'intègrent parfaitement dans le système de « maison intelligente » et y jouent un rôle important.

Modèles d'interrupteurs à variateur

Sur le marché spécialisé, une large gamme de modèles est disponible, que l'on peut classer sur la base de différents critères :

• du principe de fonctionnement ;
• des particularités de conception ;
• de l'équipement de réglage ;
• de la compatibilité avec les lampes de différents types.

Examinons ces classifications plus en détail.

Gradateurs thermostatiques et à triac

Selon le principe de fonctionnement, tout l'équipement peut être divisé en deux grands groupes fondamentalement différents.

Variateurs à base de rhéostat

À l'origine, les gradateurs étaient fabriqués à l'aide d'un ensemble de résistances. En modifiant la résistance à l'aide d'un levier, on pouvait régler l'éclairage. Lorsque cette valeur augmentait, l'intensité du courant diminuait et la lumière de la lampe devenait plus faible. Inversement, en diminuant la résistance, on pouvait augmenter le flux lumineux.

Ces dispositifs ont une structure assez simple, mais chez différents fabricants, les gradateurs diffèrent en raison de la qualité d'assemblage et des composants utilisés. Cette variabilité affecte la stabilité de fonctionnement (en particulier à basse tension) et la douceur du réglage.

Structure d'un gradateur de type rhéostat. L'inconvénient de ces appareils est leur manque d'efficacité énergétique, en particulier lorsqu'ils sont utilisés avec des lampes à incandescence.

Les gradateurs à rhéostat convertissent l'énergie lumineuse en énergie thermique, de sorte que leur utilisation ne réduit pratiquement pas la consommation d'électricité.

Gradateurs à base de triacs

Une variante plus moderne est constituée par les dispositifs basés sur un triac – un composant semi-conducteur.

Le principe de fonctionnement de ces dispositifs est le suivant. Pour allumer la lampe, il faut qu'un courant traverse le triac, c'est-à-dire qu'il faut créer une certaine tension entre les électrodes. On y parvient en chargeant un condensateur à partir du potentiomètre R, ce dernier modifiant alors l'angle de phase.

Ce schéma présente une version simplifiée d'un gradateur pouvant être utilisé pour contrôler l'éclairage de divers appareils d'éclairage.

Dès que la tension aux bornes du condensateur atteint une certaine valeur, le triac s'ouvre, permettant ainsi au courant électrique de passer. La résistance de l'appareil diminue alors, ce qui fait que l'ampoule brille plus fort. Ce processus se produit aussi bien avec les demi-ondes positives que négatives. Cela s'explique par la symétrie du diac et du triac, pour lesquels le sens du flux d'électrons importe peu.

La tension sur la charge active est une alternance de demi-ondes positives et négatives, qui se succèdent à une fréquence de 100 Hz. En raison de segments extrêmement courts à basse tension, un scintillement peut se produire, dont sont dépourvus les gradateurs à rhéostat ainsi que les variateurs de lumière équipés de convertisseurs de fréquence.

Particularités de conception des variateurs

Du point de vue de la conception, on peut distinguer plusieurs types d'appareils, les plus courants étant les modulaires, les monoblocs et les boîtiers.

Variateurs de lumière modulaires

Les tableaux électriques de distribution sont généralement équipés de variateurs de ce type. Ces dispositifs se marient parfaitement avec les lampes à incandescence et les appareils halogènes équipés de transformateurs abaisseurs.

Aspect extérieur et schéma de fonctionnement d'un gradateur modulaire. Ce type de gradateur est le plus souvent utilisé dans les lieux publics : pour l'éclairage des halls, des paliers d'escalier et des espaces similaires.

Ces appareils se commandent à l'aide d'une touche ou d'un bouton. En appuyant rapidement, l'utilisateur allume ou éteint la lampe ; en maintenant le doigt appuyé pendant cinq secondes ou plus, il accède au mode de réglage du flux lumineux.

Gradateurs pour installation dans une boîte d'encastrement

Ces gradateurs se montent dans les boîtes utilisées pour les interrupteurs et les prises. Ils peuvent être associés à des lampes à incandescence et à des lampes halogènes, qu'elles soient équipées de transformateurs électroniques ou abaisseurs, générant une charge capacitive ou inductive.

La figure présente le schéma d'un dispositif de gradation installé dans une boîte d'encastrement.

Pour commander les gradateurs de ce type, un bouton monté sur l'appareil installé suffit. L'installation se fait comme pour un interrupteur traditionnel, en respectant strictement la polarité.

Pour plus de détails sur la façon de choisir un variateur pour lampes à incandescence, vous pouvez lire ce document.

Dispositifs monoblocs et leurs types

Ces appareils forment un bloc unique installé dans une boîte d'encastrement comme un interrupteur traditionnel. Pour installer un tel dispositif, il faut d'abord prévoir une cavité de montage dont la taille dépend des caractéristiques du gradateur (la gamme de dimensions commence à 26 mm).

Les fabricants proposent une large gamme de modèles monoblocs, se distinguant par leurs dimensions, leurs couleurs et leur design. Il est ainsi possible de choisir un appareil pour n'importe quel intérieur, même le plus raffiné.

Les gradateurs de ce type sont particulièrement recommandés pour une installation dans des cloisons minces, où l'épaisseur insuffisante des murs rend difficile la mise en place d'appareils ordinaires. La différence entre les monoblocs et la catégorie précédente réside dans le raccordement à deux fils, ce qui les insère dans la coupure du circuit de phase de la charge.

En ce qui concerne le mode de réglage des dispositifs monoblocs, on peut également distinguer plusieurs variétés :

• à poussoir rotatif ;
• à touches ;
• rotatifs
• tactiles ;
• à distance.

Ces variantes sont présentées ci-dessous.

L'allumage des appareils à pression et rotation s'effectue en appuyant sur la poignée de la touche, tandis que sa rotation permet de régler le niveau de lumière.

Compatibilité des gradateurs et des lampes

Lors du choix des gradateurs, il faut prêter attention aux types d'appareils d'éclairage pour lesquels ils sont conçus.

Pour les lampes à incandescence ainsi que les lampes halogènes conçues pour une tension standard, presque tous les appareils conviennent. Il est seulement important de se rappeler qu'en diminuant la tension, la couleur du flux lumineux change. À basse tension, il prend une teinte rougeâtre, non seulement désagréable mais aussi nocive pour les yeux.

Pour réguler les appareils halogènes basse tension (12-24 V), des dispositifs compatibles avec les transformateurs abaisseurs (RL) conviendront. Si un transformateur électronique est prévu, il est recommandé de privilégier un modèle de gradateur portant le marquage C.

Les dispositifs de régulation pour les sources lumineuses basse tension sont généralement dotés de mécanismes assurant une mise en marche/arrêt progressif. Il est important de noter que ces dispositifs sont particulièrement sensibles aux variations de tension du réseau, ce qui peut entraîner une réduction significative de leur durée de vie.

Les appareils compatibles avec différents types de lampes permettent d'embellir la pièce tout en la rendant plus confortable. Les interrupteurs au design attrayant sont également un excellent complément à l'intérieur.

Les gradateurs pour circuits électriques haute tension sont le plus souvent utilisés pour régler le niveau de luminosité des salles de théatre. Comme cela entraîne une consommation d'énergie importante, il est important de s'assurer que le modèle de gradateur choisi est conçu pour des charges importantes.

Dans la conception des interrupteurs avec gradateurs destinés aux sources d'éclairage fluorescentes, un dispositif de démarrage spécial est prévu pour convertir la fréquence d'alimentation dans la plage de 20-59 kHz. Cela permet de modifier les valeurs du courant traversant le circuit, ce qui permet d'influer sur le niveau de luminosité des lampes.

Le fonctionnement des variateurs utilisés pour les luminaires LED repose sur la méthode de modulation par largeur d'impulsion. Le réglage du niveau de puissance du flux lumineux s'effectue en modifiant la durée des impulsions de courant envoyées aux LED avec une amplitude optimale ajustée. Grâce à la fréquence élevée des impulsions, atteignant 0,3 MHz, le scintillement des lampes, nocif pour la vue, est éliminé.

Les marquages apposés sur ces appareils permettent de connaître les caractéristiques des variateurs et leur compatibilité avec divers dispositifs d'éclairage :

• La lettre latine R apposée sur le variateur indique qu'il peut être utilisé pour régler la lumière des lampes à incandescence ayant une charge « ohmique » ou « résistive ».
• La désignation par la lettre L permet de travailler avec des transformateurs abaisseurs de tension et une charge inductive.
• La lettre latine C indique que l'appareil peut être combiné avec des transformateurs électroniques (charge « capacitive »).

Un symbole spécial indiquant l'autorisation de réglage de l'éclairage est également apposé sur les lampes fluorescentes et les lampes à économie d'énergie.

Avantages et inconvénients des gradateurs

Parmi les avantages des interrupteurs de différents types avec variateurs, on peut citer le démarrage progressif du système d'éclairage, ce qui permet d'augmenter considérablement la durée de vie des appareils d'éclairage (la durée d'utilisation des lampes à incandescence augmente alors jusqu'à 40%).

Les variateurs peuvent être utilisés non seulement pour contrôler la lumière, mais aussi pour réguler la tension d'autres appareils (bouilloires, fers à repasser, chauffages). Il est important de respecter la correspondance entre la puissance du dispositif et la charge qui lui est appliquée.

Ces appareils offrent des possibilités illimitées pour la décoration intérieure. Ils permettent facilement de réaliser un éclairage ponctuel d'une zone choisie, de créer des jeux de lumière intéressants. Une qualité précieuse des variateurs est également la capacité de contrôler les sources lumineuses à distance ou par le son.

Cependant, ces appareils ont aussi leurs inconvénients. Les variateurs ne peuvent être utilisés que pour contrôler des sources lumineuses dont la puissance correspond à la puissance de l'appareil. En raison des particularités de la tension de sortie, les transformateurs abaisseurs peuvent fonctionner de manière incorrecte.

Les dispositifs peuvent créer des interférences électromagnétiques, ce qui perturbera le fonctionnement de la radio et d'autres appareils. Certains types de lampes (en particulier celles équipées de dispositifs supplémentaires – ballast électronique, driver) ne peuvent en principe pas être combinés avec des variateurs. Le rendement des variateurs lorsqu'ils fonctionnent avec des lampes à incandescence est assez faible. La diminution de la luminosité des lampes a peu d'effet sur la consommation d'énergie, qui se transforme en chaleur au lieu de lumière.

Trois schémas de branchement principaux

Les gradateurs de lumière s'intègrent dans la coupure du circuit d'alimentation, ce qui permet à ces appareils de réguler la tension fournie aux dispositifs d'éclairage. Plusieurs schémas de montage sont possibles.

Une option typique, particulièrement recommandée pour le raccordement de dispositifs rhéostatiques et tactiles, est un appareil commandé depuis un seul endroit.

Dans les chambres à coucher, on utilise souvent une commande depuis deux endroits. Dans ce cas, un appareil est installé près du lit, l'autre est raccordé à l'entrée, ce qui permet de modifier la luminosité de l'éclairage tout en restant allongé.

Sur l'illustration présentée, vous pouvez voir deux variantes de raccordement du gradateur : la variante standard et la variante à plusieurs boutons, qui permet de commander l'appareil depuis plusieurs endroits à la fois.

Le schéma universel suppose un réglage depuis un seul endroit et une commande depuis deux endroits. Dans cette configuration, un interrupteur est installé à l'entrée, tandis que les appareils de commande sont placés dans deux zones différentes de la pièce.

Dans les grands espaces (notamment de forme allongée), il est recommandé d'utiliser un schéma où le réglage s'effectue également depuis un seul endroit, mais la commande depuis trois endroits. Dans ce cas, il convient d'utiliser des gradateurs de lumière de passage, qui permettent d'allumer une lampe dans une zone spécifique de la pièce tout en éteignant les dispositifs d'éclairage dans d'autres zones.

Examinons une série des variantes les plus populaires de raccordement des gradateurs : directement à l'interrupteur, de type encastré et avec un bouton déporté.

Le variateur se connecte à l'interrupteur

Pour effectuer le montage, il est nécessaire de couper le courant électrique. Après vous être assuré que le courant n'atteint pas les bornes de l'appareil, vous devez retirer l'interrupteur. Tout d'abord, retirez le capot de l'appareil (panneau à une ou deux touches) qui recouvre les éléments de connexion.

Ensuite, à l'aide d'un tournevis, desserrez les vis de fixation, puis retirez délicatement l'ensemble du mur. Veillez à préserver l'intégrité de la gaine isolante des fils. Si elle est accidentellement endommagée, vous devez immédiatement envelopper les dommages avec du ruban isolant. La dernière étape consiste à déconnecter les fils des bornes.

Après cela, vous pouvez procéder à l'installation du gradateur. Connectez les fils aux bornes de l'appareil, puis vérifiez la solidité de la fixation. Il faut noter que la partie du fil dépassant de la borne ne doit pas être dénudée sur plus de 0,3 cm. L'excédent peut être coupé ou isolé.

Sans endommager l'isolation des fils, placez le gradateur à l'emplacement où se trouvait l'interrupteur. Appuyez l'appareil contre le mur et fixez-le avec des vis. Toutes les autres parties de l'ensemble sont également raccordées au gradateur.

Après la fin des travaux, il faut rétablir l'alimentation électrique et essayer le processus de réglage de la lumière afin de vérifier le bon fonctionnement de l'appareil.

Branchement d'un interrupteur avec gradateur intégré

Dans le commerce, on trouve souvent des interrupteurs dont la conception intègre un élément qui régule la luminosité. Leur installation ne diffère pas de celle d'un appareil ordinaire.

Dans un trou spécialement percé dans le mur, on insère l'interrupteur dont on a préalablement retiré le capot supérieur. Le dispositif est raccordé au câblage et fixé avec des vis. Comme dans le cas précédent, il est nécessaire de contrôler la qualité du fonctionnement : après la mise sous tension, l'appareil doit permettre de faire varier l'éclairage.

Branchement d'un dispositif avec bouton déporté

Pour la chambre à coucher, il est très pratique de raccorder un variateur de lumière en même temps qu'un simple interrupteur, le variateur étant installé près du lit afin de pouvoir régler le niveau d'éclairage directement depuis le lit.

L'ensemble d'un tel appareil comprend des boutons de réglage supplémentaires qui peuvent être installés à une distance allant jusqu'à 50 mètres du variateur.

Malgré les divers schémas de raccordement des variateurs, il faut toujours respecter la règle principale – l'installation se fait en série à partir de la source électrique et du câble de phase.

Pour le montage de l'appareil, le fil de phase est amené à la borne n°1 du variateur et aux premières bornes des boutons déportés. Depuis les secondes bornes des boutons déportés, le fil est renvoyé à la borne B du variateur. La charge est quant à elle raccordée à la borne n°2 du variateur et au fil neutre N.

Nous vous recommandons également de consulter le guide étape par étape pour le branchement du variateur. Pour en savoir plus – suivez ce lien.

Principaux fabricants de variateurs

Les interrupteurs dotés d'une fonction de régulation de la lumière figurent dans les catalogues de nombreuses entreprises spécialisées dans la fabrication d'équipements électriques. Citons seulement quelques-unes d'entre elles.

Schneider Electric (France). Une entreprise d'ingénierie énergétique fondée dès 1836. Les variateurs de lumière (Unica, Merten) se distinguent à la fois par une bonne qualité de fabrication et par un design élégant (forme profilée, large gamme de couleurs), ce qui en fait un ornement d'intérieur.

Teco. L'entreprise tchèque Teco a débuté ses activités en 1919, en lançant la fabrication d'équipements pour télégraphes et téléphonie. Actuellement, c'est un leader mondial des capteurs, boutons tactiles et dispositifs similaires. Une grande place dans le catalogue est consacrée aux variateurs de lumière, qui séduisent par la combinaison d'excellentes caractéristiques de fonctionnement et d'un coût abordable.

Jung. Entreprise familiale allemande avec plus d'un siècle d'histoire, elle propose une large gamme de produits électriques et d'équipements spécialisés, y compris des variateurs de lumière. Tous les produits de l'entreprise se caractérisent par des paramètres techniques élevés, une fonctionnalité, une excellente qualité de fabrication et de composants, ainsi qu'un design soigné.

Legrand. Entreprise française fondée en 1886, elle est actuellement leader dans la fabrication d'équipements électriques. Les produits de l'entreprise sont utilisés à des fins domestiques et industrielles, et équipent également les bâtiments administratifs.

L'entreprise accorde une grande importance au développement de technologies innovantes en menant ses propres recherches scientifiques. L'usine fabrique des modèles de variateurs de haute technologie qui s'intègrent parfaitement dans les systèmes «Maison intelligente».

Gira (Allemagne). Fondée en 1905, l'entreprise allemande a aujourd'hui des représentations dans 37 pays du monde, y compris la Russie. L'entreprise se caractérise par une réactivité rapide aux demandes des consommateurs.

Pour y parvenir, l'entreprise s'appuie sur une veille constante du marché spécialisé ainsi que sur ses capacités de production et de recherche. Les gradateurs fabriqués par l'entreprise se caractérisent par un design classique universel et une qualité irréprochable, ce qui garantit une utilisation durable.

En outre, le marché propose également des modèles de qualité d'autres marques, par exemple, du groupe allemand Simens ou de l'entreprise polonaise Godiva.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Dans la vidéo, vous pouvez entendre l'avis d'un spécialiste sur les modèles d'interrupteurs les plus populaires avec différents types de gradateurs, ainsi que des conseils de branchement :

Comment installer un gradateur à bouton par vous-même :

Sur l'interaction entre les gradateurs et les lampes :

Un variateur de lumière, qui permet de modifier le niveau de luminosité, – un appareil confortable permettant de créer une ambiance chaleureuse dans une pièce et de réduire la consommation d'énergie. La gamme de tels produits présentée est assez large. Pour ne pas vous tromper dans le choix, vous devez prendre en compte la puissance des lampes avec lesquelles il sera utilisé, les caractéristiques de conception de l'appareil, son emplacement prévu, ainsi que son aspect extérieur.

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