Qu’est-ce qu’un ballast électronique?

Qu’est-ce qu’un ballast électronique?

Publié le:19 Mar 2021

À quoi sert un ballast électronique?

Les lampes HID de: Sodium Haute Pression (HPS), Halogénure Métallique (MH) et Halogénure Métallique céramique (CMH ou LEC) ne peuvent pas être branchées directement au secteur, car elles ne s’allumeraient pas. Ces lampes ont besoin d’un dispositif qui leur permettent de démarrer avec une décharge de haute tension initiale, pour maintenir un voltage différent de celui du réseau électrique.

Quels sont les différents types de ballasts présents sur le marché?

L’éclairage avec des lampes de Haute Pression Sodium requiert l’utilisation de ballasts depuis les années 30. Les ballasts magnétiques sont utilisés depuis toujours, mais les ballasts électroniques sont employés depuis plus de dix ans.

Les ballasts électroniques sont utilisés comme composant indépendant et adaptés aux installations d’éclairage. Ils sont également intégrés dans les appareils d’éclairage professionnels, comme luminaires techniques de culture.

Il existe aussi des ballasts électroniques pour lampes de CMH ou LEC, qui contrairement aux précédents, sont de basse fréquence, avec une sortie comprise entre 400 Hz et 800 Hz pour la lampe.

Les puissances les plus habituelles pour les ballasts magnétiques ou électroniques pour l’horticulture sont: pour HPS et MH 250 W, 400 W, 600 W, 750 W, 1 000 W et pour CMH 315 W, 630 W, 945 W.

De quoi sont fait les ballasts?

Il existe deux technologies de ballasts: les magnétiques et les électroniques ou numériques.

Les ballasts magnétiques se composent principalement d’une bobine électrique et d’un démarreur et ils sont moins performants.

Les ballasts électroniques ou numériques, réalisent leur fonction en modifiant la fréquence électrique avec des composants électroniques.

Comment fonctionnent les ballasts électroniques pour l’horticulture?

Les ballasts magnétiques, plus rudimentaires et moins efficients, possèdent une bobine pour créer un champ magnétique et obtenir ainsi le voltage dont les lampes ont besoin.

Les ballasts électroniques ou numériques atteignent le même objectif en modifiant la fréquence de sortie de la lampe.

Tous deux ont besoin d’allumer la lampe avec une décharge supérieure à 2 500 volts, généralement de 5 000 volts. Ils la maintiendront allumée en l’alimentant avec un voltage différent de celui du secteur.

Leur mission principale est l’allumage et la stabilisation.

À quelle fréquence travaille un ballast?

Les ballasts magnétiques dépendent de la fréquence du secteur. Généralement 50 Hz en Europe, Australie et Asie et 60 Hz en Amérique. Le ballast doit être conçu pour une fréquence concrète. Il ne faut pas utiliser des ballasts de 60 Hz sur des branchements de 50 Hz, ni le contraire. Les principes magnétiques sur lesquels ils se basent doivent être calculés pour une fréquence constante. La fréquence du réseau sera la même que celle que reçoit la lampe.

Les ballasts électroniques dépendent de la conception du fabricant. Ces ballasts permettent généralement un branchement à 50 Hz ou 60 Hz sans nuire au fonctionnement. La fréquence que reçoit la lampe est quant à elle totalement différente. Pour obtenir un rendement optimal avec les lampes de sodium haute pression et halogénure métallique, nous recommandons une fréquence supérieure à 50 Khz, ce qui équivaut à 50 000 Hz pour CMH, entre 400 Hz et 800 Hz.

Ballasts électroniques versus ballasts magnétiques: différences et avantages

Un ballast magnétique est limité par le principe de la physique magnéto-électrique employée pour son fonctionnement. Son principal et unique avantage est son prix. Mais il n’est pas justifié car ses prestations sont excessivement basses.

Un ballast électronique possède de nombreux avantages qui justifient un investissement économique supérieur, amorti rapidement.

Fréquence de sortie.
Les plantes utilisent l’énergie sous forme de lumière pour réaliser leur processus de photosynthèse. Si le flux de lumière clignote, le processus de transformation de lumière en sucres que réalise la photosynthèse est lui aussi intermittent et il ne sera pas fluide et constant.

La sortie d’un ballast électronique est de haute fréquence, ce qui offre un flux électronique pratiquement constant vers la lampe. Cela se traduit par une énergie sans clignotement pour les plantes.

Réglage de la puissance.
La plante n’a pas toujours besoin de toute l’intensité de la lampe. Les premières phases de croissance exigent une intensité inférieure. Les ballasts électroniques permettent de régler la puissance de sortie et donc de réduire l’intensité de la lumière de la lampe, ce qui se traduit par une baisse de la consommation électrique. Or, la réduction des frais d’électricité est l’une des raisons qui justifie la différence du prix de l’appareil par rapport aux ballasts magnétiques.

Stabilisateur de tension.
Le stabilisateur de tension adapté au design n’est pas implanté sur toutes les marques de ballasts électroniques. Or, c’est l’une des principales différences comparé avec les ballasts magnétiques.
Il n’est pas possible de contrôler le voltage qui alimente l’installation de façon précise car cela dépend de nombreux facteurs liés à la compagnie d’électricité et à l’installation.

Mais si le voltage qui alimente le ballast magnétique est plus bas que la normale, ce qui est d’ailleurs assez fréquent, la puissance fournie à la lampe sera plus faible et la plante recevra moins d’énergie, ce qui nuira à sa production.

Or, cela n’a pas lieu avec un ballast électronique doté d’un stabilisateur de tension adéquat. Les variations de tension sont compensées par des pics d’intensité pour que la lampe soit toujours alimentée à la même puissance, sans que les altérations électriques du secteur affectent le rendement de la récolte.

Qualité du secteur.
La qualité du courant électrique joue un rôle important, puisque les ballasts électroniques corrigent le facteur de puissance en évitant de contaminer le réseau électrique dans les grandes installations de serres. Ainsi, les centres de transformation ne sont pas endommagés et les compagnies électriques n’ont pas besoin de réviser les lignes électriques.

Medidas de seguridad.
Sus diferentes medidas de seguridad implementadas en el diseño electrónico permiten, entre otras cosas, encender las lámparas en condiciones que los balastros magnéticos no podrían.

Mesures de sécurité.
Les différentes mesures de sécurité implantées dans le design électronique permettent, entre autres choses, d’allumer les lampes dans des conditions que les ballasts magnétiques ne pourraient pas.

Par exemple, lorsque les lampes à haute pression sont chaudes, en raison d’une mini coupure d’électricité, un ballast magnétique ne peut pas rallumer la lampe immédiatement. Cela provoque une consommation électrique excessive, qui dure plusieurs minutes, pouvant même déconnecter les interrupteurs de sécurité, et obligeant à une intervention de l’homme. En outre, les tentatives constantes d’allumage, plusieurs en une seconde durant plusieurs minutes, réduisent la durée de vie de la lampe.

Un ballast électronique allume toujours la lampe à la première tentative.

Comment choisir un ballast pour la culture?

Malheureusement, il n’est pas facile de choisir un bon ballast électronique pour garantir les meilleurs résultats, car les points à prendre en compte sont nombreux. Parmi les plus importants et faciles à identifier, nous pouvons citer :

Le voltage d’entrée.
Toutes les marques n’offrent pas des ballasts électroniques avec un bon stabilisateur de tension implanté dans le design électronique.

La compagnie électrique ne fournit pas le voltage exact, il y a des fluctuations de tension compris dans une marge à la hausse ou à la baisse.Par exemple, si le contrat d’électricité indique 230 V, les voltages fournis sont généralement compris entre 210 V et 245 V, voir beaucoup moins. Cela dépend de nombreux facteurs : de la distance jusqu’au centre de transformation, de la qualité du câblage électrique dans la zone alimentée, de l’occupation de la ligne ou même de la qualité de l’installation du client.

Plus le rang de voltage de fonctionnement d’un ballast électronique (impossible avec les ballast magnétiques) est élevé et mieux il s’adaptera aux fluctuations électriques, en faisant que l’efficacité de l’installation et le rendement de la plantation soit stable et contrôlé, puisqu’il ne sera pas soumis aux baisses de tension du réseau.

Facteur de puissance.
Le facteur de puissance idéal est 1. Les caractéristiques techniques d’un ballast électronique avec un bon facteur de puissance peuvent indiquer un facteur de puissance (PF Power Factor) > 0,99. Ceux qui indiquent PF >0,9 ou PF >0,8 peuvent être améliorés.

Une installation professionnelle ne doit pas polluer le réseau électrique en compensant le facteur de puissance excessive avec des ballasts électroniques.

THD ou taux de distorsion harmonique.
L’électronique de haute fréquence présente de grands avantages pour produire des appareils bon marché, compacts et performants. Toutefois, l’un des aspects les plus complexes à contrôler reste celui de la pollution de l’installation sous forme d’harmoniques. Cela provoque des sauts sur les interrupteurs différentiels si la THD est supérieure à 10 %. Dans de tels cas, vous pouvez le compenser en réalisant des regroupements avec un plus petit nombre de ballasts électroniques par interrupteur différentiel.

Fréquence de sortie.
La fréquence de sortie sera la fréquence à laquelle fonctionnera la lampe. Sur les ballasts pour lampes de 230 V, les fréquences doivent être de >50 Khz, tandis que sur les ballasts pour les lampes de 400 V elles doivent être de l’ordre de >80 Khz. Ou, dans le cas des lampes de technologie CMH ou LEC, entre 400 Hz et 800 Hz.

Voltage de sortie.
Les ballasts pour lampes de sodium haute pression ou halogénure métallique sont fournies avec 2 voltages de sortie différents:
Jusqu’à 600 W, généralement de 230 V.
Plus de 600 W, généralement de 400 V.
Cette règle est la plus habituelle sur le marché.

Ces valeurs de V ne correspondent pas à des valeurs réelles de voltage, car les lampes qui indiquent 230 V ont une tension nominale de travail qui avoisine les 110 volts, contre 250 volts pour celles qui indiquent 400 V. Il ne faut donc pas prendre ces valeurs V de sortie comme des valeurs de voltage réelles. Il s’agit simplement d’une façon de les distinguer.

Il est important de choisir la bonne lampe pour le bon ballast et vice-versa. Il existe des marques qui fabriquent des lampes et des ballasts de 1 000 W en 230 V, mais cela n’est pas très fréquent. Certaines marques fabriquent aussi des lampes de 600 W et des ballasts de 400 V.

Pour les puissances de 600 W, il y a encore quelques années, on pouvait trouver de grandes différences en matière d’intensité lumineuse entre les lampes de 400 V et celles de 230 V, mais aujourd’hui, ces différences n’existent plus et il est fréquent de trouver des lampes de 230 V pour 600 W.

Pour les lampes de 1 000 W, employées généralement dans les luminaires professionnels, le standard est de 400 V, avec de hautes prestations.

Sélecteur de puissance.
Il est toujours important de réduire la consommation électrique, c’est pourquoi il est très intéressant de pouvoir adapter l’intensité de la lumière que reçoit la plante pendant les différentes étapes de croissance. Un ballast électronique doit permettre le contrôle de la puissance.

Connexion de contrôle.
Les ballasts électroniques les plus avancés et innovateurs permettent de brancher un appareil de contrôle pour pouvoir contrôler tous les ballasts d’une installation, via un contrôleur. Cela permet de centraliser le contrôle, la programmation de l’allumage, l’arrêt et la régulation de puissance, à travers un seul point. Le travail sur l’installation est ainsi plus rapide et facile.

Les meilleurs ballasts pour la culture

Ce sont les ballasts qui s’adaptent le mieux aux besoins de l’installation et de la culture. Mais ils sont aussi ceux qui ont un meilleur rang de stabilisation du voltage et sont fabriqués avec des composants électroniques durables. Ils offrent aussi plus d’années de garantie. Car le fabricant mise sur le bon travail d’ingénierie et de contrôle de la qualité.

Installation d’un ballast de culture

Emplacement.
Il est important de choisir le lieu adéquat pour installer un ballast. Les caractéristiques techniques du ballast doivent indiquer le rang de température ambiante pour lequel il a été conçu. La limite est généralement comprise entre 30 ºC et 40 ºC. N’installez jamais un ballast sur la lampe ou sur le réflecteur où il recevra la chaleur directe ou indirecte de la lampe.

Distance de la lampe.
En général, la quasi-totalité des marques permettent de faire des installations à une distance supérieure à 10 mètres entre le ballast et la lampe. Il est important de savoir que la fréquence, le voltage, et l’intensité qui circulent entre la sortie du ballast et la lampe ne sont pas les mêmes qu’à l’entrée du ballast.

Il est donc recommandé que le ballast soit le plus près possible de la lampe. En effet, chaque mètre de câble compte… énormément. En obtenant des pertes d’énergie notables à des distances supérieures à 5 mètres.

Les installations de ballasts centralisées sont déconseillées en cas de longue distance entre les ballasts et les lampes. Ils fonctionnent, mais cette méthode n’est pas la meilleure en raison des pertes électriques qu’implique ce modèle d’installation.

Connexion
Les installations doivent toujours être réalisées par du personnel technique qualifié et agréé, conformément aux normes d’installation locales.

Il est important de dimensionner correctement la section du câblage électrique où seront branchés les ballasts, sans oublier la section du câble comprise entre la lampe et le ballast, que nous recommandons de 3 ×1,5 mm² dans le cas de ce dernier.

Fixez le réflecteur à l’emplacement choisi.

Fixez l’emplacement du ballast.
Si vous choisissez une installation murale pour le ballast, celui-ci doit être en position verticale pour favoriser la convection d’air et optimiser le refroidissement passif. Vous pouvez aussi l’installer en position horizontale.

Branchez correctement les câbles, en respectant les normes d’installation de votre pays.

Utilisez les câbles d’alimentation fournis avec le ballast. Ou branchez-les au secteur avec un câble dont la section est suffisante pour la puissance nécessaire. Il est très important de brancher correctement les câbles à la terre et de s’assurer que l’installation est dotée d’une prise à la terre correcte.

Installez des protections magnétothermiques et des différentiels conformes aux normes locales relatives aux installations électriques de votre pays.

Branchez l’appareil et sélectionnez la puissance nominale pendant les 100 premières heures de fonctionnement. Cette condition est primordiale pour les lampes neuves. Si vous ne le faites pas au cours des 100 premières heures, vous réduirez considérablement la durée de vie de la lampe. À l’issue des 100 premières heures, vous pouvez régler la puissance.