Ondulation de l'alimentation électrique : qu'est-ce que c'est, comment la mesurer et dans quels cas est-elle importante ?

La fiche technique d'une alimentation indique que l'ondulation est “ ≤ 100 mV p-p ”. Vous connectez un oscilloscope à la sortie et observez une forme d'onde qui ne ressemble en rien à une dent de scie propre de 100 mV, tandis qu'un amateur au bout du couloir vient de mesurer 1,4 V p-p à 5 V sur sa nouvelle alimentation de table et souhaite savoir si celle-ci est défectueuse (Reddit r/AskElectronics, 2025). Vous êtes tous les deux sur la même longueur d'onde : le terme “ ripple ” est trop fourre-tout. Il recouvre en réalité quatre signaux distincts, chacun ayant une cause différente, posant des problèmes de mesure différents et correspondant à quatre notions différentes de ce qui est “ acceptable ”. Ce guide les distingue les uns des autres, puis vous propose un cadre pour déterminer le niveau de pureté réellement requis pour votre rail CC.

Qu'est-ce que l'ondulation d'alimentation, au juste ? Les quatre signaux qui se cachent dans votre sortie CC

L'ondulation est la variation périodique résiduelle de la tension continue à la sortie d'une alimentation électrique (Wikipédia, “ Ondulation (électrique) ”). Cette définition est correcte, mais inutile en soi, car ce que l'on observe sur un oscilloscope n'est jamais un seul signal. Quatre composantes se superposent à cette tension continue, et une seule d'entre elles correspond à ce que les fiches techniques appellent l'ondulation :

Pourquoi cette distinction est-elle importante ? Les quatre composantes présentent des fréquences qui diffèrent de trois à quatre ordres de grandeur ; elles nécessitent des configurations de mesure différentes, endommagent des charges différentes, et une seule limite “ ≤ 100 mVp-p ” ne couvre exactement que l’une d’entre elles. Le facteur d'ondulation (l'ancien rapport RMS RF = V~AC / V~DC) ne décrit lui aussi que la partie périodique lisse, et comme il s'agit d'un rapport RMS, il semble toujours plus élevé que la valeur en mVp-p que l'on cite aujourd'hui. C'est pourquoi les deux ne semblent jamais concorder.

Petit détour rapide, car les résultats de recherche ne cessent de le mentionner : le “ ripple de l'alternateur ”, c'est-à-dire la composante alternative de la tension de charge d'une voiture que les techniciens vérifient pour évaluer l'état des diodes, correspond à une mesure différente dans un autre système. Même mot, discipline différente ; ce guide reste axé sur les alimentations électriques.

Comment mesurer l'ondulation d'une alimentation électrique : obtenir une valeur fiable

La plupart des mesures de “ mauvaises ondulations ” sont des mesures erronées. Trois paramètres déterminent si votre résultat a une quelconque signification :

• Accouplement : Utilisez un couplage en courant alternatif afin que le niveau en courant continu soit bloqué et que seule la composante résiduelle soit amplifiée. Un nombre surprenant de guides omettent de le préciser (Forum EEVblog, 2021).
• Bande passante : La limite de 20 MHz imposée par de nombreux oscilloscopes provient d'anciennes spécifications de test. Elle masque les composantes de haute fréquence, très irrégulières, des alimentations à découpage modernes. Si vous effectuez une comparaison avec une fiche technique, utilisez la même bande passante que celle employée par le fabricant (souvent 20 MHz) ; si vous cherchez à identifier un véritable problème, utilisez la bande passante maximale. La réalité peut s'avérer effrayante.
• Raccordement des sondes : Le long fil de terre d'une sonde standard fait office d'antenne. Sa boucle de terre capte les champs magnétiques générés par les courants de commutation et affiche des pics fantômes. C'est précisément pour cette raison que lorsque l'on constate que “ j'ai ajouté des condensateurs et que l'ondulation reste élevée ”, le problème provient généralement de la sonde, et non de l'alimentation (StackExchange Électronique, 2024). Utilisez un contact « tip-and-barrel », une mise à la terre par trombone ou une terminaison coaxiale de 50 Ω à proximité du condensateur de sortie (Analog Devices AN-1144).

Un instrument mérite une mise en garde à part.

C'est celui vers lequel la plupart des gens se tournent en premier :

L'astuce consistant à “ placer deux condensateurs aux extrémités du câble ”, qui circule sur les plateformes vidéo, relève d'un choix subjectif : elle simule une charge connectée, ce qui est plus réaliste qu'une simple alimentation, mais elle filtre également une partie de ce que vous pourriez avoir besoin de voir (Forum EEVblog, 2021). Déterminez d'abord lequel des quatre signaux vous souhaitez exploiter. Choisissez ensuite le paramétrage qui permet de le laisser passer.

Quel niveau d'ondulation de l'alimentation est acceptable ? Cela dépend de la charge.

Si vous demandez “ quelle amplitude d'ondulation est acceptable ? ”, vous obtiendrez des réponses contradictoires : des millivolts absolus (la spécification ATX autorise 120 mVp-p sur la ligne +12 V et 50 mVp-p sur les lignes 5 V/3,3 V, selon Tom’s Hardware), pourcentages (1% est une règle empirique couramment utilisée ; les manuels de l'ARRL recommandaient autrefois des valeurs supérieures à 5% pour un émetteur CW et à 3% pour les alimentations de plaque des amplificateurs linéaires, conformément à Groupes WSJT-X sur groups.io, 2021), et le facteur de ripple. Aucune de ces mesures n’est erronée ; chacune évalue un paramètre différent en fonction de la charge considérée. Le seul cadre de référence qui résiste à l’épreuve de la réalité classe les éléments en fonction de ce que vous alimentez.

Les quatre tranches de charge : qui s'en soucie, et à quel point ?

• Commande et immunité (bobines de relais, lampes, pompes, armoires de contacteurs) : Les ondulations ne sont ici pratiquement pas prises en compte. Ces charges disposent de marges de fonctionnement très importantes ; une variation de 100 mV sur une alimentation de 24 V n'a aucune incidence pour elles.
• Logique numérique : La plupart des cartes logiques sont équipées de leur propre circuit de régulation local, qui absorbe les ondulations de tension avant qu'elles n'atteignent les composants électroniques. Ce qui nuit réellement aux circuits logiques, ce sont les chutes de tension transitoires au point de charge. Il s'agit là d'un problème transitoire, et non d'un problème lié aux spécifications d'ondulation.
• Mesure analogique et acquisition de données : Boucles 4–20 mA, transmetteurs, circuits d'entrée ADC. Dans ce cas, l'ondulation influe directement sur le budget d'erreur. Une règle empirique avancée par les ingénieurs de terrain est qu'une valeur de 30 mV est tolérable pour une utilisation générale, mais bien trop élevée pour une logique de précision à basse tension fonctionnant à 1,8 V (StackExchange Électronique, 2020) ; ce raisonnement s’applique à tout circuit d’entrée analogique dont la référence et le signal partagent le rail.
• RF et audio : la bande la plus exigeante, où les ondulations et le bruit se transforment en bourdonnement et en interférences. C'est l'univers auquel se réfèrent les pourcentages de l'ARRL mentionnés plus haut.

Pourquoi les trois échelles dites “ acceptables ” ne concordent jamais

Les millivolts, les pourcentages et le facteur d'ondulation mesurent différentes grandeurs sur différentes lignes d'alimentation. Une ondulation de 100 mV correspond à 2% sur une ligne de 5 V et à 0,4% sur une ligne de 24 V. Une même valeur physique peut donner lieu à des interprétations opposées selon l'échelle utilisée. Le facteur d'ondulation aggrave encore la situation : comme il s'agit d'un rapport RMS, une alimentation qui semble exemplaire avec une valeur de “ 0,07 ” (7%) selon cette mesure paraît alarmante lorsqu'on la compare à une ligne de 50 mVp-p. Avant de comparer deux chiffres quelconques, placez-les sur le même rail, dans la même unité de mesure et dans les mêmes conditions. La plupart des “ conseils contradictoires ” s'évaporent lorsque vous procédez ainsi.

Une matrice de travail pour vos propres rails

Tout le principe en une phrase : un rail qui convient parfaitement à une armoire de relais peut être à l'origine d'un dysfonctionnement d'un transmetteur 4–20 mA. Déterminez d'abord la nature de la charge, puis discutez des millivolts.

Une remarque sur la fiabilité : aucun de ces groupes ne dispose d’un seuil officiel universel, car c’est la fiche technique de chaque charge qui fait autorité ; la matrice vous indique donc où chercher, et non un chiffre à prendre pour argent comptant. Et n’oubliez pas ce que les spécifications ne mentionnent jamais : le vieillissement. À mesure que les condensateurs de sortie vieillissent, l’ESR augmente et le filtrage se dégrade ; ainsi, une alimentation qui était conforme la première année peut présenter davantage de bruit au bout de cinq ans. Appelons cela le mode de défaillance “ ça marchait bien avant ”.

À la découverte de la spécification Ripple : ce que les chiffres de la fiche technique révèlent… et ce qu'ils ne révèlent pas

Une spécification telle que “ Ondulations et bruit : 120 mVp-p ” peut sembler comparable d'un fournisseur à l'autre. Ce n'est pourtant pas le cas tant que l'on ne connaît pas les conditions.

Cette image représente un montage d'essai.

Prenons une catégorie courante d’alimentations de 75 W sur rail DIN : la série NDR-75 de Mean Well indique 80 mVp-p pour une tension de sortie de 12 V, 120 mVp-p pour 24 V, et 150 mVp-p à 48 V. Ce que le tableau du distributeur ne précise pas, et ce que la fiche technique complète indique généralement en petits caractères, ce sont les conditions de mesure : la bande passante (généralement 20 MHz), les conditions de charge (souvent à pleine charge) et la méthode de terminaison (la technique du câble coaxial de 50 Ω décrite dans la note d’application d’Analog Devices, Mille cent quarante-quatre). Deux alimentations peuvent toutes deux indiquer en toute honnêteté “ 120 mVp-p ” et présenter un comportement différent en fonction de votre courant de charge, car l’une a été mesurée avec une charge de 50% et l’autre avec une charge de 100%, ou encore parce que l’une a été mesurée à 20 MHz et l’autre à pleine puissance.

En quoi les fournitures bon marché et haut de gamme se distinguent-elles réellement ?

Voici une tendance qu’il est utile de connaître : en ce qui concerne l’ondulation de commutation de base, les alimentations bon marché et celles de marque, dans une même catégorie, se situent dans la même fourchette de millivolts : on observe généralement sur le marché des valeurs comprises entre 80 et 150 mVp-p sur les rails de 12 à 48 V. C'est au niveau des trois autres signaux que l'écart apparaît. Les pics de bruit ne sont pas spécifiés (ou sont écartés par des limites de bande passante) ; la réponse transitoire n'est pas prise en compte dans la colonne « ondulation » ; et la transparence des conditions (à savoir si le fournisseur vous communique ou non la composition du produit) varie considérablement. Ainsi, lorsqu'une différence de prix vous apporte un avantage, celui-ci réside généralement dans la distinction entre les valeurs maximales et typiques, la cohérence d'un lot, des conditions de test honnêtes et une garantie qui soutient ces chiffres, et non dans une valeur d'ondulation plus faible.

Cinq questions à poser à tout fournisseur d'alimentations électriques

Et la limite que personne ne mentionne : lorsque le filtrage ne permet pas de résoudre le problème. Si vous avez déjà essayé d'utiliser des condensateurs de sortie et que l“” ondulation » est restée élevée, vous vous êtes très certainement attaqué à des pics de bruit, et non à une ondulation. Les condensateurs placés en sortie peuvent lisser la composante périodique, mais ils ne supprimeront pas les pics dont la bande passante chevauche celle du signal de commutation (StackExchange Électronique, 2024). Pour les charges exigeant une grande précision, la solution la plus judicieuse consiste souvent à utiliser un régulateur en aval (un filtre LC ou un régulateur LDO placé après l'alimentation à découpage) plutôt qu'une alimentation à découpage plus coûteuse offrant une précision nominale plus élevée.

Dépannage sur le terrain : une tension de 24 V “ sale ” a endommagé mon capteur — s'agit-il d'ondulations ou non ?

Lorsqu'un transmetteur 4–20 mA tombe sans cesse en panne ou qu'une valeur analogique dérive, l'instinct des techniciens de terrain est juste : il faut d'abord soupçonner l'alimentation électrique. “ La première chose que je vérifierais, c’est l’alimentation électrique : je m’assurerais qu’elle fournit une tension de 24 VCC propre et stable, sans pics ni ondulations ; une alimentation de mauvaise qualité peut rapidement griller les capteurs ”, a expliqué un technicien de r/PLC lors du diagnostic d’un transmetteur de pression qui avait grillé deux appareils de remplacement en quelques jours (Reddit r/PLC, 2025). Mais remarquez ce que la liste de contrôle de ce fil de discussion visait réellement : les pics lors du démarrage des contacteurs et des moteurs, la mise à la terre et la liaison équipotentielle, les fuites des variateurs de fréquence, et non la spécification relative à l'ondulation. C'est cette distinction entre les quatre signaux qui s'impose désormais sur le terrain.

1. Analyser le signal sur l'ensemble des événements de commutation : Observez ce qui se passe dès qu'un contacteur ou un moteur de l'armoire se met en marche, et pas seulement la forme d'onde en régime permanent.
2. Vérifiez la référence 0 V : La masse de l'alimentation est-elle reliée à une masse qui transporte le courant provenant d'autres équipements ? Un “ 0 V ” qui varie sous charge est un problème d'injection, et non un problème d'ondulation.
3. À surveiller : les sources externes : Moteurs pilotés par variateur de fréquence, travaux de soudure à proximité, connexion de mise à la terre corrodée sur une ligne de production. Un cas impliquant un automate programmable (PLC) a permis d'établir qu'une mise à la terre corrodée sur le moteur d'une pompe pilotée par variateur de fréquence, physiquement reliée au même réservoir, était à l'origine de pannes répétées des capteurs (Reddit r/PLC, 2025).
4. Réalisez l'expérience d'isolement : Alimentez le capteur suspect à partir d'une alimentation distincte et dédiée (ou via un isolateur de signal). S'il fonctionne dans ces conditions, cela signifie que l'alimentation n'était pas à l'origine du problème ; s'il ne fonctionne pas non plus dans ces conditions, examinez le capteur et la boucle.

Mais l'inverse est également vrai : de nombreux capteurs défectueux n'ont rien à voir avec l'alimentation. Les boucles de masse, les fuites en mode commun d'un variateur de fréquence, le soudage pendant un arrêt de production et le capteur lui-même peuvent tous être confondus avec une “ alimentation de mauvaise qualité ”. Ces quatre étapes ont justement pour but de vous empêcher de remplacer une alimentation en bon état par une meilleure et de considérer que le problème est résolu. C'est là l'erreur classique qui coûte cher et ne résout rien.

À l'attention des distributeurs : vendez le diagnostic, pas la valeur la plus faible en millivolts

Si vous vendez des blocs d'alimentation, tout ce qui précède se résume à une réalité commerciale : le client qui vous appelle pour un capteur grillé ou une boucle instable ne vous demande pas quel bloc présente le plus faible taux d'ondulation. Il vous demande si le bloc qu'il possède est à l'origine du problème, et quel produit acheter à la place. Les composants que vous vendez se situent des deux côtés de cette question.

La logique commerciale s'aligne donc sur la logique technique. Pour les charges de classe d'immunité (relais, lampes, armoires de contacteurs, soit l'essentiel du marché de la réparation et de la maintenance), l'ondulation n'est pas un argument de vente. Misez sur le prix, la disponibilité et la durabilité, et cessez de gaspiller de belles fiches techniques auprès de clients qui ne verront jamais la différence. Pour les charges sensibles (boucles 4–20 mA, transmetteurs, cartes analogiques, codeurs), vantez la transparence des spécifications plutôt que le millivolt le plus bas. Indiquez la valeur maximale (et non la valeur typique), la bande passante à laquelle elle a été mesurée et les conditions de charge ; expliquez ce que ce chiffre ne prend pas en compte (bruit, transitoires). C’est là que réside la différence entre une transaction de produit de base et une transaction consultative, et c’est la partie de la conversation qui ne peut être contournée par un prix catalogue.

C'est cette même logique qui garantit la qualité de votre service après-vente : lorsqu'un client signale une panne, procédez à un diagnostic sur site avant de proposer un produit de remplacement. Un capteur endommagé par des pics de tension et des transitoires endommagera également le produit de remplacement. C’est cette réponse honnête du type “ ce n’est pas l’alimentation qui est en cause, voici ce qu’il faut vérifier ” qui fait qu’un distributeur mérite qu’on le rappelle. Et n’oubliez pas que toute la chaîne repose sur une seule étagère : l’alimentation, le capteur et le relais qui commute la charge relèvent du même ordre, de la même armoire et, souvent, du même diagnostic.

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Références

1. Wikipédia. “ Ondulation (électricité) ”.” https://en.wikipedia.org/wiki/Ripple_(electrical)
2. Analog Devices. “ AN-1144 : Mesure de l’ondulation de sortie et des transitoires de commutation dans les régulateurs à découpage. ” https://www.analog.com/en/resources/app-notes/an-1144.html
3. Tom’s Hardware. “ Tension d’ondulation — Comment nous testons les blocs d’alimentation. ” https://www.tomshardware.com/reviews/how-we-test-psu,4042-5.html
4. Forum EEVblog. “ Mesurer l’ondulation d’une alimentation électrique grâce à cette technique. ” https://www.eevblog.com/forum/beginners/measure-power-supply-ripple-with-this-technique/
5. Electronics StackExchange. “ L’alimentation à découpage présente une tension d’ondulation élevée, quel que soit le nombre de condensateurs ajoutés. ” https://electronics.stackexchange.com/questions/707711/
6. Electronics StackExchange. “ Considérations relatives à l’ondulation de la tension de sortie. ” https://electronics.stackexchange.com/questions/501187/
7. Reddit r/PLC. “ Aide concernant un transmetteur de pression 4-20 mA. ” https://www.reddit.com/r/PLC/comments/1kragst/420_ma_pressure_transmitter_help/
8. Reddit r/AskElectronics. “ Quels niveaux de bruit/ondulation sont acceptables sur les alimentations à découpage bon marché ? ” https://www.reddit.com/r/AskElectronics/comments/1gm8h7m/
9. WSJT-X Groups.io. “ Ondulation acceptable de l’alimentation d’un amplificateur de puissance ? ” https://wsjtx.groups.io/g/main/topic/acceptable_pa_power_supply/71775932
10. OMCH. “ Alimentation à découpage ”.” https://www.omch.com/switch-mode-power-supply/
11. OMCH. “ Sélection de produits. ” https://www.omch.com/product-selection/
12. OMCH. Accueil. https://www.omch.com/