Le bloc d'alimentation a longtemps été le parent pauvre de nos chères configuration. Pourtant, depuis plusieurs années, le cube tout gris dont on ne souciait guère est devenu peu à peu une pièce importante, dont le choix est important. Les constructeurs Antec, Enermax, Corsair et autres se sont spécialisés sur ce secteur, où avant il n'y avait que de vagues fournisseurs inconnus.

Mais avant d'aller plus loin, il est temps de s'arrêter sur ce qu'est réellement une alimentation, sur comment cela fonctionne, pour bien comprendre les caractéristiques techniques mises en avant par les commerciaux des marques précitées.


Rôle du bloc d'alimentation

L'objectif du bloc d'alimentation est relativement simple. D'un côté, on a la prise électrique murale. De l'autre, on a les composants du PC. La prise électrique murale ne peut pas fournir directement l'énergie aux composants électroniques, car ils utilisent des tensions différentes. L'alimentation va avoir pour but de réaliser la conversion.

En France, ce qui sort de la prise, c'est une tension du 230V alternatif. Ce qu'il y a dans le PC fonctionne en +12V, mais certains éléments nécessitent du +5V et de -5V ainsi que du +3.3V.
Le bloc d'alimentation va donc devoir faire 3 choses :
  • Passer d'un courant alternatif à du courant continu
  • Baisser la tension
  • Proposer plusieurs tensions en sortie

De la puissance

Quand on parle d'alimentation, il est toujours question de puissance consommée. La puissance, c'est la multiplication de l'intensité (en Ampères) et de la tension (en Volt) et cela donne des Watts (W).

La tension est toujours très bien connue, car c'est un paramètre de fonctionnement d'un composant électronique qui est standardisé. On l'a vu dans le point précédent, en entrée de l'alimentation, on a du 230 V, et en sortie, on aura du 12, du 5 et du 3.3 V. Si il n 'y a pas assez de tension, le composant ne fonctionne pas, si il y en a trop, il va griller.

L'intensité, elle, n'est pas normalisée. Quand un appareil fonctionne, et qu'il consomme du courant électrique, il consomme de l'intensité, et c'est cela que génère une alimentation : de l'intensité électrique. Il faut donc que l'alimentation puisse fournir ce que l'appareil consomme, sinon, il ne fonctionnera pas.

Au final, un composant électronique va consommer X Ampères, sous une tension de Y Volts. Cela représente une puissance consommée de Z Watts.
Si on reprend l'exemple de la prise du courant murale, elle est limitée à 16 Ampères maximum, sous 230 V, cela représente 16 * 230 = 3680 W maximum qui peuvent etre consommés.
Ainsi, si on branche 6 fours micro onde de 1000W chacun et qu'on les fait tourner à fond en même temps, ils vont demander 6000W, ce qui va dépasser le maximum de la prise, et donc faire fondre le fusible de protection.

De même, pour une alimentation. Si elle délivre 500W maximum, et qu'on met 4 cartes graphiques qui consomme 200W chacune, les protections de l'alimentation vont s'activer, parce qu'on dépasse la puissance maximum disponible.

Des rails

On l'a vu précédemment, une alimentation doit délivrer plusieurs tensions, qui sont en fait normalisées par la spécification du standard ATX.
  • +12V
  • +5V
  • -5V
  • +3.3V
Au sein d'une alimentation, chacune de ses tensions sera délivré par ce qu'on appelle un "rail" spécifique, et il peut y avoir plusieurs rails pour le 12V. En effet, de 70 à 90% de la consommation d'un PC se fait sous 12V, cette tension a donc logiquement la plus forte intensité maximale délivrée.


Les rails dans une alimentation


Chaque rail dispose d'une protection, et a donc une intensité maximale. Normalement, sur l'étiquette de l'alimentation, on retrouve la liste des rails, ainsi que l'intensité maximum supportée. Pour chaque rail, en multipliant l'intensité maximale par la tension, on a la puissance maximum du rail. Si on sommes les puissances maximum de chacun des rails, on a la puissance maximum de l'alimentation.

Certains topics de forum hardware voient d'intenses discussions sur les bénéfices supposés entre un seul gros rail de 12V et plusieurs petits, chaque constructeur ayant adopté l'une ou l'autre des approches. Sur le fond, il n'y a pas de bonne ou de mauvaise approche, il y a juste des bonnes et des mauvaises réalisations techniques.

Du rendement

Le rendement est un point capital des alimentation. Aucune alimentation n'est parfaite, du coup, quand elle travaille à abaisser et à redresser la tension, une partie de l'énergie est perdue sous forme de chaleur. Cela a pour conséquence de faire chauffer les composants de l'alimentation, il faudra donc les refroidir à l'aide d'un ventilateur. Le rendement est un %, qui indique la proportion d'énergie réellement utilisée. Les bonnes alimentations ont un rendement de 80 %, les très bonnes atteignent les 90%. Les mauvaises, quant à elle tournent autour des 70%.

Prenons une configuration de PC qui nécessite 480W. Si l'alimentation a un rendement de 80%, cela veut dire que 20% est perdu en chaleur. Cela veut dire qu'en entrée, l'alimentation va consommer 600W. En effet, 600W * 80% = 480W, ce qui fait que 120W, soit une bonne grosse ampoule incandescente, sont perdus en chaleur, en pure perte.

Par conséquent : plus le rendement est élevé, plus l'alimentation est efficace, et moins elle chauffe, moins elle a besoin d'être refroidie, et plus elle est silencieuse. De plus, sa consommation est moindre, du coup elle est plus économique à l'usage.

Ainsi, le rendement est un critère de choix important dans une alimentation.

Depuis quelques années, la certification "80+" définit un rendement de 80% ou plus. Il existe en fait plusieurs niveaux : Base, Bronze, Silver, Gold, et Platinum. Plus le niveau est élevé, plus le rendement est élevé. Le niveau de base c'est 80% de rendement, Silver c'est 88 % et Platinum, c'est 94 % ! Pour le moment, les alimentations "Platinum" se compte sur les doigts d'une main.

Différents niveau du 80+. Le niveau platinum n'est présenté ici


Et après le Platinum ?
On peut se poser la question : les constructeurs ont améliorés significativement les rendements de leurs alimentations. Il y a 10 ans encore on se trainant sous la barre des 70 %. Depuis l'initiative 80+ est passée par là. Les barres symboliques de 80, puis 90 % ont été atteinte, avec la limite infranchissable des 100% en point de mire. Avec 94 % de rendement à 50% de charge, le Platinum est le plus haut niveau existant à ce jour, pour les alimentations de PC classiques tout du moins. Car un niveau supplémentaire existe, dénommé Titanium. Il est défini à 96 % de rendement à 50 %, mais uniquement pour les alimentations redondantes de serveurs. Ce qui constitue un tout autre domaine....

Stabilité

Afin que la sortie +12V d'une alimentation délivre toujours du +12V , et pas du +11V ou du +13V, quelle que soit la consommation, des mécanismes de régulations sont mis en place. Plus ils sont performants, plus les tensions de sortie seront invariables.

Cependant, il ne faut pas perdre de vue que le standard ATX impose aux composants d'un PC une tolérance de +/- 5% sur cette tension, soit +/-0.6V pour ce qui est du 12V. Ainsi, il ne faut pas croire qu'avoir 11.99V au lieu de 12V implique un changement de bloc d'alimentation. Toutefois, il ne faut pas conclure hâtivement qu'une bonne régulation est inutile. En effet, des mesures réalisées à l'oscilloscope montreraient sur certaines alimentations des "pics" de tensions, ou au contraire des "chutes" de tensions, lorsque la régulation n'est pas assez rapide. Ces variations sont brutales, et ne sont en rien incompatible avec le standard, qui ne regarde pas ce genre de « petits » détails qui peuvent, à la longue, avoir une incidence sur l'électronique.

Au final, c'est bien plus la capacité du système de régulation à réagir rapidement et dans toutes les situations qui est importante, que celle de faire du +12.00 V à tout prix.

Fonctionnement d'une alimentation




Les blocs fonctionnels d'une alimentations


On peut schématiquement séparer le fonctionnement d'une alimentation en 8 parties :

Les 3 premières préparent le travail :

1°) Filtre EMI (Electro-Magnetic Interference). Ce filtrage a pour but d'empêcher que l'alimentation ne provoque des parasites sur d'autres équipements proches du PC et sur le réseau EDF. C'est obligatoire, et normalisé.

2°)Le redresseur primaire réalise une première opération sur le courant alternatif d'entrée : les alternances négatives sont transformées en alternances positives. Du coup, la tension est toujours supérieure à 0V, ce qui est fondamental pour obtenir de la tension continue en sortie. Pour le moment, le signal n'est pas une belle ligne droite, mais a toujours une forme vaguement sinusoïdale, si le signal d'entrée n'est pas parfait, ce qui est toujours le cas.

3°)Le module PFC (Power Factor Correction) va nettoyer le signal, pour avoir de belles sinusoïdes. Cela est nécessaire pour les modules suivants qui vont réaliser la fin des opérations de transformations en tension alternative

Les 4 suivantes réalisent la transformation, en étant surveillées par une 5ème, le régulateur de largeur d'impulsions.

4°)Le découpage est l'élément technologique clé des alimentations de PC, qui sont d'ailleurs nommée "à découpage".

5°)Le transformateur va abaisser la tension de 230V à +12V et un autre va l'abaisser de 230V à +5V. 3.3V sera obtenu en baissant la tension à partir de +5V.

6°)Le filtrage et lissage va nettoyer les tensions de sortie, pour que ce soit de belles tensions continues.

Différence entre alimentation bas de gamme noname et haut de gamme de marque

Il y a plusieurs points clé concernant la différence entre ces 2 types de blocs d'alimentation :
  • La sécurité : Sur une alim noname de base, les dispositifs de protection sont limités au strict minimum, alors que sur du haut de gamme, ils sont bien dimensionnés, réalisés par des composants de qualité dont on est sûrs qu'ils fonctionneront. De même, les normes sont respectées scrupuleusement sur le haut de gamme alors que sur le bas de gamme no name, on peut avoir des surprises.
  • Le rendement : Sur une alim noname de base, la problématique de rendement n'est pas prise en compte. Un bon rendement nécessite là encore des composants de qualité, donc plus chers. Prendre une alimentation avec la certification "80+" est un bon investissement.
  • Les nuisances sonores : Elles sont directement liés au refroidissement de l'alimentation qui chauffe. Là encore, la conception d'une ventilation efficace et peu bruyante coûte de l'argent.
  • La puissance maximum disponible : Les alimentations no name bas de gamme se contentent de puissances limitées, car cela ne requiert pas de montage compliqués ou de composants électroniques spécifique pour tenir de fortes intensités. De plus, on a vu des constructeurs mentir sur la puissance maximum, en la surestimant. Des alimentions 400W ne pouvaient en délivrer que 200W, avant de claquer, parce que les sécurités étaient inexistantes ou mal dimensionnées (cf plus haut)
  • Les fonctionnalités additionnelles
    Modularité des câbles, sondes de températures, etc : les alimentations haut de gamme vont bien plus loin dans leurs caractéristiques techniques qu'une simple alimentation no name.
  • La garantie :
    Comme le choix des composants électroniques conditionnent à la fois le prix de vente et la durée de vie de l'alimentation, la garantie d'une noname sera toujours de 1 an, alors que sur le haut de gamme certains constructeurs vont jusqu'à 7 ans, preuve s'il en est de la différence entre ces 2 mondes.
Pour vous donner une idées, voici une liste de marques de constructeurs d'alimentation, répartis en 2 groupes. Ceux qu'on peut acheter les yeux fermés, et les autres à fuir.
  • Marques recommandées : Corsair, Antec, Seasonic, Ocz, Tagan, Thermaltake, Zalman, Cooler Master, Be Quiet, Arctic Cooling, Akasa, Silverstone, Silver power, Cougar, Fortron, Enermax
  • Marques à éviter : Heden, Advance, Lc power, xilence, SHAI, mad-x, Top lite, E-tech ou autre marque chinoise, taiwanaise qui n'est pas dans la liste des recommandés (voir ci-dessus)

Conclusion

On a pu voir dans cet article le rôle et le fonctionnement d'une alimentation, ainsi que les différences entre le bas de gamme et le haut de gamme. Il est important de choisir une alimentation correcte pour son PC : il en va de la sécurité, du bon fonctionnement et de la durée de vie de tous les composants. Il ne faut donc pas hésiter à mettre 10 ou 20 euros de plus dans un bloc digne de ce nom.


Pour aller plus loin

  • L'article "Fonctionnement d'une alimentation", disponible sur ce site : http://www.cooling-masters.com est une mine d'informations sur les alimentations ATX, et va plus loin dans l'aspect technique. 2 schémas de notre article en sont d'ailleurs directement issus.
  • Le site 80plus.org présente le programme de promotion concernant le rendement.

Merci aux contributions des lecteurs pour l'amélioration de cet article !
par Xpierrot 8 commentaires, dernier par Xpierrot
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Commentaires

Templier

Visiteur
(#1) 20 juin 2010 à 12h57
Très bon article ! Une petite idée des prix des différentes gammes aurait été un petit plus pour ceux qui, comme moi, sont flemmard ^^
Xpierrot

Responsable Hardware de Zeden
Nb msg : 1496
(#2) 20 juin 2010 à 13h57
Je dirais qu'en dessous de 30 €uro, c'est de l'ultra bas de gamme qui peut s'avérer dangereux (style Advance). Le bas de gamme sûr, c'est entre 30 et 50. Entre 50 et 80 c'est le bon moyen de gamme. Au delà de 80/100 c'est du haut de gamme. Au dessus de 200 c'est n'importe quoi ;-)
Marchez doucement car vous marchez sur mes rêves
boby

Visiteur
(#3) 20 juin 2010 à 16h50
non pour une bonne alimentation, privilégier les alimentations de marque recommandé : Corsair, Antec, Seasonic, Ocz, Tagan, Thermaltake, Zalman, Cooler Master, Be Quiet,Arctic Cooling, akasa, silverstone, silver power, seasonic.
marque d'alimentation de merde à éviter... Heden, Advance, Lc power, xilence,SHAI,mad-x,Top lite,E-tech ou autre marque chinoise, tawainaise.
pour une alimentation pas chers acheté la corsair cx 400
Xpierrot

Responsable Hardware de Zeden
Nb msg : 1496
(#4) 21 juin 2010 à 06h46
Dans mon article, j'ai toujours écrit "bas de gamme noname", noname recouvrant la liste de marques que tu as cité de manière très exhaustive, d'ailleurs.
Je viens de les rajouter dans l'article, c'est une bonne info. Merci !
Marchez doucement car vous marchez sur mes rêves
Jean-Charles

Technicien aux archives
Nb msg : 320
(#5) 23 juin 2010 à 22h04
Très bon article, merci Pierrot !

Je me souviens, il y a plusieurs mois, je cherchais une alimentation pour le vieux P4 de chez mes parents et j'avais beaucoup galèré à cause d'un connecteur un peu particulier : le « 6 pin AUX » : http://www.playtool.com/pages/psuconnectors/connectors.html#aux

C'est là aussi que j'ai commencé à mieux connaitre les alimentations, les caractéristiques techniques, etc.

Au passage, jetez un coup d'oeil au lien que je viens de mettre, il a l'air sympa.
[Édité par Jean-Charles le 23/06/2010 à 22h04.]
Xpierrot

Responsable Hardware de Zeden
Nb msg : 1496
(#6) 25 juin 2010 à 09h17
Salut JC

ah ouai j'ai pas parlé des connecteurs... j'essaierai d'enrichir mon article avec un parapgraphe sur le sujet.
Marchez doucement car vous marchez sur mes rêves
Blublu

Visiteur
(#10) 07 octobre 2010 à 12h03
Bonjour à tous,
Je viens de lire votre article sur les alimentations,notemment sur les marques Taïwanaise,
Je travail pour Andyson qui fabrique leurs alimentations à Taïwan et je vais vous renseigner un peut sur les sites de fabrication des marques comme Corsair, OCZ, etc...
Toutes les marques que vous avez cité sans exception sont ni plus ni moins fabriquées en Chine ou à Taïwan par Andyson ou un des trois autre grand groupe asiatique.
Cependant vous pouvez vous renseigner sur le site Andyson.com pour voir des alimentation comme la "Nuclear 1300w 80+Platinium certified" garantie 10 ans qui a un rendement de 99% testé en laboratoire et controlé, mais vous ne trouverez jamais ce genre de qualité de production en France parce que vos marque préféré leur demande de faire une alimentation qui ne dure que 3 ans maximum pour que le commerce prime avant tout.
Vive la societé de consomation.
Pour le prix affecté a leur produit sachez aussi que le prix de vente est de 10 à 25 fois superieur à celui de la sortie d'usine, une alimentation que vous achetez 100 euros ne leur est revenu qu'entre 2 et 10 euros maximum.
En ésperant ne pas vous frustrez...
Xpierrot

Responsable Hardware de Zeden
Nb msg : 1496
(#11) 08 octobre 2010 à 07h09
Merci pour ces infos. Le problème de la durée de vie des appareils est une bien triste réalité, que ce soit pour les alimentations ou pour les grille pain... Perso j'ai une Corsair HyperX 750W garantie 7 ans.
Marchez doucement car vous marchez sur mes rêves
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