Calculateur de THD et de TDD

Calculez la distorsion harmonique totale de la tension ou du courant, ou la distorsion totale de la demande en courant, à partir de la valeur efficace de chaque harmonique.

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Valeurs d’exemple
Que voulez-vous calculer ?
Distorsion
Valeurs mesurées

Valeur efficace de la composante à 50 ou 60 Hz

V

Valeur efficace de la composante à 50 ou 60 Hz

A

Au point de couplage commun

A

Une ligne par rang et amplitude efficace, par exemple 5: 12. Rangs 2 à 50, dans la même unité que la fondamentale.

THD de courant

14,97%

Rangs harmoniques pris en compte : 5, 7, 11.

Contenu harmonique, somme quadratique
14,97 A
Valeur efficace totale, fondamentale et harmoniques
101,1 A
Harmonique dominante
Rang 5, 12 A
0%5%10%15%20%3579111315

Les rangs non saisis comptent pour zéro.

Méthode de calcul
  1. IH = √(Σ Ih²)=√(12² + 8² + 4²)=14,97 A
  2. THD = IH ÷ I1 × 100=14,97 ÷ 100 × 100=14,97%

Des harmoniques totalisant 14,97 A efficaces, rapportées à une fondamentale de 100 A, donnent un THD de courant de 14,97 %. La plus forte est de Rang 5.

Conseil : Le TDD est rapporté au courant de demande maximale : un site peu chargé peut présenter un THD élevé mais un TDD faible. Les limites de courant de l’IEEE 519 sont exprimées en TDD.

Calculer le THD et le TDD

La distorsion harmonique totale (THD) compare les harmoniques d’une tension ou d’un courant à sa fondamentale. Élevez au carré la valeur efficace de chaque harmonique, additionnez-les, prenez la racine carrée puis divisez par la fondamentale. Des harmoniques de 12, 8 et 4 A pour une fondamentale de 100 A donnent √(12² + 8² + 4²) = 14,97 A et un THD de courant de 14,97 %.

Contenu harmonique

XH = √(X22 + X32 + … + X502)

Les harmoniques de fréquences différentes se combinent par racine de la somme des carrés, et non par simple addition. Les rangs non saisis comptent pour zéro.

THD

THD = XH ÷ X1 × 100

X1 est la valeur efficace de la fondamentale, composante à 50 ou 60 Hz. La même formule vaut pour la tension et le courant.

TDD

TDD = IH ÷ IL × 100

La distorsion totale de la demande rapporte le courant harmonique au courant de charge à la demande maximale IL au point de couplage commun, plutôt qu’à la fondamentale instantanée. L’IEEE 519 exprime ses limites de distorsion du courant en TDD ; IL est une référence de demande établie par la méthode applicable, et non la puissance nominale d’un appareil.

Valeur efficace totale

XRMS = √(X12 + XH2)

C’est la valeur efficace vraie lue par un compteur, celle qui échauffe les câbles et les transformateurs.

Exemples : distorsion harmonique totale

THD de tension sur une alimentation de 230 V

Un analyseur de qualité de l’énergie mesure 2,3 V d’harmonique de rang 3, 6,9 V de rang 5 et 4,6 V de rang 7 pour une fondamentale de 230 V. Le contenu harmonique vaut 8,606 V et le THD de tension 3,742 %. Cette mesure isolée est inférieure à la valeur de 8 % indiquée par EN 50160 pour la basse tension, mais ne prouve pas la conformité : la norme s’applique aux bornes d’alimentation sur une semaine définie de mesures de 10 minutes, inclut les harmoniques jusqu’au rang 40 et contrôle aussi les harmoniques individuelles. L’IEEE 519 évalue le point de couplage commun selon ses propres règles de mesure.

THD de tension 3,742 % Ouvrir dans le calculateur

Le même courant en THD et en TDD

Un départ portant 40 A de fondamentale comporte 14,97 A d’harmoniques : son THD de courant atteint 37,42 %, ce qui peut sembler élevé.

Son courant de charge établi à la demande maximale au point de couplage commun est toutefois de 400 A : le TDD vaut alors 14,97 ÷ 400 = 3,742 %. Le TDD rapporte ces harmoniques à cette référence de demande, et non aux 40 A de fondamentale mesurés à faible charge ; ni cette mesure isolée ni ce seul rapport ne déterminent la conformité à l’IEEE 519.

THD de courant 37,42 % Ouvrir dans le calculateur

Pourquoi les harmoniques ne s’additionnent pas directement

Additionner 12, 8 et 4 A suggérerait 24 A d’harmoniques. Sur une alimentation à 50 Hz, leurs fréquences sont 250, 350 et 550 Hz : elles se combinent en √(144 + 64 + 16) = 14,97 A. Le THD vaut 14,97 %, et non 24 %.

THD de courant 14,97 % Ouvrir dans le calculateur

THD produit par les harmoniques de rang 5 et 7

Les harmoniques dominantes d’un redresseur à six impulsions sont généralement celles de rang 5 et 7. Le tableau montre le THD qu’elles produisent ensemble, chacune en pourcentage de la fondamentale.

THD produit par les harmoniques de rang 5 et 7, valeurs dans % THD
Rang 5 (% de la fondamentale)Rang 7 à 0 % (% THD)Rang 7 à 5 % (% THD)Rang 7 à 10 % (% THD)Rang 7 à 15 % (% THD)
55,07,111,215,8
1010,011,214,118,0
1515,015,818,021,2
2020,020,622,425,0
2525,025,526,929,2
3030,030,431,633,5
4040,040,341,242,7

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Questions sur distorsion harmonique totale

Quel THD est acceptable ?

Aux bornes d’alimentation basse tension, la norme EN 50160 donne une valeur de 8 % pour le THD de tension incluant les harmoniques jusqu’au rang 40, selon ses conditions de mesure hebdomadaire par périodes de 10 minutes et avec des limites pour les harmoniques individuelles. L’IEEE 519-2022 s’applique au point de couplage commun, avec ses propres règles d’évaluation de la tension et du courant ; ses limites de TDD dépendent du rapport entre le courant de court-circuit et le courant de charge à la demande maximale. Ce calculateur ne suffit pas à établir la conformité à l’une ou l’autre norme.

Quelle différence entre THD et TDD ?

Le THD se rapporte à la fondamentale présente au moment de la mesure ; le TDD au courant de charge établi à la demande maximale au point de couplage commun. Ils ne sont égaux que lorsque ces deux courants au dénominateur sont égaux. L’IEEE 519 utilise le TDD pour les limites de distorsion du courant à ce point.

Quelles charges génèrent des harmoniques ?

Les charges qui absorbent le courant par impulsions plutôt que de façon régulière : variateurs de vitesse, redresseurs, pilotes de LED, alimentations à découpage, systèmes UPS et chargeurs de véhicules électriques sans étage d’entrée actif. Les variateurs à six impulsions sont dominés par les rangs 5 et 7.

Pourquoi les harmoniques comptent-elles pour la correction du facteur de puissance ?

Les condensateurs abaissent l’impédance du réseau aux hautes fréquences et peuvent entrer en résonance avec l’alimentation sur une harmonique. Lorsque le THD est significatif, la compensation nécessite des batteries désaccordées, et le calculateur de correction du facteur de puissance doit utiliser le facteur de puissance de déplacement.

Limites de ce résultat

  • Chaque amplitude saisie doit être une valeur efficace, dans la même unité et pour la même fenêtre et le même point de mesure.
  • Les interharmoniques, sous-harmoniques, angles de phase, règles d’agrégation, bande passante de l’instrument, fenêtrage et incertitude de mesure sont hors de ce calcul.
  • Les limites de tension et de courant de l’IEEE 519 s’appliquent au point de couplage commun concerné et nécessitent le contexte du réseau ; cet outil ne conclut pas à la conformité.
  • Pour le TDD du courant, le courant de charge à la demande maximale n’est pas le courant instantané de la fondamentale ; il doit être établi selon la méthode de mesure applicable.

Mesurer en continu

Un ZEM enregistre l’évolution du courant et de la tension du circuit en fonction de la charge. Mesurez les composantes harmoniques avec un instrument de qualité de l’énergie adapté : les tendances des valeurs efficaces seules ne montrent pas le THD et ne prouvent pas quelle charge en est la cause.

Guides associés

Sources

  1. IEEE 519-2022: Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems (s’ouvre dans un nouvel onglet) IEEE Standards Association, published 2022-08-05
  2. Total harmonic distortion (s’ouvre dans un nouvel onglet) IEEE Technology Navigator, accessed 2026-09-14