Les balais de charbon, aussi appelés charbons moteur, assurent le passage du courant électrique entre une partie fixe du moteur et une partie en rotation. Ils restent en contact avec le collecteur grâce à la pression exercée par des ressorts.

Concrètement, les balais frottent sur les lamelles en cuivre du collecteur afin d’alimenter les enroulements du rotor. Ce contact électrique permanent permet au moteur de produire le couple nécessaire à sa rotation.

Comme ils fonctionnent par frottement, les balais de charbon sont des pièces d’usure. Avec le temps, ils raccourcissent et peuvent provoquer une perte de puissance, des démarrages difficiles, un fonctionnement irrégulier ou des étincelles plus importantes que d’habitude.

Comment fonctionnent les balais de charbon ?

Les balais sont généralement constitués d’un matériau à base de carbone ou de graphite possédant des caractéristiques adaptées au moteur.

Chaque balai est installé dans un porte-balai et maintenu contre le collecteur par un ressort.

Lorsque le rotor tourne :

• le balai reste en contact avec le collecteur ;
• le courant traverse le balai ;
• le collecteur distribue le courant aux enroulements du rotor ;
• le champ électromagnétique ainsi produit participe à la rotation du moteur.

Le balai doit donc conserver un contact électrique régulier tout en supportant le frottement et la vitesse de rotation du collecteur.

Pourquoi les balais de charbon s’usent-ils ?

L’usure des balais est normale. À chaque rotation du moteur, ils frottent contre le collecteur et perdent progressivement de la matière.

Cette usure peut toutefois être accélérée par plusieurs facteurs :

• utilisation intensive ;
• surcharge du moteur ;
• surchauffe ;
• environnement très poussiéreux ;
• ressort de porte-balai affaibli ;
• mauvais coulissement du charbon ;
• collecteur sale ou irrégulier ;
• balais inadaptés au moteur.

Lorsque le charbon devient trop court, le ressort ne peut plus assurer correctement le contact avec le collecteur. Le fonctionnement du moteur devient alors irrégulier.

Quels sont les symptômes de balais de charbon usés ?

Plusieurs signes peuvent indiquer que les balais arrivent en fin de vie.

Perte de puissance

Un contact électrique irrégulier peut entraîner une baisse de puissance ou un fonctionnement moins régulier du moteur.

Démarrage difficile ou intermittent

L’appareil peut fonctionner normalement à certains moments puis refuser de démarrer à d’autres.

Des charbons très usés ou bloqués dans leur logement peuvent provoquer ce type de panne intermittente.

Étincelles importantes

De petites étincelles peuvent apparaître au niveau du collecteur pendant le fonctionnement.

En revanche, des étincelles importantes, inhabituelles ou persistantes peuvent signaler une usure des balais, un mauvais contact ou un problème au niveau du collecteur.

Bruits ou vibrations inhabituels

Un charbon cassé, mal positionné ou qui coulisse difficilement peut perturber le contact avec le collecteur et provoquer un fonctionnement irrégulier.

Odeur de brûlé ou surchauffe

Une odeur de brûlé, une fumée ou une chauffe anormale nécessitent l’arrêt immédiat de l’appareil.

Le problème peut dépasser la simple usure des charbons et nécessiter un contrôle du moteur.

Où trouve-t-on des balais de charbon ?

Les balais sont présents dans de nombreux moteurs électriques à collecteur.

On peut notamment en retrouver dans :

• perceuses ;
• meuleuses ;
• ponceuses ;
• scies électriques ;
• aspirateurs ;
• certains lave-linge ;
• démarreurs automobiles ;
• certains alternateurs et autres machines électriques.

En revanche, tous les moteurs électriques ne possèdent pas de charbons. Les moteurs brushless, par exemple, fonctionnent sans balais de charbon.

Comment contrôler l’état des balais de charbon ?

Avant toute intervention, débranchez complètement l’appareil de son alimentation et laissez-le refroidir.

Accédez ensuite aux porte-balais selon la procédure prévue par le fabricant.

Vérifier la longueur

Retirez le balai et contrôlez sa longueur.

Comparez-la avec :

• un charbon neuf ;
• la limite d’usure indiquée par le fabricant ;
• les caractéristiques de la pièce d’origine.

Un charbon devenu très court doit généralement être remplacé.

Vérifier son état

Inspectez également :

• la surface de contact ;
• les éventuelles fissures ;
• la tresse électrique ;
• le ressort ;
• le porte-balai.

Le charbon doit pouvoir coulisser librement dans son logement sans se coincer.

Examiner le collecteur

Profitez du contrôle pour observer le collecteur.

Il doit être relativement régulier et ne pas présenter de brûlures importantes, de creux profonds ou de détériorations prononcées.

Si le collecteur est fortement endommagé, remplacer uniquement les balais risque de ne pas résoudre le problème.

Comment choisir les bons balais de charbon ?

Deux charbons présentant les mêmes dimensions ne sont pas nécessairement interchangeables.

Commencez toujours par relever la référence exacte de l’appareil ou du moteur.

Vérifier les dimensions

Comparez notamment :

• la largeur ;
• l’épaisseur ;
• la longueur ;
• la forme de la surface de contact.

Le charbon doit pouvoir coulisser correctement dans son porte-balai.

Vérifier le raccordement

Selon les modèles, le charbon peut être équipé :

• d’une tresse ;
• d’une cosse ;
• d’une languette ;
• d’un ressort intégré ;
• d’un système de coupure en fin d’usure.

Le montage du nouveau charbon doit correspondre à celui prévu par le fabricant.

Vérifier la qualité du charbon

La composition et les caractéristiques du matériau ont également leur importance.

Ne choisissez donc pas uniquement un charbon parce que ses dimensions correspondent. Privilégiez une référence constructeur ou une équivalence explicitement prévue pour votre moteur.

Comment entretenir les balais et le collecteur ?

Quelques bonnes pratiques permettent de préserver le moteur.

Dépoussiérez périodiquement les ouïes de ventilation et la zone des porte-balais, particulièrement sur les outils utilisés dans des environnements poussiéreux.

Évitez d’appliquer de la graisse ou un produit huileux sur le collecteur ou les charbons.

Surveillez également :

• le coulissement des balais ;
• la pression des ressorts ;
• l’état des connexions ;
• la propreté du collecteur ;
• l’absence de surchauffe.

Si le collecteur nécessite une remise en état, respectez la procédure préconisée par le fabricant. Un traitement abrasif inadapté peut détériorer sa surface.

À quelle fréquence faut-il contrôler les balais de charbon ?

Il n’existe pas de fréquence universelle : l’usure dépend énormément de l’appareil et de son utilisation.

Pour un appareil utilisé occasionnellement, un contrôle périodique peut suffire.

Pour un outil professionnel ou fortement sollicité, les contrôles doivent être plus fréquents, notamment en environnement poussiéreux.

La notice du fabricant reste prioritaire lorsqu’elle indique une fréquence d’inspection ou une limite d’usure.

Faut-il remplacer les balais de charbon par paire ?

Lorsque le moteur utilise deux balais travaillant ensemble, il est généralement préférable de remplacer la paire.

Installer un charbon neuf face à un charbon fortement usé peut créer un fonctionnement déséquilibré et conduire rapidement à une nouvelle intervention.

Avant le montage, comparez toujours les nouveaux balais aux anciens et vérifiez leur référence, leurs dimensions, leur raccordement et leur orientation.

Quels contrôles effectuer après le remplacement ?

Après avoir installé les nouveaux balais, vérifiez que :

• chaque charbon coulisse librement ;
• les ressorts exercent correctement leur pression ;
• les connexions sont bien positionnées ;
• le collecteur est propre ;
• les porte-balais sont correctement remontés ;
• aucun câble ne touche une partie mobile.

Lors du premier fonctionnement, surveillez le comportement du moteur.

De petites étincelles peuvent être présentes, notamment pendant la mise en place progressive des nouveaux balais. En revanche, des étincelles importantes, une odeur de brûlé, une chauffe excessive ou des bruits anormaux doivent conduire à arrêter immédiatement l’appareil.

Dans ce cas, contrôlez la compatibilité et le montage des balais ainsi que l’état du collecteur avant de poursuivre l’utilisation.