Nouvelle norme IEC 61439 donne davantage de directives pour l

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Roel Ritsma, Entheq Technology Group (Président de la commission néerlandaise de normalisation
pour le matériel de commutation basse tension et membre du groupe de travail CEI)
La construction
d’armoires de
commande,
c’est un métier
La nouvelle norme CEI 61439 donne plus
d’indications concernant l’assemblage
Armoires de commande et systèmes de distribution sont des désignations
qui veulent essentiellement dire la même chose : l’assemblage de
composantes électriques dans une armoire. À première vue, cela peut
paraître simple ; il s’agit de fixer des composantes, de raccorder des fils
et de poser des plaquettes de couverture. Mais quand on pense à tout
ce dont il faut tenir compte pour réaliser un produit sûr et fiable, il s’avère
que cela n’est vraiment pas si simple. Plus encore, j’ose affirmer que la
construction d’une armoire de commande sûre et fiable est un véritable
métier.
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22h32
La centrale des pompiers en ville reçoit une alarme d’incendie automatique
provenant d’une galerie. L’équipe envoyée arrive sur place à 22h43 et constate
que l’éclairage s’est éteint. On sent une forte odeur de fumée et au travers
des vitres, on peut voir un développement de fumée également. Comme le
propriétaire de la galerie touchée n’est pas encore arrivé sur place, les pompiers
accèdent au bâtiment en forçant la porte. Ils découvrent que la source de la
fumée dégagée, c’est l’armoire de commande. Le début d’incendie est éteint
rapidement et facilement. Une enquête plus approfondie révèle que la cause de
l’incendie, c’est une section de câble de dimension insuffisante du conducteur
neutre dans l’armoire de commande, qui a finalement causé un court-circuit.
Le scénario ci-dessus est un exemple de ce qui
peut arriver quand une armoire de commande
n’est pas conçue correctement. Dans le langage
populaire, les incendies causées par l’électricité
sont toujours regroupés sous le dénominateur
‘court-circuit’, mais souvent ils sont dus à une
surcharge causée par une conception ou un
usage erroné. La nouvelle norme pour les
armoires de commande, c’est la série CEI 61439.
Avant d’aborder la question de savoir pourquoi
une nouvelle norme a été développée et
d’expliquer les exigences de cette norme, il est
utile de s’arrêter à son usage.
“Un fabricant peut aussi ‘imaginer’ lui-même la
façon de répondre aux exigences essentielles
de la directive”
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Contrairement à ce que l’on peut parfois penser,
La directive en question fait toutefois référence à
l’application des normes n’est pas obligatoire en
des normes, ce qui est important. En général, on
général. Les fabricants d’armoires de commande
part du principe que l’on agit conformément aux
ont l’obligation légale de répondre aux directives
normes citées et que l’on répond aux exigences
européennes. Les plus importantes à ce niveau
essentielles de la directive. En cas de catastrophe
sont la directive basse tension et la directive
ou de litige, c’est plus facile : si un produit est
CEM. Contrairement à ce que beaucoup de
construit conformément à une norme citée, le
personnes pensent, la directive machines ne fait
plaignant doit démontrer que les exigences
pas partie de cette série. Les directives citées,
essentielles de la directive n’ont pas été
établies au niveau européen, sont reprises dans la
respectées. C’est ce que l’on appelle la charge de
législation nationale, conformément à des
preuve inverse, mais il n’y a pas d’obligation de
accords européens. Les exigences énumérées
répondre à la norme. Un fabricant peut aussi
dans les directives ont toutefois un caractère
‘imaginer’ lui-même comment répondre aux
global. Ainsi, la directive basse tension peut être
exigences essentielles de la directive. Toutefois,
résumée, essentiellement, à l’exigence qu’un
s’il n’utilise pas une norme citée dans la directive,
produit électrique doit être électriquement sûr. La
la charge de preuve inverse n’est plus
façon dont cette sûreté est réalisée n’est pas
d’application.
détaillée dans le texte de la directive.
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“Un système de distribution est un
assemblage d’un ou plusieurs appareils
de commutation basse tension”
Normes pour les armoires de commande
Résumé simplement, la Directive machines
La Directive basse tension et la Directive CEM
prévoit qu’une machine et toutes ses parties
font référence à « l’ancienne » série EN/CEI
mobiles doit être sûre. Une armoire de
60439, et la Directive CEM fait également déjà
commande en tant que telle n’est pas couverte
référence à la nouvelle série EN/CEI 61439.
par la Directive machines. Bien entendu, une
Ces prescriptions sont d’application sur les
armoire de commande peut contenir un
systèmes de distribution, également connus dans
ventilateur, mais ce n’est pas une condition
le langage populaire sous le nom d’armoires de
suffisante pour en faire une machine (partielle).
commande. Dans la description du champ
Mais même alors, la sécurité électrique est
d’application des deux normes, on donne une
importante.
définition identique d’un système de distribution :
« un système de distribution est un assemblage
La Directive machines fait référence à la norme
d’un ou plusieurs appareils de commutation
EN/CEI 60204 pour « l’équipement électrique des
basse tension, avec les composantes de
machines ». Dans le chapitre concernant
commande, mesure, protection, signalisation et
l’assemblage, la norme EN/CEI 60204 cite
régulation correspondants, complétées et
nommément la norme EN/CEI 60439 (et la norme
assemblées avec toutes les connexions
EN/CEI 61439 sera citée d’ici peu). Attention, il
électriques et mécaniques internes, ainsi que les
s’agit ici de la sécurité électrique. Souvent, on
parties structurelles correspondantes ».
demande une déclaration IIB aux constructeurs
Sur la base de cette définition, il est clair qu’une
d’armoires de commande. Il s’agit d’une
armoire de commutation et une armoire de
déclaration pour une machine partielle. Comme
commande, et même un disjoncteur dans un
une armoire de commande n’est pas une
boîtier, tombent sous l’application des normes
machine partielle, cette demande n’est pas du
citées.
tout d’application. Plus encore : une telle
déclaration IIB ne peut pas être délivrée ‘pour
Les constructeurs d’armoires de commande de
quelque chose que ce n’est pas’. Dans ce
machines (électriques) reçoivent souvent des
contexte, il faudrait demander une déclaration de
questions au sujet de la Directive machines.
conformité à la norme EN/CEI 61439 ou, plus
généralement, à la norme EN/CEI 60204.
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L’origine de la nouvelle série EN/CEI 61439
Structure EN/CEI 60439 et EN/CEI 61439
L’origine de la nouvelle série EN/CEI 61439
À titre de comparaison, la figure 1 montre la
remonte à 1998. Dans cette année, on a déposé
structure de la norme EN/CEI 60439 et de la
une proposition de modifier radicalement la
norme EN/CEI 61439. La norme EN/CEI 60439
norme CEI 60439. Deux choses ont été citées à
est caractérisée par la partie 1, qui décrit un type
ce moment :
de système de distribution. Les autres parties du
1 Le changement de la structure du règlement.
produit indiquent où ils divergent da la partie 1 et
La raison pour cela, c’est que la norme CEI
quand il y a des exigences spécifiques.
60439 était structurée différemment des autres
Notamment, la partie EN/CEI 60439-2 définit de
normes.
nombreuses exigences séparées, applicables
2 En outre, et c’est important, on a proposé
d’éliminer les systèmes TTA (ensembles de
spécifiquement sur les systèmes de jeux de
barres.
série) et PTTA (ensembles dérivés de série) du
règlement et d’établir une méthode de
Conformément à la proposition de modification
vérification plus claire. La motivation ici, c’était
d’origine, la norme EN/CEI 61439 est caractérisée
que dans le cas des systèmes PTTA, il était de
par une partie générale 1 et les parties 2 à 6 qui
plus en plus question de systèmes de
décrivent des types spécifiques de systèmes de
distribution qui ne répondaient pas à la norme
distribution. Sur la base de la structure, EN/CEI
60439 (comme le disent si joliment les Anglais :
60439-1 est remplacée par EN/CEI 61439-1 et -2.
‘compliance by lip rather than by fact’). Il faut
savoir que dans le cas des systèmes PTTA, il
La disparition des termes TTA et PTTA
est difficile de réaliser la conformité à la norme
Alors que le changement de structure est ‘rédac-
60439, car elle ne contient pas des indications
tionnel’, ce qui veut dire que ce qui existe déjà est
claires.
rédigé différemment, l’élimination des termes TTA
(ensembles de série) et PTTA (ensembles dérivés
En janvier 2009, après onze années, une nouvelle
de série) entraîne un changement important
norme a vu le jour en deux parties CEI 61439-1 et
quant au contenu. Que voulaient dire ces
CEI 61439-2. Ces deux parties ensemble
termes ?
remplacent la norme CEI 60439-1. La norme CEI
61439 est également maintenue comme norme
• Ensembles de série (‘TTA: type-tested
EN, et conformément à la réglementation
assemblies’)
européenne, aussi en tant que norme
Dans le cas d’ensembles de série, le système de
néerlandaise ou belge. La période de transition (à
distribution complet, donc également toutes les
savoir la période pendant laquelle les deux
parties fonctionnelles individuelles et l’ensemble
règlements sont valables en parallèle) a été fixée
complet, est testé conformément aux exigences
à cinq ans en 2009. Cela veut dire que la norme
de la norme 60439-1. Un ensemble
EN/CEI 60439-1 sera retirée en novembre 2014 et
éventuellement différent du système de
ne sera plus d’application.
distribution ne différera pas tellement des
ensembles testés que cela ait un impact sur le
comportement. Dans la pratique, on ne laisse
quasiment rien au hasard dans les ensembles de
série : la base doit être testée complètement et
entièrement.
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Figure 1a
Structure schématique CEI 60439
Partie 1 : Ensembles de série et ensembles
dérivés de série
EN-IEC
‘Exigences de base’ mais aussi
60439-1
partie produit
Exigences complémentaires
EN-IEC
EN-IEC
EN-IEC
EN-IEC
60439-2
60439-3
60439-4
60439-5
Partie 2 : Règles particulières pour les canalisations préfabriquées
Partie 3 : Règles particulières pour ensembles d’appareillage basse tension
Partie 4 : Règles particulières pour ensembles de chantier
Partie 5 : Règles particulières pour ensembles pour réseaux de distribution
publique
Figure 1b
Structure schématique CEI 61439
Partie 1 : Ensembles d’appareillage à basse tension Règles générales
EN-IEC
61439-1
Uniquement ‘exigences de base’
Exigences complémentaires
EN-IEC
EN-IEC
EN-IEC
EN-IEC
EN-IEC
61439-2
61439-3
61439-4
61439-5
61439-6
Exigences complémentaires
Partie 2 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Ensembles d’appareillage de puissance
Partie 3 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Tableaux de répartition
Partie 4 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Ensembles de chantier
Partie 5 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Ensembles pour réseaux de distribution publique
Partie 6 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Canalisations préfabriquées
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• Les ensembles dérivés de série (‘PTTA :
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Pour démontrer que l’on répond aux exigences
partially type-tested assemblies’)
d’un règlement, la nouvelle norme EN/CEI 61439
Dans un ensemble dérivé de série, il y a, outre
se base sur différents modes de vérification :
des parties fonctionnelles homologuées
tests, mesures, calculs ou le respect de règles de
séparément en tant qu’ensemble, également
conception. Le point de départ à ce niveau, c’est
des fabrications non homologuées. Pour ces
que l’on doit respecter plus de consignes pour
fabrications non homologuées, il faut
l’assemblage si on effectue moins de tests. Dans
démontrer formellement qu’elles répondent
tous les cas, le but est d’assurer un système de
aux exigences de la norme 60439-1 par le biais
distribution de qualité et sûr, où le règlement
de l’extrapolation d’une fabrication testée
donne de meilleures indications, plus claires,
différente, par exemple par des calculs. Dans la
pour l’assemblage.
pratique, l’étaiement des ensembles dérivés de
série est nettement moins fort que celui des
Exigences dans la norme EN/CEI 61439
ensembles de série. La norme EN/CEI 60439
La différence entre les normes EN/CEI 60439 et
ne donne aucune indication quant à la façon
EN/CEI 61439 ne se situe pas tellement au niveau
d’exécuter cette ‘extrapolation’ ou ces
des exigences spécifiques, mais plutôt au niveau
‘calculs’. La qualité finale des ensembles
de la façon dont on démontre que l’on répond aux
dérivés de série dépend énormément de la
exigences techniques. Comme exemple, on
connaissance et du savoir-faire du fabricant et
prend le comportement thermique d’une armoire
de la qualité du calcul utilisé.
de commande.
Dans la pratique, la distinction entre TTA et PTTA
Un des principaux objectifs de la norme, c’est de
n’est pas toujours facile à indiquer. Même pour
limiter la dissipation totale dans l’armoire de
les spécialistes, la façon de traiter cela n’est tout
façon à prévenir une hausse de température
au plus que légèrement floue.
excessive. Tout comme son prédécesseur, la
norme EN/CEI 61439 impose de limites à la
En outre, l’absence d’indications spécifiques
hausse de température à l’intérieur et à l’extérieur
constitue un problème de contrôle du PTTA.
de l’armoire. Au cas où des essais ne sont pas
effectués, maintenant on donne bien des
méthodes de calcul et des indications claires
pour la section du câblage interne.
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En Belgique et aux Pays-Bas, on ne contrôle
pas si les armoires de commande et de
distribution répondent effectivement à la norme
Une option possible, c’est que le fabricant
conformément au règlement composantes. Cela
d’armoires vides spécifie pour son produit à
se fait à l’air libre, avec un mètre de fil de
quelle quantité de dissipation la température
l’épaisseur prescrite de chaque côté. Avec cette
ambiante dans l’armoire augmente de 20 °C par
configuration, la composante est mise sous
rapport à l’air extérieur. Les fournisseurs de
charge à son courant nominal et la hausse de
composantes indiquent également leur
température doit rester dans les limites fixées
dissipation et pour les pertes du câblage interne,
pour la composante. Cet essai a toutefois lieu
le règlement donne des indications et des
dans des conditions favorables, avec une
valeurs. Si la somme de la dissipation des
convection libre et des conducteurs relativement
composantes installées et du câblage interne
longs qui contribuent à l’évacuation de la chaleur.
reste inférieure à la spécification de l’armoire pour
Dans une armoire, les composantes sont
20 °C, l’armoire assemblée est acceptable.
installées beaucoup plus près les unes des
autres. Une charge jusqu’à 80 pourcent limite la
Une autre solution est fort semblable, mais se
hausse de température et cela donne une marge
réfère à la norme CEI 60890. Il s’agit d’une
suffisante pour compenser l’échauffement mutuel
méthode de calcul pour établir la hausse de
et le refroidissement inférieur.
température moyenne de l’air dans une armoire,
en tenant compte de la configuration, des
Ce que l’on oublie parfois, c’est l’effet du câblage
dimensions, de la dissipation interne, etc.
interne. La section des câbles est essentielle.
Alors que de nombreux constructeurs de
Il est également important de savoir que, lors de
tableaux appliquent un câblage interne standard
l’application des calculs, la norme EN/CEI 61439
de 10 mm2 de section pour 63 A, la norme EN/CEI
prescrit que les composantes ne peuvent être
61439 donne des indications spécifiques pour
soumis qu’à 80 pourcent de leur charge nominale.
ceci. Ainsi, cela fait une différence importante si
Les développeurs devront donc parfois devoir
on regroupe les conducteurs en faisceaux, si on
opter pour une version plus lourde, par exemple
les garde séparés ou si on les fait passer dans une
un interrupteur de puissance de 800 A pour un
même goulotte de câblage. Lors de
système qui ne dépasse pas 630 A. Le but de ceci
l’assemblage, il faut en tenir compte.
n’est pas de décourager la vérification par le biais
Dans ce cadre, la norme EN/CEI 61439 fait
de calculs, la règle découle de la façon dont les
référence à la norme CEI 60364. Comme tout est
composantes individuelles sont testées
devenu nettement plus concret, il est plus facile
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