MATÉRIEL D`INSTALLATION

MATÉRIEL D'INSTALLATION
Au cours de ces dernières années une évolution très sensible s'est produite dans la
fabrication de tout le matériel d'installation domestique.
En matière de câbles, les recherches entreprises par les fabricants n'ont cessé de se
centrer davantage sur l'optimalisation de la mise en œuvre des nouvelles matières premières
synthétiques ainsi que sur une utilisation aussi rationnelle que possible de celles-ci.
En matière d'interrupteurs, prises de courant, boutons-poussoirs , interrupteurs de contrôle
et témoins de signalisation lumineuse, le fabricant comme l'électricien doit tenir compte lors
de la conception et de l'achat de l'appareil des objectifs suivants :
– placement rapide, vu le coût élevé des salaires
– minimum de composants ce qui entraîne une baisse du stock
– esthétique du produit devant répondre au goût du jour, par exemple : grandes
manettes de commande.
Ce matériel d'installation domestique se scinde en deux catégories :
– le type encastré
– le type en saillie ou apparent.
NORMES
L'arrêté royal, du 22 avril 2008, portant homologation de normes belges élaborées par le
Bureau de Normalisation (NBN) à approuvé de nouvelles normes mentionnées ci-après :
–
–
–
–
NBN
NBN
NBN
NBN
C 30-004/A1 (Fils nus, conducteurs et câbles, ...)
C 32-124/A11 (Conducteurs et câbles isolés pour installations,...)
C 61-670 (Boîtes de montage encastrés pour du petit matériel d'installation ...)
C 61-112-1/A6 (Matériel pour installations domestiques et analogues, ...)
DÉNOMINATION DES CANALISATIONS ET DES CONDUCTEURS
Le développement des canalisations électriques suit l'accroissement considérable des
applications électriques. Les progrès techniques aussi se sont évidemment poursuivis. Les
exigences en matière de sécurité ont également été renforcées de manière considérable,
donnant le jour à de nombreuses recommandations et normes.
En vue d'employer dans tous les pays du Marché Commun la même dénomination pour le même
type de fil, il a été décidé une harmonisation dans les fils électriques. Cette nouvelle
dénomination est composée d'une série de lettres et chiffres qui ont tous une signification.
App. Techno. P 1
Les conducteurs et les câbles assurent la transmission de l'énergie électrique et sa
distribution. Il en existe une très grande variété pour satisfaire à toutes les utilisations de
l'électricité.
Les conducteurs
1) Définitions :
On distingue trois termes :



Le conducteur isolé: qui est un ensemble formé par une âme conductrice entourée
d'une enveloppe isolante.
Le câble unipolaire: c'est un conducteur isolé qui comporte, en plus, une ou plusieurs
gaines de protection (gaine, tresse,...).
Le câble : Il est composé d’un ensemble de conducteurs électriquement distincts et
mécaniquement solidaires, généralement sous un ou plusieurs revêtements de
protection.
2) Caractéristiques :
a) Parties conductrices :
Elles concernent l'âme du conducteur ou du câble. Cette âme doit être très bonne
App. Techno. P 2
conductrice de l'électricité pour limiter au maximum les pertes par effet Joule lors du
transport de l'énergie, d'où l'utilisation du cuivre, ou de l'aluminium qui ont une résistivité
très faible.

L’âme et dite massive lorsqu’elle est constituée d’un conducteur (fil) unique. Utilisé
pour les installation fixes.
L’âme est dite multi brin lorsqu’elle est formée de plusieurs brins assemblés en torons.
Utilisé pour les parties mobiles des installations fixe. (machine à laver, radio,
chantier…).

Résistance du fil : R =


 ρ ×l 
(loi de Pouillet : voir partie théorique)
s
pour information :
-8
• pour le cuivre : ρ = 1,724 .10 Ωm à 20 °C
-8
• pour l'aluminium : ρ = 2,86 .10 Ωm à 20 °C
b) Parties isolantes :
 Elles doivent protéger les conducteurs contre la présence d’eau, de poussières, les
chics mécaniques et la chaleur. Elles doivent avoir une résistivité très grande (isolant),
on emploie :
•
•
Le PVC (polychlorure de vinyl) ou le polyéthylène
Le caoutchouc butyle vulcanisé (PRC)
Les isolants utilisés sont caractérisés par leur tension nominale d'isolement. La tension
nominale du câble doit être au moins égale à la tension nominale de l'installation.
En basse tension on distingue différentes tensions nominales de câbles : 250V, 500V, 750V
ou 1000V.
c) Enveloppe ou Gaine isolante :
Les caractéristiques mécaniques de l'enveloppe isolante ne sont pas toujours suffisantes pour
protéger le câble des influences externes. On est conduit à recouvrir l'enveloppe isolante par
une gaine de protection qui doit présenter des caractéristiques :



Mécaniques (résistance à la traction, à la torsion, la flexion et aux chocs) ;
Physiques (résistance à la chaleur, au froid, à l'humidité, au feu) ;
Chimiques (résistance à la corrosion au vieillissement).
On emploie des enveloppes en matériaux synthétiques (PVC) ou métalliques (feuillard d'acier,
d'aluminium ou plomb).
La température maximale de fonctionnement pour les isolants est donnée par les normes
NBN.


Polychlorure de vinyle : 70 °C
Polyéthylène réticulé : 90 °C
App. Techno. P 3
d) Tenue au feu :
●
●
La réaction au feu : c’est l’aptitude du câble à constituer un aliment pour le feu et à
contribuer à son développement (C1 câbles dits non propagateurs de l’incendie, C2
câbles dits non propagateurs de la flamme, câbles ordinaire sans tenue particulière).
La résistance au feu, c’est l’aptitude du câble à assurer son service pendant une durée
déterminée malgré l’action de l’incendie (CR1 câbles dits résistants au feu, CR2 câbles
ordinaires pas de résistances particulières au feu).
3) Identification et repérage
Le repérage des conducteurs par leur couleur est impératif pour l’installateur électricien, il
peut ainsi vérifier la polarité des conducteurs avant toute intervention.



Bleu pour le conducteur neutre (dans le cas d’une alimentation en 400V+N)
Vert / Jaune pour le conducteur de protection électrique
Les conducteurs de phase peuvent être repérés par n'importe quelle couleur sauf
Vert/Jaune, Vert, Jaune, Bleu
Remarques
L'identification des conducteurs par leur couleur ne doit être considérée que comme une
présomption. Il est toujours nécessaire de vérifier la polarité des conducteurs avant toute
intervention.
La couleur bleue peut être utilisée pour un conducteur de phase si le neutre n'est pas
distribué.
Marque de conformité
CEBEC = Comité Électrotechnique Belge.
Pour les fils et les câbles isolés, la marque de conformité est constituée :


Soit de 2 fils blanc tendu parallèlement au conducteur sous la tresse ou gaine
extérieur. Ils sont accompagnés d’un ou plusieurs fils colorés qui constituent le signe
distinctif du fabricant.
Soit de la mention CEBEC précédée d’un triangle et suivie du numéro distinctif du
fabricant, gravée ou moulée dans la gaine extérieur.
CEBEC
7
App. Techno. P 4
Désignation des conducteurs et des câbles suivant la norme européenne
1. Désignation du
type de câble
Signification du symbole
Symbole
Type de câble harmonisée
Type de câble nationale reconnu par CENELEC*1
Type de câble nationale autre reconnue par CENELEC
H
A
N
2. Tension nominale 100/100 V
U0/U *2
300/300 V
300/500 V
450/750 V
0,6/1 kV
1,7/3 kV
3,5/6 kV
01
03
05
07
1
3
6
3 Type d'isolant et
matière de la gaine
Polyéthylène
Polychloropène
Polychlorure de vinyle (PVC à 70°c)
Polychlorure de vinyle (PVC à 90°c)
Polychlorure de vinyle (PVC à 105°c)
Caoutchouc naturel ou synthétique
Caoutchouc au silicone
Polyéthylène réticulé (PR)
E
N
V
V2
V3
R
S
X
4. Particularités
relatives à la
conception
Câble rond
Câble méplat « divisible »
Câble méplat « indivisible »
Pas de lettre
H
H6
5. Forme et type
des conducteurs
Conducteur
Conducteur
Conducteur
Conducteur
Conducteur
Conducteur
-R
-S
-U
-K
-F
-H
*2
fixe à fils torsadés cylindriques
fixe à fils torsadés et contour sectoriel
fixe à fil massif et cylindrique
souple pour installations fixes
souple classe 5 CEI 228
souple classe 6 CEI 228
U0 = valeur effective entre conducteur et terre
*1 CENELEC =
Comité Européen de Normalisation en ELECtronique et en électrotechnique)
U = valeur effective entre deux conducteurs
1
2
3
3
4
5
Exercice :
A quel câble correspond cette dénomination ?
H 07
R
N
-
F
Câble normalisé – tension 450/750 V - Caoutchouc naturel ou synthétique – Polychloropène Conducteur souple classe 5 CEI 228 (voir documentation technique)
App. Techno. P 5
Désignation belge des types de câbles électriques
Fils et câbles isolés pour installations fixes (basse tension). Appellations selon NBN C.32.123
et 131 C.32.124 et 132.
–
La première lettre du sigle désigne la nature de l’enveloppe isolant en contact direct avec
le conducteur.
C=Caoutchouc
ex : C.T.L.B
V=Vinyle
ex : V.O.B
–
La dernière lettre B indique un type ou câble normalisé Belge.
–
Les lettres intérieures ou extérieures du sigle :
O=isolant Ordinaire.
Ex : V O.B
R=isolant Renforcé.
Ex : C.R.V.B (plus en fabrication)
T=Transportable (pour les appareils mobiles, câble souple). Ex : V.T.M.B
L=isolation Légère.
Ex : V.T.L.B
M=isolation Moyenne.
Ex : C.T.M.B
App. Techno. P 6
F= isolation Forte (F en 3ème lettre).
Ex : C.T.F.B
F=Feuillard (F en 2ème lettre).
Ex : V.F.V.B. , X.F.V.B
Su=suspension. Cordelette intérieur de suspension, non métallique.
Ex : C.Su.B
N=Néoprène (caoutchouc synthétique).
Ex : C.T.M.B/N
V=devant le B=gaine en Vinyle.
Ex : V.F.V.B--> X.F.V.B, V.V.B. -->X.V.B
G=Gaine (extérieur visible).
Ex : V.G.V.B
S=souple.
Ex : V.O.B.S.
St=souple et étamé.
Ex: V.O.B.St.
m ou p=méplat ou plat.
Ex : V.T.L.m.B
Exercice :
Quelle est la constitution des câbles suivant :
–
VVB : enveloppe isolante en vinyle – gaine en vinyle – câble normalisé Belge
–
VOBs : enveloppe isolante en vinyle – isolant ordinaire – câble normalisé Belge - souple
–
VGVB : enveloppe isolante en vinyle – gaine extérieure visible – gaine en vinyle – câble
normalisé Belge
App. Techno. P 7
Tableau d'harmonisation européenne avec indication des dénominations
antérieures.
Ancienne
dénomination
Nouvelle
dénomination
Ancienne
dénomination
Nouvelle dénomination
VOB
H 07 V - U
VVB-F2
XVB-F2
VOBs
H 07 V - K
VFVB-F2
XFVB-F2
VOSst
H 07 V - K
VHVB
inchangée
VTB
H 05 V - U
CRVB
Supprimé
VTBs & st
H 05 V - K
CSub
H 03 RT - F
VTLmB
H 03 VH - H
CTLB
H 05 RR - F
VTLB
H 03 VV - F
CTMB-N
H 07 RN – F < 6 mm2
VTLBp
H 03 VVH2 - F
CTFB-N
H 07 RN – F > 6 mm2
VTMB
H 05 VV - F
CTSB-N
inchangée
VGVB
inchangée
Vous trouverez, dans la section « Documentation », des descriptions de quelques câbles.
Exercice
Complète le tableau suivant :
Conducteur
Désignation
Tension
Utilisation
H03 VV-F
300/300 V
Raccordement de petits appareils électrodomestique.
H05 VV-F
300/500 V
Raccordement de petits et moyens appareils
électro-domestique.
H05 V-K
300/500 V
Installation fixe protégée à l'intérieur
d'appareils et dans ou sur des luminaires.
H07 V-K
450/750 V
Installations domestiques et industrielles.
H05 V-U
300/500 V
Installation fixe protégée à l'intérieur
d'appareils et dans ou sur des luminaires.
H07 V-U
450/750 V
Installations domestiques et industrielles.
XVB - F2
0,6/1 KV
En bâtiment, à l'air libre, en caniveau, en tuyau,
sur chemin de câble.
App. Techno. P 8
Indication du nombre de conducteurs sur les câbles.
Sur la plupart des câbles, on signale la présence d’un conducteur de terre par la lettre G. (en
anglais, Ground = le sol, le terrain).
Ex : V.T.M.B 3G2,5mm² = 3 conducteurs au total de 2,5mm² de section, dont un des
conducteurs est réservé exclusivement à la mise à la terre. (jaune/vert).
On signale aussi le conducteur de protection en ajoutant la section de celui-ci au nombre de
conducteurs d’énergie.
Ex : X.V.B 2x2,5 + 2,5mm² = 2 conducteurs d’énergie + 1 conducteur de protection.
Les 3 conducteurs ont la même section.
X.V.B 3x2,5mm² = 3 conducteurs d’énergie.
Section des conducteurs
Elle exprime l’aire (surface) de la section droite du conducteur. En général, les conducteurs
sont cylindriques :
–
pour les circuits d’éclairage : 1,5 mm² (∅ = 1,382 mm).
–
pour les circuits de prises de courant : 2,5 mm² (∅ = 1,784 mm).
–
pour les circuits mixtes (éclairage + prises) : 2,5 mm² (∅ = 1,784 mm).
Sections standardisées
0,5 – 0,7 – 1 – 1,5 – 2,5 – 4 – 6 – 10 – 16 – 25 – 35 …
Intensité admissible par les câbles
Les fabricants de câble donnent les intensités que peuvent transporter les câbles qu'ils
fabriquent tout en conservant un échauffement normal du câble.
Ainsi, les tableaux suivant donnent les sections à utiliser en fonction des longueurs, des
tensions, et des intensités à transporter pour une chute de tension de 3 % (monophasé) et
5 % (triphasé).
App. Techno. P 9
Exemple : soit une intensité de 15 A à transporter sur 100 mètres. Quelle section de câble
faudra t'il choisir ? 10 mm2
App. Techno. P 10
Choix des tubes en fonction du nombre et de la section des canalisations.
Sections
mm2
Type des
tubes (Ø)
Type et nombre de canalisations
VOB – VOBs - VOBst
2
1,5
2,5
4
6
10
16
3
4
5
6
PVC rigide
5/8'' 5/8'' 5/8'' 5/8'' 5/8''
PVC souple
5/8'' 5/8'' 5/8'' 5/8'' 3/4''
TAL
5/8'' 5/8'' 5/8'' 3/4'' 3/4''
PVC rigide
5/8'' 5/8'' 5/8'' 5/8'' 3/4''
PVC souple
5/8'' 5/8'' 5/8'' 3/4'' 3/4''
TAL
5/8'' 5/8'' 3/4''
1''
1''
PVC rigide
5/8'' 5/8'' 3/4''
1''
1''
PVC souple
5/8'' 5/8'' 5/8'' 3/4''
1''
TAL
3/4'' 3/4''
1''
1''
PVC rigide
5/8'' 5/8'' 3/4''
1''
1''1/4
PVC souple
3/4'' 3/4''
1''
TAL
3/4''
1''
1''
PVC rigide
1''
1''
1''
1''1/4 1''1/4
PVC souple
1''
1''
1''
1''1/4 1''1/4
TAL
1''
1''
1''
1''1/4 1''1/4
PVC rigide
1''
1''
1''1/4 1''1/4 1''1/2
PVC souple
1''
1''
1''1/4 1''1/4 1''1/2
-
-
TAL
1''
-
1''1/4 1''1/4
1''
-
1''1/4
-
Légende :
–
–
TAL : Tube en acier lisse
TAF : Tube en acier fileté
N.B. : 5/8'' = ± 16 mm; 3/4'' = ± 20 mm, 1'' = ± 25 mm, 1''1/4 = ± 32 mm, 1''1/2 = ± 40 mm
Exercice :
Quel doit-être le diamètre d'un tube PVC souple pour qu'il accueil 5 conducteurs VOB de 2,5
mm2 ? 3/4'' = 20 mm
App. Techno. P 11
Conditions d'emploi des différentes canalisations.
Exercice :
Est-il permis d'utiliser :
–
des fils VOB dans les locaux secs, sous tube TTh? oui
–
des fils VTLmB dans les locaux humides ? non
–
des fils XVB – F2 dans des locaux humides ? oui
App. Techno. P 12
Les conduits
Un conduit a pour rôle essentiel d’assurer une protection continue des conducteurs contre les
chocs mécaniques, l’eau, les risques d’incendie. Les conduits doivent en outre pouvoir être
facilement mis en forme, être encastrés dans les murs ou enterrés dans le sol.
1) Caractéristiques :
Les conduits sont fabriqués en différents matériaux qui garantissent des qualités de :



Résistance mécanique (chocs, écrasements) ;
Étanchéité (à l'eau, aux poussières) ;
Non propagation de la flamme.
De plus, ils doivent pouvoir être travaillés facilement et pouvoir être encastrés dans les murs,
ou enterrés dans le sol.
2) Section utile des conduits :
Pour que les conducteurs ou câbles puissent être tirés ou retirés facilement, on applique la
règle du tiers de section.
Règle :
La somme des sections totales des conducteurs, isolants compris, est égale au tiers de la
section intérieure du conduit.
n* s≤S/ 3
n = nombre de conducteur
s = section des conducteur (avec isolant)
S = section du conduit
App. Techno. P 13
Exercice :
On doit faire passer dans un conduit 3 circuits de conducteurs H07 V-U. Quelles sont les
dimensions des tubes à utiliser ?
Ø ext. conducteur
(mm)
S conducteur
(mm2)
Nbre
conducteur
S (mm2)
1 circuit 2 * 1,5 mm2
2,8
6,16
2
12,32
1 circuit 3 * 2,5 mm2
3,4
9,08
3
27,24
1 circuit 3 * 4 mm2
3,8
11,34
3
34,02
S Totale des conducteurs (mm2)
==> 73,58
≤
Ø conduit
(mm)
S conduit
(mm2)
16
201,06
20
314,16
25
490,87
32
804,24
40
1256,64
73,58
S / 3 ==> S = 220,74 mm2
Référence (diamètre) des conduits utilisables : 5/8'' soit ± 16 mm
App. Techno. P 14
La nature des risques et leurs conséquences
La gravité des effets du courant sur le corps humain est principalement fonction de son
intensité et de sa durée de passage.
Le courant électrique agit sur le corps humain. Lorsqu’il est soumis à une tension, celui-ci
réagit comme un récepteur classique possédant une résistance interne donnée.
Le courant électrique qui le parcourt engendre alors trois risques graves :
1. Le blocage musculaire : C’est la tétanisation. Le courant maintient contractés les
muscles traversés. Au niveau de la cage thoracique, le phénomène peut entraîner un
blocage respiratoire.
2. La fibrillation ventriculaire : L’action du courant désorganise complètement le rythme
cardiaque.
3. Les effets thermiques : Ils provoquent des lésions tissulaires plus ou moins graves,
jusqu’à des brûlures profondes en fonction de l’importance du courant.
Ces risques dépendent de deux facteurs :
1. Le temps de passage du courant à travers le corps.
2. L’intensité du courant.
Ces deux facteurs sont indépendants l’un de l’autre. Le degré de gravité du risque sera plus
ou moins important en fonction de la valeur de chaque facteur.
En pratique, on définit l’intensité du courant à partir d’une tension, dite de sécurité,
normalisée à 50 V (voir tableau p 17). Elle tient compte du courant maximum que peut
supporter un être humain dont la résistance électrique interne est minimum dans des
conditions déterminées.
Elle tient compte aussi de la durée maximale du temps de passage du courant admissible sans
effet physiopathologique dangereux.
Cette courbe donne les
variations
de
la
résistance du corps
humain en fonction de la
tension de contact et
de l’état de la peau.
App. Techno. P 15
Courbes temps/courant des effets du courant alternatif 15 à 100 Hz, sur les personnes.
App. Techno. P 16
Tension non dangereuse que le corps humain peut supporter en permanence lors d'un contact
indirect et en respectant les conditions suivantes (Art.31.02) :
Tension de seuil conventionnelle Ul
Code
Résistance du
corps
État du corps humain
Alternative
(TBTS)
Continue
Non lisse
Lisse
BB1
2 KΩ
Peau sèche ou humide par
transpiration
50 V
75 V
120 V
BB2
1 KΩ
Peau mouillée
25 V
36 V
60 V
BB3
500 Ω
Peau immergée dans l'eau
12 V
18 V
30 V
Courbe de sécurité pour tension alternative :
App. Techno. P 17
Dangers pour l'être humain
1. Contact direct,
2. Contact indirect,
3. Facteurs de risques,
4. Effets sur le corps humain.
1. Contacts directs :
entre deux conducteurs
entre un conducteur actif et la terre
Protection contre les contacts directs :
e) au moyen d'une très basse tension de sécurité
App. Techno. P 18
2. Contacts indirects :
entre la carcasse d'un appareil (mise
accidentellement sous tension) et la terre.
Protection :
✔
✔
✔
Choix de l'appareil : CE
Classe de l'appareil : 0, 1, 2, 3
Système de protection du réseau :
✔ fusible – disjoncteur
✔ différentiel – mise à la terre
3. Facteurs à risques principaux pour les chocs électriques et l'électrocution
➔
➔
➔
➔
➔
➔
La fréquence :
- hertz (Hz)
- corps très sensible aux fréquences comprises entre 20 et 100 Hz
- fréquence du réseau : 50 Hz
Valeur du courant : ampère (A)
Temps d'exposition : minute, seconde, milliseconde
Chemin suivi par le courant dans le corps humain :
- exposition d'organes vitaux
- effets sur le corps humain
Résistance du corps humain :
- résistance interne du corps (âge, état de la peau, ...)
- résistance de contact avec la peau : BB1, BB2, BB3
Forme de la tension :
- la tension alternative est plus dangereuse que la tension continue,
- tension de sécurité
App. Techno. P 19
4. Effets sur le corps humain
a) Fonctions vitales :
i. Circulation sanguine : cœur (arythmie, arrêt cardiaque)
ii. Respiration : troubles respiratoires
iii. Système nerveux :
➢ immédiatement : troubles de la vue et de l'ouïe, mal de tête,
confusion, perte de mémoire, convulsions, inconscience.
➢ Après un certain temps : troubles psychiques (amorphe ==>
dépression)
b) Peau : brûlures
c) Muscles :
i. tétanisation,
ii. brûlures internes,
iii. crampes : déchirures musculaires et/ou de tendons
d) Ossature : désarticulations et fractures
e) Voie urinaire : parfois et après un certain temps, trouble des reins (si accident électrique,
il faut appeler l'ambulance et déclarer l'accident car le corps a assimiler la myoglobine qui
attaque les reins provoquant une insuffisance rénale si elle n'est pas traitée à temps).
App. Techno. P 20
Les dispositifs de protections
Mal maîtrisée, l’électricité est dangereuse. Le disjoncteur de branchement ne suffit pas à
lui seul à protéger l’installation électrique. En cas de problème, il se déclenche et coupe
l’ensemble de l’installation. Il est donc indispensable d’installer d’autres protections en plus
du disjoncteur. Seules les lignes présentant un problème seront coupées. Les protections sont
conçues pour répondre à différents risques potentiels dans une installation.
Le court-circuit : il est dû à un contact
entre la phase et le neutre. Il provoque
une forte augmentation de l’intensité qui
se traduit par une élévation importante
de la température des conducteurs, d’où
un risque d’incendie.
La surcharge : elle est due au passage
d’une intensité trop importante par
rapport au diamètre des conducteurs.
Les conséquences sont similaires à celle
d’un court-circuit (échauffement et
risque d’incendie).
Le contact indirect : c’est le contact du
corps humain avec la carcasse sous
tension
d’un
appareil
électrique
défectueux et le sol. Il y a risque
d’électrocution.
Le contact direct : c’est le contact du
corps humain avec un conducteur sous
tension et le sol. Le courant passe à
travers le corps et peut provoquer
l’électrocution de la personne.
App. Techno. P 21
Les fusibles et disjoncteurs (à broches et modulaires)
Par appareils de protection de ligne, on entend toutes les sécurités, automatiques et nonautomatiques, avec leurs composants et accessoires.
Les sécurités sont des composants d'une installation, montés dans le coffret de distribution,
au départ d'un circuit.
Elles constituent le point le plus faible de l'installation. Elles ont
pour fonction de protéger l'installation contre les surcharges et
les courts-circuits en coupant le courant.
Les coupe-circuits présentent l’avantage d’être peu onéreux.
Leur principal inconvénient, lorsqu’un fusible fond, est la
difficulté à repérer le circuit en cause.
Ayez toujours des fusibles de réserve en cas de problème.
Les disjoncteurs à broches ont une caractéristique C (charges
usuelles dans une installation domestique : éclairage, appareils
ménagers, petits moteurs). Les valeurs nominales des
disjoncteurs à broches sont : 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32 et 40 A.
Jusqu'à 20 A, ils sont dépourvus de détrompeurs et peuvent
remplacer directement les coupe-circuits à broches des
installations existantes.
Un fusible peut être remplacé par un disjoncteur d'une valeur
immédiatement supérieure, de telle façon que la valeur I nf du
fusible soit égale à la valeur Int du disjoncteur.
Les disjoncteurs sont des appareils automatiques de coupure
assurant la protection contre les surcharges et les courts-circuits.
Le disjoncteur est un appareil coûteux. La protection est assuré par
un dispositif magnéto-thermique, fondé sur un bilame et un électroaimant qui assurent une coupure instantanée du circuit en défaut. Ils
sont plus fiables, plus sûrs, et plus rentables à l'usage, car ils ne
nécessitent pas de remplacement. Lorsqu'un incident se produit sur
un circuit, le disjoncteur se déclenche et sa manette s'abaisse, ce
qui permet de repérer visuellement et immédiatement le circuit en
défaut.
App. Techno. P 22
La valeur (nominale) attribuée à un dispositif de protection est imprimée de manière
indélébile à l'avant des appareils.
Les éléments de calibrage encliquetés dans les bases ne sont pas interchangeable ce qui
signifie l'impossibilité de placer une protection de valeur plus élevée à la place prévue pour
une protection d'une valeur plus faible (en fonction de la section du fil utilisé).
Les éléments de calibrage ont la même couleur que les protections correspondantes.
Marquage
Caractéristique +
intensité nominale
Description
Intensité nominale
Tension nominale
Puissance de coupure
Numéro d'article
Section minimale
du conducteur
Agrément
Agrément
Fabricant
Symboles
Fusible
Disjoncteur
Principe de fonctionnement du fusible
A : élément de calibrage solidaire du fusible
B : broche en laiton, diamètre 7 mm
C : enveloppe isolante autoextinguible
D : élément fusible en argent
E : chambre de fusion remplie de matière extinctrice
App. Techno. P 23
La quantité de chaleur dégagée sous l'action d'une surintensité dans la résistance que
constitue le fil fusible élève la température du milieu environnant et du conducteur fusible
lui-même. Lorsque la température de fusion du matériau est atteinte il y a rupture du
conducteur, un arc s'établit à son emplacement et l'interruption de circuit se produit au
moment de l'extinction de cet arc.
Caractéristiques électriques des coupe-circuits à fil fusible
–
–
–
–
Tension nominale : C'est la tension pour laquelle le fusible est prévu. Les fusibles à
broches sont prévus pour supporter des tensions de 220 à 380 V. Une règle est à
respecter en réseau triphasé; il faut protéger tous les conducteurs par des fusibles de
même intensité nominale et de même conception. Pour les tensions entre 380 et 500 V,
ainsi que pour le courant continu, il existe des fusibles spécifiques.
Courants nominaux : C'est la valeur du courant admis en permanence sans qu'il y ait
fusion ou déformation du fil fusible. Valeurs de In en ampères : 2 - 4 - 6 - 10 - 16 - 20
- 25 - 32 - 40 - 50 A.
Pouvoir de coupure : C'est la valeur du courant de court-circuit auquel résiste le
fusible. L'intensité du court-circuit en un point donné d'une installation dépend
principalement de la puissance du transformateur d'alimentation, de la section et de la
longueur des conducteurs.
Courbes de fusion : Un fil fusible ne fond pas instantanément lorsque l'augmentation
d'intensité du courant ne dépasse que progressivement la valeur de l'intensité nominale
du fusible. Les courbes de fusion permettent de déterminer le temps de fusion pour
une intensité donnée et pour un fusible donné.
Exercice :
Combien de temps un fusible de 16 A parcourut par un courant de 30 A mettra-t'il avant de
fondre ? 100 secondes (soit 1'40'')
App. Techno. P 24
Principe de fonctionnement du disjoncteur thermique (protection contre les surcharges)
1. Enclenchement : (fermeture du disjoncteur – interrupteur) en appuyant sur le bouton
marche (M) on ferme l'interrupteur (Int) qui reste fermé grâce a un système de
verrouillage (V).
2. Déclenchement : (ouverture du disjoncteur – interrupteur)
a) Manuel : Par l'intermédiaire du bouton arrêt qui agit sur le système de verrouillage
(V).
b) Automatique : Si l'intensité dans le circuit dépasse la valeur de l'intensité nominale
du disjoncteur, ce surplus de courant va chauffer le bilame, qui, en se courbant va
agir sur le système de verrouillage (V) qui libérera la prise et provoquera
l'ouverture de l'interrupteur grâce au ressort (R).
App. Techno. P 25
Principe de fonctionnement du disjoncteur magnéto-thermique
1. Pour un courant de non-déclenchement : Le courant traverse l'interrupteur, les spires
du bobinage, et le bilame placés tous les trois en série. Les effets de ce courant sont
tels que l'armature n'est pas suffisamment attirée par le noyau du bobinage et que le
bilame ne chauffe pas assez que pour déverrouiller le mécanisme d'interruption.
2. En cas de court-circuit : L'électro-aimant assure la coupure immédiate. La valeur
élevée du courant de court-circuit traverse le bobinage de l'électro-aimant dont le
noyau attire l'armature déverrouillant ainsi le mécanisme de déclenchement ce qui
provoque l'ouverture de l'interrupteur.
3. En cas de surcharge : Le bilame déverrouille le mécanisme d'interruption. Une
surintensité même légère, chauffe le bilame qui après un certain temps, se courbe
suffisamment pour déverrouiller le mécanisme d'interruption et provoquer l'ouverture
de l'interrupteur.
Donc la combinaison électro-aimant, bilame et interrupteur forme une protection magnétothermique dans laquelle la partie électro-magnétique agit en cas de court-circuit et la parte
thermique en cas de surcharge.
App. Techno. P 26
Caractéristiques électriques des disjoncteurs modulaires et à broches.
–
–
–
–
Tension nominale : C'est la tension pour laquelle le disjoncteur est prévu. Les
disjoncteurs modulaires et à broches sont prévus pour supporter des tensions de 220 /
380 V.
Courants nominaux : C'est la valeur du courant admis en permanence sans qu'il y ait
déclenchement du disjoncteur. Valeurs de In : 2 - 4 - 6 - 10 - 16 - 20 - 25 - 32 - 40 50 - 63 A.
Pouvoir de coupure : C'est la valeur du courant de court-circuit auquel résiste le
fusible. Le pouvoir de coupure est au moins égal au courant de court-circuit qui pourrait
se produire à l'endroit où l'appareil est installé soit :
– 3000 A pour les circuits secondaires dans les installations domestiques.
– 6000 A ou 10000 A dans les installations d'immeubles, de bureaux, magasins ou
d'après la proximité de la cabine H-T.
Courbes de déclenchement : Ces courbes donnent le temps de déclenchement du
disjoncteur suivant le rapport I / In, c'est à dire suivant le rapport de l'intensité
circulant dans le circuit par l'intensité nominale du disjoncteur (NBN C61-898).
Il existe trois types de courbes : courbe B, courbe C, courbe D.
Ces courbes se différencient par la plage de fonctionnement des déclencheurs
magnétiques :
– Courbes B : Déclenchement entre 3 In et 5 In.
Disjoncteur qui permet de réaliser la protection des personnes (déclenchement
magnétique très rapide).
– Courbes C : Déclenchement entre 5 In et 10 In.
Pour éviter les déclenchements intempestifs du disjoncteur dans le cas de
récepteurs présentant des pointes d'intensité lors de la mise en service.
– Courbes D : Déclenchement entre 10 In et 20 In.
Disjoncteurs plus particulièrement adaptés aux installations présentant de forts
courants d'appel tels que transformateurs, moteurs, tubes TL, etc...
Le déclencheur thermique donne une courbe comparable à celles du coupe-circuit à fil fusible.
Le déclencheur magnétique agit instantanément lorsque le courant dépasse un certain seuil,
c'est la partie verticale très raide de la courbe.
Exercice :
Un circuit est protégé par un disjoncteur de 16 A.
Un courant de 15 A peut-il déclencher le disjoncteur ? Non
Pour quelle valeur du courant le disjoncteur va-t'il déclencher en 5 s et est-ce la partie
thermique ou magnétique qui déclenche ? 48 A – thermique
Un courant de 96 A circule dans le circuit, en combien de temps et est-ce la partie thermique
ou magnétique du disjoncteur qui va déclencher ? ± 0,1 s - magnétique
App. Techno. P 27
Pour la courbe C
Installation domestique
In de non déclenchement I déclenchement I magnétique
1,13
1,45
5 à 10
App. Techno. P 28
L'interrupteur différentiel (Art. 85)
Ce dispositif sert à protéger les personnes contre les contacts
directs ou indirects et les défauts d’isolement. Cependant, il ne
détecte pas les courts-circuits et les surcharges, c’est pourquoi il
doit être installé entre le disjoncteur de branchement et des
groupes de dispositifs de protection (disjoncteur ou coupecircuits). Selon son intensité nominale (25, 40 ou 63 A),
l’interrupteur différentiel assure la protection simultanée de
plusieurs circuits. Cette protection permet d'éviter le maintien d'une tension dangereuse
entre deux éléments accessibles par une personne.
Grâce à sa manette de commande, il permet de mettre sous ou hors tension la partie de
l’installation qu’il protège.
Il est également appelé interrupteur de courant de fuite ou interrupteur de courant de
défaut. Un courant de fuite est un courant qui s’écoule à la terre en l’absence de défaut en
situation normale de fonctionnement et un courant de défaut est un courant qui s’écoule à la
terre par les masses ou le conducteur de protection suite à un défaut d’isolement.
Ces courants sont enregistrés par le compteur comme consommation réelle que le
consommateur paye de plus, ces courants peuvent provoquer un
échauffement localisé pouvant être à l'origine d'un incendie.
Un défaut d'isolation entraîne l'apparition d'une tension de contact pouvant
entraîner une électrocution si cette tension n'est pas coupée à temps par
l'interrupteur différentiel. On parle de contact indirect avec la tension. On
parle de contact direct quand un conducteur actif est touché.
Le temps de coupure ne peut pas dépasser 0,2 s au maximum.
Les interrupteurs différentiels à grande sensibilité (30 mA) et à très grande
sensibilité (10 mA) offrent une protection supplémentaire en cas de contact direct.
Marquage
Schéma de câblage interne
Désignation
Courant nominal
Courant de fuite
Tension nominale
* Coupure en cas de :
- courant différentiel ~
- courant continu résiduel pulsé
* Résistance aux courants de chocs
* T° minimale de bon fonctionnement
Sigle d'agrément
Numéro d'article
Résistance aux courts-circuits
App. Techno. P 29
Symbole
Le RGIE prévoit l'utilisation d'un ou plusieurs interrupteurs différentiels agréés CEBEC dans
les installations électriques en fonction de la résistance de terre.
Constitution
Un interrupteur différentiel est constitué de quatre éléments principaux :
–
–
–
–
un
un
un
un
organe
organe
organe
organe
de
de
de
de
détection
mesure
coupure
contrôle
,
,
,
.
App. Techno. P 30
Fonctionnement
–
–
–
–
–
L'organe de détection est un tore ferromagnétique par lequel tous les conducteurs
doivent passer, y compris celui du neutre, mais excepté celui de la terre, qui alimentent
le circuit protégé.
Dans une installation sans défaut, la somme vectorielle des courants traversant le
primaire du tore ferromagnétique est égale à zéro, et aucune induction magnétique
n'est produite dans le noyau du tore.
Lorsqu'il existe un courant de fuite vers la terre, la somme vectorielle des courants
dans le primaire du tore n'est plus nulle et il apparaît une force électromotrice aux
bornes de l'enroulement secondaire de celui-ci. Sur ces bornes un verrou magnétique
est branché : c'est l'organe de mesure.
L'organe de coupure, lui, est actionné par le verrou magnétique qui déclenche lorsque le
seuil de fonctionnement (sensibilité) du verrou est atteint.
Les interrupteurs différentiels sont équipés d'une touche d'essai (bouton T signifiant
« test »), permettant la vérification de leur bon état de fonctionnement : c'est
l'organe de contrôle.
Interrupteur différentiel en absence de
défaut. Le courant dérivé du conducteur de
phase retourne intégralement par le
conducteur de neutre.
En cas de défaut d'isolement, un courant de
défaut I(f) retourne au point neutre du
transformateur par la prise de terre.
App. Techno. P 31
Caractéristiques électriques des interrupteurs différentiels :
–
–
–
–
–
La sensibilité : C'est le courant différentiel nominal de déclenchement. I Δn : 10 mA,
30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA, 1000 mA.
Courants nominaux : C'est la valeur du courant maximum admissible dans l'appareil.
I n : 25 A, 40 A, 63 A, 80 A.
Pouvoir de coupure : C'est la valeur du courant de court-circuit auquel résiste
l'interrupteur différentiel. Le pouvoir de coupure est au moins égal au courant de
court-circuit qui pourrait se produire à l'endroit ou l'appareil est installé soit 3000 A
pour les installations domestiques.
Tension nominale : C'est la tension pour laquelle l'interrupteur différentiel est prévu,
elle est de 220 V et/ou 380 V.
Temps de déclenchement : Le temps de déclenchement dépend du moment ou le
courant de défaut se présente dans la période du courant. Il varie de 30 ms à 200 ms.
Disjoncteur différentiel ou interrupteur différentiel ?
Vous choisirez un interrupteur différentiel si vous n'avez pas besoin d'assurer une protection
contre les surcharges et courts-circuits. Attention cependant : un interrupteur différentiel
doit impérativement être associé à un dispositif de protection des lignes : disjoncteur ou
coupe-circuit.
Vous choisirez un disjoncteur si ces protections ne sont pas assurées.
L'interrupteur différentiel : il comprend 2 fonctions : détection du courant de défaut,
mesure et coupure. En outre, cet appareil peut assurer le sectionnement d'une installation.
Le disjoncteur différentiel : il comprend 3 fonctions : détection du courant de défaut,
mesure et coupure, protection contre les surcharges et les courts-circuits. Il assure aussi le
sectionnement d'une installation.
App. Techno. P 32
Classes du matériel électrique (Art. 30.07)
Classe O
Matériel électrique dans lequel la protection contre les chocs électriques
repose uniquement sur l'isolation principale et donc pas de connexion
prévue pour un conducteur de protection.
Exemple : l'interrupteur
Classe 1
Matériel électrique dans lequel la protection contre les chocs électriques
ne repose pas uniquement sur l'isolation principale, mais dans lequel on doit
raccorder les parties conductrices accessibles au conducteur de
protection. Présence obligatoire du conducteur de terre.
Exemples : four à micro-ondes, séchoir, lessiveuse, cuisinière électrique,...
Classe 2
Matériel électrique dans lequel la protection contre les chocs électriques
repose sur la double isolation. Présence du sigle
(double isolation) et
donc pas besoin de conducteur de protection.
Exemples : Foreuse, chaîne Hi-Fi, téléviseur, …
Classe 3
Matériel électrique dans lequel la protection contre les chocs électriques
repose sur l'alimentation sous très basse tension de sécurité.
Exemples : Jouet électrique, lampe de poche, foreuse sur accu., …
App. Techno. P 33
Type de liaison à la terre (Art. 79)
Au préalable, rappelons que le principe repose sur le fait que le courant de défaut doit être
évacué par la terre, ce qui le rend aisément détectable. Par conséquent, il est impératif
d’installer une terre de faible impédance et de relier toutes les masses à cette terre.
Le régime de neutre est identifié à partir de 2 ou 3 lettres :
La première lettre permet d'identifier la situation du neutre par rapport à la terre :
– T : liaison directe du neutre à la terre
– I : absence de liaison du neutre à la terre, neutre isolé ou liaison par l'intermédiaire
d'une impédance
La deuxième lettre permet d'identifier la situation des masses de l'installation :
– T : connexion directe des masses à la terre.
– N : connexion des masses au neutre
La troisième lettre est nécessaire dans le cas du régime de neutre TN (S et/ou C) :
– S : le conducteur neutre et conducteur de protection PE sont Séparés
– C : le conducteur neutre et conducteur de protection PEN sont Confondus
App. Techno. P 34
Les 3 schémas de liaisons à la terre ainsi définis sont :
–
–
–
le schéma TT (seul possible en domestique),
le schéma TN avec les variantes : TN-S; TN-C-S et TN-C,
le schéma IT
Intéressons-nous plus particulièrement au schéma TT (installation domestique).
Schéma de principe :
App. Techno. P 35
Étude de trois cas
1. Appareil non relié à la terre (choc direct)
Tracer le schéma équivalent électrique dans laquelle circule le courant de défaut.
En sachant que la résistance de terre du neutre vaut Rn = 22 Ω, l'impédance de l'homme vaut
Rh = 1000 Ω (BB2). Le défaut électrique de la machine M2 est franc (la carcasse est
directement reliée à la phase).
Déterminer le courant de choc supporté par la personne.
Déterminer la tension de contact de la machine M2 par rapport au sol.
Uc = 1000 * 0,225 = 225 V
La personne est-elle en danger ? Oui, la personne est en danger car Ic > 30 mA (Seuil de
paralysie respiratoire).
En combien de temps l'installation doit-elle être coupée si la tension limite de sécurité
admise est de 25 V AC (voir courbes de sécurité) ? D'après la courbe de sécurité,
l'installation doit être coupée en moins de 20 ms.
App. Techno. P 36
2. Appareil relié à la terre (choc indirect)
Tracer le schéma équivalent électrique dans laquelle circule le courant de défaut.
En sachant que la résistance de terre du neutre vaut Rn = 22 Ω, que Ru = 22 Ω et que
l'impédance de l'homme vaut Rh = 1000 Ω (BB2). Le défaut électrique de la machine M2 est
franc (la carcasse est directement reliée à la phase).
Déterminer le courant de défaut.
Déterminer la tension de contact de la machine M2 par rapport au sol.
Déterminer le courant de choc supporté par la personne.
La personne est-elle en danger ? Oui, la personne est en danger car Ic > 30 mA (Seuil de
paralysie respiratoire).
En combien de temps l'installation doit-elle être coupée si la tension limite de sécurité
admise est de 25 V AC (voir courbes de sécurité) ? D'après la courbe de sécurité,
l'installation doit être coupée en moins de 70 ms.
App. Techno. P 37
Le fait de relier les carcasses des appareils à la terre est-elle suffisante ? Pourquoi ?
Non, cette condition est nécessaire mais pas suffisante car la tension de contact est
dangereuse.
3. Protection de l'installation par un dispositif de détection du courant résiduel (différentiel)
Tracer le schéma équivalent électrique dans laquelle circule le courant de défaut.
En sachant que la résistance de terre du neutre vaut Rn = 22 Ω, que Ru = 22 Ω et que
l'impédance de l'homme vaut Rh = 1000 Ω (BB2). La résistance de défaut Rd (résistance de
contact de la ligne sur la carcasse de la machine) vaut 120 Ω. La machine consomme au
moment du défaut une puissance de 3 KW (cas du chauffage de l'eau dans une machine à
laver).
Déterminer le courant de défaut.
Déterminer la tension de contact de la machine M2 par rapport au sol.
Déterminer le courant de choc supporté par la personne.
App. Techno. P 38
La personne est-elle en danger si la tension limite de sécurité est de 25 V ? Même question
pour une tension de sécurité de 50 V ?
Pour une tension de sécurité de 25 V, cette personne est en danger, mais pas pour une
tension de sécurité de 50 V.
En résumé, Complète le tableau des 3 études de cas :
Uc (V)
Ic (mA)
Cas n°1
225
225
Cas n°2
113,66
114
Cas n°3
30,35
30,35
Conclusion :
La tension de contact Uc est dangereuse pour les utilisateurs car Uc > Ul (Ul : tension
conventionnelle de sécurité ) d'où un dispositif de protection doit couper l'alimentation
électrique du récepteur en défaut.
Ce dispositif sera placé dans le circuit de manière à ce qu'il puisse mesurer le courant qui
passe dans l'installation, à l'aller et au retour.
Quel appareil pourrait-il jouer ce rôle ? L'interrupteur différentiel !
Quel calibre ? 30 mA
En effet, un interrupteur différentiel de 300 mA serait inopérant, pas plus qu’un disjoncteur
16 A protégeant la ligne contre les surcharges et courts-circuits, puisqu’ils ne pourraient
détecter les différents courant calculés traversant le corps de la personne.
Celle-ci subira un choc électrique, mais sans risque physiopathologique dangereux.
En conclusion :
Un interrupteur différentiel supplémentaire, de 30 mA, doit être installé en aval de
l'interrupteur différentiel général. Cet interrupteur différentiel protège :
-–
-–
-–
-–
-–
les circuits de salle de bains, inclus le chauffe-eau si installé dans la salle de bains
(éclairage + prises de courant = 2,5 mm2),
le lave-linge,
le sèche-linge,
l'essoreuse (centrifuge),
le lave-vaisselle
Pour plus de détails, il faut consulter l'entièreté du RGIE
App. Techno. P 39
Liaisons équipotentielles (Art. 72)
Prise de terre, différentiel, distribution du conducteur de protection … ne suffisent pas à
éliminer le risque d'électrocution engendré par la foudre ou par une installation voisine
défectueuse (cas des maisons individuelles contiguës et des immeubles à logements multiples).
Il est donc nécessaire, au niveau d'un bâtiment, d'interconnecter à la terre électrique les
éléments conducteurs étrangers, susceptibles de propager un potentiel dangereux.
En l'absence d'une telle connexion, un défaut peut, par exemple, être à l'origine de
l'apparition d'une tension de 220 V entre la baignoire et le robinet.
Il y a lieu de réaliser des liaisons équipotentielles principales (VOB vert/jaune 6 mm 2) reliant
entre elles les canalisations principales d'eau, de gaz, de chauffage central et les éléments
métalliques fixes et accessibles de la structure du bâtiment.
De plus, au niveau des salles de bains et de douches, des liaisons équipotentielles
supplémentaires (VOB vert/jaune 4 mm2 ou 2,5 mm2) doivent relier les principaux éléments
métalliques tels que conduites d'eau chaude et froide, conduites de décharge, radiateurs à
eau chaude, cuve de la baignoire, à la terre électrique locale (par exemple à la broche de
terre d'une prise).
1. Liaisons équipotentielles principales
2. Liaisons équipotentielles supplémentaires
3. Conduite de décharge
4. Eau froide
5. Gaz
6. Prise de courant
7. Chaudière
8. Prise de terre
App. Techno. P 40
Détermination de la taille du coffret de distribution
On détermine tous les composants modulaires du coffret de distribution à l'aide du schéma
unifilaire. Leur largeur totale, exprimée en modules, éventuellement tenant compte d'espace
de réserve, détermine la taille du coffret de distribution.
Exemple de coffret de distribution
Appareil
Nombre Largeur en modules Nombre total de modules
Différentiel 4-P 300 mA
1
4
4
Différentiel 4- P 30 mA
1
4
4
Disjoncteur 2-P 6A
1
2
2
Disjoncteur 2-P 16A
2
2
4
Disjoncteur 2-P 20A
2
2
4
Disjoncteur 4-P 25A
2
4
8
Transformateur
1
3
3
Jeu de barres RSTN
2
5
10
Borne de terre
2
-
-
TOTAL
39
Le coffret de distribution à utiliser a une taille de :
–
–
52 modules (4 * 13 modules par rangée) ou,
54 modules (3 * 18 modules par rangée).
N.B. : Tous les espaces non utilisés sont obturés par des plaquettes de recouvrement et sont
des modules de réserve.
App. Techno. P 41