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 Calcul section de câble électrique / conducteurs

Le présent document met à disposition un outil de calcul permettant de déterminer la sections des conducteurs électriques selon différents paramètres (tension d’utilisation, calibre de disjoncteur en amont, longueur des conducteurs, etc.).

Un tableau en bas de page dresse la liste des sections normalisées (définies par la norme) pour les applications « classiques » et pour des longueurs de préférence n'excédants pas 20/25 mètres. L’usage du calculateur n’est donc pas nécessaire si les appareils ou appareillages desservis sont présents dans ce même tableau et avec des longueurs acceptables.

Un autre calculateur permettant quand à lui de déterminer la valeur des chutes de tension dans les conducteurs à partir d’une section définie est disponible sur cette page : calcul de la chute de tension. Y sont fournies davantage d'informations quant aux normes à respecter. Nous ne ferons ici qu'accompagner l'outil de calcul des règles communes aux installations domestiques.



Cas d'une installation électrique domestique

L'essentiel de ce qui est à retenir de la norme est qu'elle prévoit que la chute de tension depuis le disjoncteur de branchement n'excède pas 3% de la tension du réseau pour l'alimentation d'appareils d'éclairage et 5% pour le reste.


L'image ci-contre illustre la répartition des chutes de tension admissibles. Les valeurs de droite sont d'usage mais ces proportions peuvent être adaptées, l'essentiel étant de ne pas dépasser les 3% ou 5% du DB aux éléments terminaux.
L'intensité de référence pour les calculs doit être le calibre du disjoncteur protégeant le câble en question. Pour un câble d'alimentation repris directement sous le disjoncteur de branchement (liaison DB - tableau) prendre l'intensité de réglage la plus élevée. En somme si le disjoncteur de branchement est un 15/45A, l'intensité de référence sera de 45A même s'il est réglé sur 15 ou 30A.

Le calcul



  Calculer la section d'un câble
    
Domaine d'application
Circuit ou réseau
Tension d'utilisation
Intensité max du circuit A
Longueur des conducteurs m
 
Disjoncteur de branchement
Objet du calcul
Chute de tension admissible %
 
+ d'options


Résultats
Cuivre Aluminium
Section des conducteurs
Chute de tension effective
 

Interprétation des résultats

Des bulles d'aides placées sur la droite dans le calculateur donnent les informations essentielles.

Résultats du calcul

Le programme recherche parmi toutes les sections disponibles celle qui,  selon les différents critères renseignés, donnera la chute de tension inférieure la plus proche de celle de référence (1% dans l'exemple).

Il sera très rare d'obtenir une chute de tension effective égale à celle de référence, c'est pourquoi les lignes suivantes affichent en alternative la section inférieure si le dépassement entre chute de tension admissible et effective est faible.

 

Dans l'exemple on voit qu'une section de 35mm² conviendrait parfaitement, le dépassement étant pour ainsi dire nul (+ 0,01%). Il aurait été dommage de passer à côté, mais le choix entre deux sections peut s'avérer parfois plus litigieux. Toujours dans notre exemple, aucune alternative n'est fournie pour l'aluminium, pour la simple est bonne raison que le dépassement est devenu trop important.

Il reste toutefois possible de rechercher qu'elle serait la chute de tension effective de conducteurs en aluminium en modifiant la chute de tension admissible du calcul (en ajoutant par exemple 0,5%).

Les résultats sont ensuite stockés à la suite afin de vous permettre de les comparer. Ici trois calculs ont été effectués. Les critères qui ont été modifiés sont différenciés par un fond violet (ici la longueur). Le fond rouge indique que la section correspondante est plus importante que celle trouvée au calcul précédant. Le fond aurait été vert dans le cas inverse, et serait resté blanc si inchangé.


La chute de tension est-elle si importante ?

Une chute de tension dans un conducteur est la différence entre la tension d'alimentation en amont du conducteur et la tension en sortie, donc la tension d'alimentation effective des appareils électriques.
Ces appareils sont conçus pour fonctionner de manière optimale à une tension donnée (avec une tolérance), et à défaut d'avoir une tension suffisante ils sont amenés au mieux à perdre du rendement (puissance moteur, éclairement, ..) et se dégrader dans certains cas.

La tension théorique du réseau monophasé est de 230V, les distributeurs d'électricité ayant eux aussi une tolérance. Aussi la tension d'arrivée dans un logement peut déjà être moindre, qui cumulée à des chutes de tensions excessives dans l'installation peut rapidement se voir atteindre des valeurs "néfastes" pour nos appareils.


Les sections normalisées tiennent compte de valeurs supposées de chute de tension pour des longueurs communes à la plupart des locaux d'habitation. L'outil de calcul nous a permis de déterminer qu'elles étaient les longueurs de référence pour des chutes de tension allant de 1 à 3% et par calibre de disjoncteur. En résumé il apparait que la longueur maximale obtenue est de l'ordre de 20m pour 3% de chute de tension admissible.

Aussi dès qu'une longueur nous paraît inhabituelle (>20m) il est préférable de voir au delà des sections normalisées.

Exemple : Alimentation d'une pompe de relevage

Préambule

Cette étude de cas n'a pas la prétention de fournir "la solution" ultime. Il s'agit là seulement de présenter une manière d'opérer en tirant profit de l'outil de calcul, et permettant de dimensionner les câbles au plus juste (économies) tout en s'assurant des chutes de tension minimales tant pour se conformer aux normes en vigueur que pour la longévité des matériels alimentés pour les raisons expliquées plus haut.

Le projet

Imaginons que l'on souhaite alimenter une pompe de relevage d'une puissance de 600W (Cosφ 0,8) et située à environ 35m d'une habitation.

Pour une puissance de 600W nous obtenons 2A sous 230V monophasé :

P = U.I.Cosφ soit I = P / (U.Cosφ)

I = 600 / (230 x 0,8) = 3,26A

Nous souhaitons installer un coffret de commande étanche sur un mur extérieur de la maison. Nous aurons une alimentation issue du tableau de répartition (tableau électrique principal) pour alimenter le coffret de commande, puis un câble pour l'alimentation de la pompe depuis ce même coffret.

 

Pour déterminer la section des câbles il nous faut connaître leurs longueurs et définir le calibre des disjoncteurs pour leur protection.

Liaison Tableau => Coffret

Nous profitons de cette alimentation et du coffret pour ajouter des prises étanches 16A extérieures. Notre choix porte sur un disjoncteur 20A côté tableau pour la protection de l'ensemble.

8 mètres séparent le tableau du coffret en comptant les parties verticales, soit pour notre calcul :

  • Application domestique
  • 230V monophasé
  • 20 Ampères
  • 8 mètres de câble

Bien qu'à première vue le disjoncteur de branchement ERDF n'a pas grand-chose à voir avec notre étude c'est de son emplacement que découlera la chute de tension admissible pour nos alimentations secondaires.

Comme indiqué en tout début d'article 2% sont généralement réservés à l'alimentation du tableau principal lorsque le DB est extérieur au logement (en limite de propriété). Dans l'absolu l'idéal serait de déterminer la chute de tension effective de la liaison entre le DB et le tableau (calcul de la chute de tension).

Pour ne pas compliquer encore davantage notre étude nous allons considérer qu'elle elle bien de 2%. Il ne nous reste que 1% de disponible pour des câbles desservant de l'éclairage et 3% pour tous autres usages. Aucun éclairage n'étant repris depuis notre coffret nous disposons donc de 3% de chute de tension admissible jusqu'à la pompe, qu'il nous faudra répartir entre les 2 câbles.

Cette liaison étant la plus courte des deux essayons avec une chute de tension de 1%, laissant ainsi 2% pour ensuite alimenter notre pompe :

critères de séléction section de câble

3% nous sont automatiquement proposés pour la chute de tension compte tenu des éléments renseignés. Il nous faut remplacer cette valeur par nos 1%.

Résultat : 4mm²

Voyons ce que ça donne en passant la valeur de la chute de tension admissible à 1,2.

Résultat : 4mm² (0.8%) ou 2,5mm² (1.28%)

2,5mm² nous sont proposés pour une chute de tension de 1,28%, ce qui laisserait 3% - 1,28% soit 1,72% pour l'alimentation de la pompe.

 

Liaison Coffret => Pompe de relevage

Oublions la protection de la prise qui sera située à proximité du tableau pour nous concentrer sur notre pompe, qui pour rappel tire 3,2 ampères (et des poussières).

Il existe des disjoncteurs* 2A, 4A, 6A, 10A,... Celui choisi devra avoir un calibre supérieur à 3,2A afin d'éviter des disjonctions intempestives. Il ne devra pas non plus être nécessairement au plus proche de ces 3,2A. Nous pourrons protéger le dispositif de commande interne au coffret par cette même protection, auquel cas 6A nous donneraient davantage de souplesse qu'un disjoncteur 4A. Nous pourrions également aller au-delà de 6A mais la section du câble devra être adaptée à celle choisit pour le calibre, nous contraignant probablement à passer à des sections supérieures.

Voyons ce que nous obtenons pour un disjoncteur 6A en 230V Mono et 35m de câble avec 1,7% de chute de tension admissible.

Résultat : 2,5mm² (1.68%)

Ca colle ! Voyons tout de même quels auraient été les résultats pour des disjoncteurs de 4A et de 10A.

Disj. 4A : 2,5mm² (1.12%)

Pour du 4A la section aurait été identique. Cette alternative aurait été intéressante si pour minimiser la section de la liaison Tableau => Coffret nous avions été contraints à limiter davantage la chute de tension pour l'alim de la pompe.

Disj. 10A : 6mm² (1.17%) ou 4mm² (1.75%)

Nous en sommes maintenant à du 4mm² minimum si protégé en 10A en tolérant un dépassement mineur des 3% du tableau électrique jusqu'à la pompe. Cette solution n'en reste pas moins envisageable (10A et 4 ou 6mm²) si vous souhaitez conserver de la souplesse, notamment en cas de nécessité de remplacement de la pompe par une plus puissante.



* Protection des moteurs

S'agissant de l'alimentation d'un moteur, notre choix aurait pu porté sur un disjoncteur moteur magnéto-thermique. Ces disjoncteurs, certes plus onéreux, offrent plusieurs avantages. Leur calibre est réglable (par exemple de 2 à 4A) et leur déclenchement
en cas de sur-intensité est retardé (démarrage moteur). Cela permet de régler le calibre au plus juste assurant ainsi une protection optimale du moteur tout en évitant les disjonctions intempestives.
Dans ce cas un disj. 2-4 aurait été dédié à la pompe
(prévoir un disj. 2A pour la commande) et l'intensité de référence pour le calcul de la section aurait été de 4A (calibre max du disj. 2-4A).


Poussons plus loin ...

L'idéal en terme d'économie serait de diminuer encore davantage la section la plus longue, donc de passer l'alimentation de la pompe en 1,5mm², et nous allons voir que nous avons peut-être été trop généreux en débutant nos calculs avec de 1% en chute de tension pour l'alimentation du coffret.

Nous allons maintenant procéder dans l'ordre l'inverse, déterminer la chute de tension pour une section donnée en partant de notre pompe et voir ce qu'il nous reste pour l'alimentation du coffret. Bien que le présent calculateur le permette il aurait été plus simple d'utiliser celui dévolu au calcul de la chute de tension directement.

En plaçant la chute de tension à 2,5% pour la pompe (sans oublier le Cosφ de 0,8) nous voyons que sa chute de tension effective serait de 2,25%, laissant 0,75% pour l'alimentation du coffret.

 

déterminer la chute de tension

 

Deus solutions nous sont alors proposées pour l'alimentation du coffret, du 6 ou du 4mm² ce dernier occasionnant un dépassement de 0,25% de la chute de tension globale admissible. Le 4mm² carré nous avait d'ailleurs déjà été proposé lors du tout premier calcul, ceci était l'occasion d'illustrer deux manières d'opérer.

Un faible dépassement de la chute de tension est toléré, aussi nos 3,25% conviendraient parfaitement.

En comparant ces chiffres avec des prix de câble au mètre dans un magasin de bricolage local, cette dernière solution s'avère être environ 11% moins onéreuse. Le surcoût lié à la section plus importante de la permière liaison (4mm² sur 8m) est largement compensé par la seconde de part sa longueur (1,5mm² sur 35m).


Sections normalisées en habitation

 
Section des conducteurs par circuits
NF C 15-100 Amendement 3, applicable depuis le 31/07/2010
Type de circuit Protection Remarques Section Plus d'infos ...
Disjoncteur Fusible
Eclairage 10A
16A
10A  8 points max
par circuit
1,5 mm²
Normes et recommandations éclairages
Prises commandées 10A
16A
10A 1 inter pour 2 prises max et dans une même pièce 1,5 mm² Schéma et scpécificitées de la prise commandée
Prises de courant
(non spécialisées) 
16A / 5 prises max 1,5 mm² Normes prises de courant
20A 16A 8 prises max 2,5 mm²
Circuits spécialisées
Lave-linge, lave vaisselle, congélateur, four, chauffe-eau
20A 16A 1 prise ou socle et 1 protection par appareil
2,5 mm² Exemple de tableau avec circuits spécialisés
Plaques de cuisson 32A
32A Monophasé 6 mm²  
20A 16A Triphasé 2,5 mm²
VMC 2A / Circuit spécialisé
1,5 mm² VMC simple flux
VMC double flux
VMC hygroréglable
Volets roulants 16A 10A  Circuit spécialisé
1,5 mm²  
Convecteurs
mono 230V
/ 10A < 2250 W 1,5 mm² La somme des puissances des appareils d'un même  circuit ne doit pas dépasser les valeurs indiquées (en Watts).

Schémas et normes chauffage avec fil pilotes
16A /  < 3500 W
/  16A  2,5 mm²
20A
/  < 4500 W
 /  20A  4 mm²
25A / < 5750 W
 /  25A  6 mm²
32A / < 7250 W
Planchers chauffants
mono 230V
16A /
<  1700 W 1,5 mm²  
25A < 3400 W
2,5 mm²
32A < 4200 W
4 mm²
40A < 5400 W
6 mm²
50A < 7500 W
10 mm²
/ = Interdit
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