Protections Electriques

Les protections électriques sont souvent, par abus de langage, définies comme « disjoncteur » mais les protections électriques sont normées, nous allons ici aborder ce sujet dans le contexte d’une installation monophasé. Typiquement une habitation.

Lexique :

• « Monophasé » : Alimentation électrique avec une phase (+), un neutre (-) et une terre.
• « En charge » : pendant que le circuit alimente un élément.
• « Intensité » : valeur exprimée en Ampère (A) qui désigne la quantité d’électrons qui se déplace. Autre nom usuel : « courant » / « i »
• « Surintensité » : dépassement de l’intensité prévue
• « Court-circuit » : Contact franc entre 2 conducteurs de potentiels différents, par exemple le « + » avec le « -« 
• « Courant de fuite » : Fuite de courant vers la terre

Définitions & symboles :

Sectionneur :

En créant un espace significatif entre ses contacts, il permet de couper le passage de l’électricité donc d’isoler le circuit aval en toute sécurité. Il n’a pas le rôle d’interrupteur et ne protège pas le matériel ni les personnes. Une variante existe avec des fusibles.

Interrupteur :

Il s’agit simplement du bouton sur votre mur pour alimenter ou non l’ampoule. Le contact est rompu très rapidement. Ce dispositif supporte de couper en charge mais ne protège ni le matériel ni les personnes (car il ne coupe qu’un fil sur les 2).

Disjoncteur :

Il s’agit des éléments que l’on peut retrouver sur le tableau électrique, il permet de protéger le matériel des surintensités et des courts-circuits. Il permet donc d’isoler le circuit sur quelque chose consomme plus que son calibre (ex disjoncteur 20A, si consommation de 30, il disjoncte) ou si un court-circuit se produit (ex : la phase qui tourne le neutre). Il ne protège pas les personnes.

Différentiel :

Ce dispositif additionnel permet de protéger les personnes contre les courants de fuite. Il ne protège pas le matériel des courts-circuits ou des surintensités.

On le reconnait car il dispose d’un bouton « test » à actionner de manière régulière. Ce test est à faire sous tension S’il déclenche = OK, sinon il est HS. Le seuil de 30mA n’est pas arbitraire, voici les seuils de perception du courant dans le corps :

• 0.5mA : Seuil de perception sans risque
• 8mA : Choc au toucher
• 10mA : Choc électrique + Seuil de non lâcher, contraction musculaire
• 30mA : Choc électrique + Tétanisation du thorax
• 40mA : Seuil de fibrillation cardiaque = le courant peut piloter le coeur et le « dérégler » > 3 minutes de survie maximum
• 70 à 100mA : Des brûlures s’ajoutent à la fibrilation cardiaque
• 1000mA (1A) : Arrêt cardiaque immédiat avec brûlures profondes et altération du sang > irréversible
• > 1000mA (1A) : Centres nerveux détruits – décomposition chimique interne.

Pour donner un ordre de grandeur sur ces mA :

• Un tout petit radiateur 230V de 500W consomme 2A soit 2000mA, + de 50 fois le seuil de fibrillation cardiaque.
• Une ampoule halogène 230V de 50W consomme 0.2A soit 200mA, + de 5 fois le seuil de fibrillation cardiaque.
• 30mA en 230V correspond à un matériel de 9.2W.

Magnétique :

Ce dispositif additionnel permet de protéger le matériel contre les surintensités. Il ne protège pas des courts-circuits ni les personnes.

Thermique :

Ce dispositif additionnel permet de protéger le matériel contre les courts-circuits. Il ne protège pas des surintensités ni les personnes.

Fonctions multiples :

Il est possible que des fonctions soient mixées, nous pouvons donc avoir un interrupteur/sectionneur qui permettra de piloter un matériel en ON/OFF, avec la position OFF en sécurité.

Un disjoncteur peut être différentiel, il protégera alors des courts-circuits, des surintensités et aussi les personnes contre les courants de fuite.

Cas appliqué :

Sur un tableau électrique, la NFC 15-100 impose de mettre deux interrupteurs différentiel 30mA. Par exemple un interrupteur différentiel 63A 30mA :

Cela signifie :

• C’est un interrupteur donc il permet d’isoler le circuit aval en charge.
• 63A : c’est son calibre, il permet de laisser passer 63A (un linky laisse passer 60A maximum). Attention, cela reste un interrupteur il ne protègera ni des courts-circuits ni des surintensités, ce calibre doit être choisi de manière à être supérieur à l’intensité maximale que le circuit va consommer !
• 30mA : cela désigne la fonction différentielle, il coupera donc dès qu’une fuite supérieure ou égale à 30mA sera détectée (différence entre le courant qui part & du courant qui revient)

Sur ce même tableau, nous trouvons des disjoncteurs de plusieurs calibres, par exemple C20A.

Cela signifie :

• C’est un disjoncteur courbe C (le plus usuel avec le AC) donc il permet de protéger le matériel contre les courts-circuits et les surintensités.
• 20A : c’est son calibre, comme c’est un disjoncteur dès que le courant sera supérieur à 20A il disjonctera.

Avec des chiffres concrets, voici comment ces 2 protections réagiront selon le défaut :

• Si un courant de 70A (pour exagérer) venait à être demandé : Ce sera le disjoncteur C20 qui coupera.
• Si un court-circuit se produit : Ce sera le disjoncteur C20 qui coupera
• Si un défaut d’isolement génère un courant de fuite à la terre : Ce sera l’interrupteur différentiel 63A 30mA qui coupera.

Nous voyons ainsi que chacune des fonctions protections ne peut se suffire à elle-même, il faut une protection pour chaque type de défaut et être ainsi en sécurité.

A noter que visuellement la manette d’un interrupteur différentiel est semblable à un disjoncteur, mais sachez que manœuvrer un disjoncteur pour isoler un circuit génère un arc électrique dissipé dans le disjoncteur. L’interrupteur est là pour cela.

Documents annexes :

• Si les calculs simples appliqués à ce domaine vous intéresse, voici un article annexe : https://www.matechnique.fr/section-cable/
• Un article sur les habilitations électriques : https://www.matechnique.fr/habilitation-electrique/

Remerciements :

N/C