Disjoncteurs : types, valeurs assignées et fonctions de protection

Qu’est-ce qu’un disjoncteur ?#

Un disjoncteur est un appareil de coupure automatique destiné à protéger les circuits contre les dommages dus à une surintensité. En fonctionnement normal, il laisse circuler le courant ; en cas de surcharge ou de court-circuit, il ouvre ses contacts et interrompt le circuit. Contrairement à un fusible, qui fond et doit être remplacé après son fonctionnement, le disjoncteur peut être réarmé et réutilisé une fois la cause éliminée.

 

Les disjoncteurs équipent les tableaux et appareillages de distribution, des petits départs jusqu’aux grandes installations industrielles. La protection contre les surintensités limite les risques d’incendie et de détérioration du matériel ; un disjoncteur ordinaire ne fournit cependant pas, à lui seul, toutes les protections nécessaires contre les chocs électriques.

 

Comment fonctionne un disjoncteur ?#

Pour comprendre son fonctionnement, distinguons le mécanisme de base et les différents cas de déclenchement.

 

1. Principe de base

Le disjoncteur ouvre ses contacts électriques lorsque son déclencheur détecte un défaut défini. Les modèles magnétothermiques utilisent un bilame et un électroaimant ; d’autres emploient des capteurs et des déclencheurs électroniques. En service normal, les contacts restent fermés.

 

2. Déclenchement

– Surcharge : Une intensité excessive prolongée peut échauffer les conducteurs. Dans un disjoncteur magnétothermique, le bilame chauffé provoque le déclenchement après un délai défini par la courbe temps-courant.

– Court-circuit : Un courant de défaut élevé peut actionner rapidement un déclencheur magnétique ou électronique. Le temps réel de coupure dépend des caractéristiques du disjoncteur et du courant de défaut.

– Défaut à la terre : Le courant peut quitter son trajet prévu et circuler vers la terre par un chemin indésirable. Un GFCI détecte un déséquilibre entre le courant aller et le courant retour et assure une protection des personnes spécifiée. Cette fonction est distincte de la protection ordinaire contre les surcharges.

 

3. Réarmement

Ne réarmez qu’après avoir identifié et corrigé la cause, conformément à la notice. Si le disjoncteur déclenche de nouveau ou refuse de se réarmer, laissez le circuit hors tension et faites intervenir un électricien qualifié.

 

Les types de disjoncteurs#

Les disjoncteurs se déclinent en plusieurs formes selon l’application. Voici les principales classifications.

 

1. Selon le niveau de tension

– Basse tension : Courante dans la distribution résidentielle, tertiaire et industrielle. La norme applicable définit la plage de tension et distingue les caractéristiques en courant alternatif et continu.

– Moyenne tension : Utilisée dans les appareillages de distribution et les installations électriques industrielles. Les limites des catégories varient selon les normes et les pays.

– Haute tension : Utilisée dans les réseaux de transport et les postes électriques. Le choix doit reposer sur la tension assignée réelle et la norme applicable, pas seulement sur une catégorie générale.

 

2. Selon l’appareil et la fonction de protection

– Disjoncteurs miniatures (MCB) : Courants pour la protection des circuits terminaux contre les surintensités. Les calibres et courbes de déclenchement disponibles dépendent de la gamme et de la norme applicable.

– Disjoncteurs à boîtier moulé (MCCB) : Utilisés dans les distributions tertiaires et industrielles. Les tailles de boîtier et réglages varient ; certains déclencheurs sont fixes, d’autres réglables.

– Détecteurs de défauts d’arc (AFCI) : Détectent les arcs dangereux, notamment ceux liés à des conducteurs détériorés.

– Dispositifs de protection contre les défauts à la terre de type GFCI : Détectent un déséquilibre de courant et assurent une protection spécifiée contre les chocs électriques. Les exigences d’installation dépendent de la réglementation locale.

 

3. Selon le milieu de coupure

– Disjoncteurs à huile : Éteignent l’arc dans l’huile ; ils se rencontrent notamment dans les anciennes installations haute tension.

– Disjoncteurs à vide : Utilisent des ampoules à vide et sont largement employés en moyenne tension.

– Disjoncteurs à air : Utilisent l’air comme milieu de coupure, notamment dans les installations industrielles basse tension.

– Disjoncteurs au SF6 : Utilisent de l’hexafluorure de soufre et équipent des postes haute tension.

 

Choisir le bon disjoncteur#

Pour une sélection sûre et adaptée, examinez les points suivants.

 

1. Tension assignée : Vérifiez la compatibilité avec la tension du réseau, le fonctionnement en alternatif ou en continu, la fréquence si nécessaire et le nombre de pôles requis.
2. Courant assigné : Coordonnez le disjoncteur avec l’intensité admissible des conducteurs, les caractéristiques de la charge, les conditions de pose et les prescriptions réglementaires. N’augmentez jamais le calibre simplement pour éviter des déclenchements intempestifs.
3. Pouvoir de coupure : À la tension du réseau, le pouvoir de coupure assigné doit être suffisant pour le courant de court-circuit présumé. Cette caractéristique est distincte du courant assigné en service normal.
4. Environnement : Vérifiez température, altitude, protection de l’enveloppe et exposition à l’humidité ou aux poussières. Les protections supplémentaires contre les chocs électriques dépendent de l’installation et des règles locales.
5. Conformité : Vérifiez les homologations ou certifications exigées localement et la norme de produit applicable. La CEI publie des normes ; une simple référence à une norme CEI ne constitue pas une certification.

Lors de la conception d’un équipement, documentez la fonction de protection, les valeurs assignées et la coordination avec les appareils en amont et en aval. Faites confirmer le choix par un spécialiste qualifié pour l’installation concernée.

 

Installation et entretien

 

Bonnes pratiques d’installation#

– Le personnel qualifié doit isoler l’alimentation concernée, appliquer les procédures de consignation et vérifier l’absence de tension. L’ouverture du disjoncteur général peut laisser ses bornes d’arrivée sous tension.

– Respectez le schéma de raccordement du fabricant.

– Utilisez uniquement les types de disjoncteurs autorisés par le marquage du tableau ou par une documentation de compatibilité approuvée. Une marque identique ne suffit pas.

– Repérez clairement chaque disjoncteur pour identifier son circuit.

 

Entretien#

– Actionnez les boutons de test des appareils GFCI/AFCI selon la méthode et la fréquence indiquées par le fabricant.

– Signalez toute décoloration, odeur de brûlé ou corrosion. Ne retirez pas les capots pour inspecter du matériel sous tension.

– Confiez l’inspection et l’entretien des bornes à du personnel qualifié, conformément au couple de serrage et à la procédure de mise hors tension du fabricant.

– Définissez la périodicité des inspections professionnelles selon le fabricant, les conditions d’installation et les exigences d’entretien applicables.

 

Problèmes courants et conduite à tenir#

1. Déclenchements fréquents

– Causes possibles : Surcharge, court-circuit ou appareil défectueux.

– Conduite à tenir : Débranchez les appareils suspects si cela peut se faire sans danger. Des déclenchements répétés nécessitent un diagnostic par un électricien qualifié ; ne réarmez pas à répétition, ne neutralisez pas la protection et n’augmentez pas le calibre.

 

2. Réarmement impossible

– Causes possibles : Défaut persistant ou disjoncteur endommagé.

– Conduite à tenir : Laissez le circuit hors tension et faites procéder à une inspection par un électricien qualifié. Ne forcez pas la manette et ne tentez aucune réparation interne.

 

3. Bourdonnement ou étincelles

– Causes possibles : Connexions desserrées ou dommages internes.

– Conduite à tenir : Restez à distance du tableau et sollicitez rapidement un électricien qualifié. Ne touchez pas un équipement endommagé ou présentant un arc visible ; en présence de fumée ou d’incendie, appliquez les consignes d’urgence locales.

 

L’évolution des disjoncteurs#

Les innovations améliorent la surveillance et réduisent l’impact environnemental.

– Disjoncteurs connectés : L’intégration à l’IoT permet une surveillance en temps réel, notamment depuis un smartphone.

– Gestion de l’énergie : Certains systèmes connectés permettent de surveiller et de piloter les charges, y compris en coordination avec la production solaire et le stockage.

– Conceptions à moindre impact : Des alternatives au SF6 visent à réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Conclusion#

Les disjoncteurs sont essentiels à la protection électrique, mais leurs valeurs assignées, fonctions de déclenchement et conditions d’installation doivent correspondre au système réel. Distinguez la protection contre les surintensités des fonctions supplémentaires contre les défauts à la terre ou les arcs, et confiez les interventions sur les tableaux ainsi que les diagnostics à du personnel qualifié. La surveillance connectée et les technologies d’isolation à moindre impact élargissent les possibilités.