CONDUCTEURS CABLES ET CONDUITS

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1 CONDUCTEURS CABLES ET CONDUITS Support : Tout support industriel Fonction : Alimenter, distribuer, transmettre l'énergie Compétences : Etre capable de décoder une signalisation de câble et effectuer un choix en fonction des influences externes et des utilisations. Etre capable de choisir une canalisation et son mode de pose pour une installation donnée. Etre capable de déterminer la section des conducteurs en fonction du courant d'emploi. Vérifier la chute de tension dans les lignes, en respectant la réglementation. Cours Choix de câbles.doc Page 1

2 1 Mise en situation. Dans le domaine domestique, il y a une norme qui définit la section des conducteurs selon les récepteurs utilisés. Cela est possible car les modes de pose, la température ambiante et les isolants sont toujours sensiblement les mêmes. Dans le domaine industriel, ces paramètres peuvent varier de façon importante et chaque cas est donc un cas particulier pour lequel des calculs sont nécessaires afin de déterminer le type de câble et la section à utiliser. Le but de ce thème est donc d'être capable de choisir une canalisation (câbles, conducteurs + conduits) en s'appuyant sur les normes, tableaux et abaques fournies par les constructeurs de câbles. 2 Constitution d'un conducteur électrique. Un conducteur électrique est constitué de deux ou trois éléments principaux 2.1 L'âme ou conducteur 2 1a 3 2 1b L'âme est l'élément conducteur du courant électrique. C'est à travers elle que circulent les électrons. Elle est soit en cuivre, soit en aluminium. Elle peut être : massive (1a = un seul brin < 35mm² ) divisée (1b = plusieurs brins). CUIVRE -8 Résistivité 1,72.10 Ω.m ALUMINIUM Densité 8,9 2,7 Prix Cher Bon marché Utilisation T.B.T. & B.T. Réseaux locaux et enterrés -8 2,78.10 Ω.m H.T Réseaux aériens La souplesse du conducteur dépend du nombre de brins utilisés. Elle est classée suivant 6 indices et un symbole la caractérisant est généralement reporté sur les emballages de conditionnement Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5 Classe 6 médiocre Rigide Passable Bon Tres bon Excellent Exceptionnel Extra-souple Le degré de souplesse requis pour un conducteur dépend des conditions d'utilisation de ce conducteur Utilisation fixe ( ex: conducteurs encastrés dans les murs) type rigide Contraintes mécaniques sévères ( ex: cordon d'alimentation d'un aspirateur) type souple Cours Choix de câbles.doc Page 2

3 2.2 La gaine isolante Son rôle est d'isoler les parties actives entre elles dans le but d'éviter les courts-circuits. Elle est réalisée avec des matériaux dits isolants. Famille Nom Utilisation Exemples Coût Synthèse polychlorure de vinyle (PVC) Polyéthylène réticulé (PE) polytetrafluoréthylène (PTFE) Kapton caoutchouc butyle vulc. (PRC) silicone usage général usage général température élevée haute tension souplesse exigée température élevée conducteurs bâtiment électronique électronique électronique aspirateur halogène Bon marché Bon marché Cher Très cher Bon marché Cher Minéral mica bobinage HT Transfo HT Cher Végétal coton guipage (abandonné) éclairage ancien Cher Gazeux air barres ou aérien lignes aériennes Gratuit De la qualité de l'isolant va dépendre la tension de service du conducteur qui doit toujours être supérieure à la tension nominale de l'installation. Tensions de service usuelles : 0V, 500V, 750V, 1000V. 2.3 Gaine de protection mécanique. La gaine isolante n'a pas toujours les qualités requises pour protéger le conducteur contre les contraintes du milieu extérieur. Ces contraintes sont de plusieurs types : Contraintes mécaniques : chocs, traction, torsion flexion Contraintes physiques : chaleur, froid, humidité, feu, UV. Contraintes chimiques : corrosion, résistance aux bases et aux acides. On peut donc trouver d'autres matériaux que ceux possédant des qualités d'isolant électrique. Les constructeurs de câbles utilisent par exemple des feuillards d'acier, de plomb ou d'aluminium, du papier imprégné ou du jute bitumé. PVC papier bourrage MP polyéthylène réticulé feuillard d'acier revêtement plomb âme rigide en cuivre Exemple de câble 3 conducteurs armé grâce au feuillard d'acier et étanche grâce au revêtement plomb. Cours Choix de câbles.doc Page 3

4 3 Dénomination des conducteurs et câbles Mémotech p123 La dénomination des conducteurs et câbles est définie par la norme européenne CENELEC mais l'ancienne norme française UTE est néanmoins conservée pour les câbles spécifiques non repris par la norme CENELEC. DESIGNATION CENELEC DESIGNATION UTE Signification du symbole Symbole Symbole Signification du symbole Série harmonisée H Type de la série U Câble faisant l objet d une Série nationale reconnue A norme UTE Série nationale autre que N 0 0 V reconnue V 300 / 300 V 03 Tension nominale V 300 / 500 V 05 Ame rigide 450 / 750 V 07 Souplesse et S Ame souple 0.6 / 1 KV 1 nature de l âme Cuivre PVC V A Aluminium Caoutchouc vulcanisé R Enveloppe isolante C Caoutchouc vulcanisé Polyéthylène réticulé N R PR Ruban en acier ceinturant D Protection métallique V PVC les conducteurs G Gaine de bourrage PVC V Bourrage O Aucun bourrage Caoutchouc vulcanisé R 1 Gaine d assemblage Polychloroprène N Protection non métallique 2 Gaine de prot. épaisse Câble rond C Caoutchouc vulcanisé Câble méplat divisible H Forme du câble N Polychloroprène Câble méplat non divisible H2 V PVC Cuivre Protection métallique P Gaine de plomb Aluminium A Souplesse et F Feuillards acier Rigide, massive, ronde - U * nature de l âme Câble rond Rigide, câblée, ronde - R * Forme du câble M Câble méplat Rigide, câblée, sectorale - S * Rigide, massive, sectorale - W * Souple classe 5 pour - K installation fixe Souple classe 5 - F Souple classe 6 - H La désignation peut être complétée par l indication éventuelle d un conducteur vert / jaune dans le câble Câble sans vert / jaune = nxs Câble avec vert / jaune = ngs n = nbre de conducteur S = section * Pour les câbles à âmes en aluminium, le tiret précédent le symbole est à supprimer Exemples : H 05 VK 1,5 : Série harmonisée 300/500V PVC souple classe 5 pour installation fixe 1.5mm² H 07 RN R 4G2,5 : Série harmonisée 450/750V caoutchouc polycloroprène rigide 4 x 2.5mm² U 1000 RGPFV 3G2,5 : UTE 1000V PR gaine de bourrage gaine de plomb feuillard acier PVC 3 x 2.5mm² Cours Choix de câbles.doc Page 4

5 4 Représentation symbolique de la qualité d'un câble. Symbole Signification Classification t1 t2 Températures t1 en C température minimale de pose t2 en C température maximale du local Résistance mécanique chocs écrasement Etanchéité à l humidité de l eau Résistance aux agents chimiques Excellent Très bon Bon Passable Médiocre Comportement au feu et à l incendie - Câble catégorie CR1+C1 dit :résistant au feu et ne propageant pas l incendie - Câble catégorie CR1 : résistant au feu - Câble catégorie C1 : ne propageant pas l incendie - Câble catégorie C1 : ne propageant pas la flamme - Peut propager la flamme Souplesse Résistance aux agents atmosphérique ( pluie, soleil, UV ) Exceptionnel Excellent Très bon Bon ou passable Médiocre Excellent Très bon Bon Passable Médiocre Exemple de représentation symbolique de la protection d un câble : H07 VK ( fil de câblage souple ) médiocre médiocre passable bon très bon passable Remarque : Lorsque la protection des câbles, assurée par les gaines de protection mécanique, n est pas suffisante, on utilise des conduits, des caniveaux, des tranchées Cours Choix de câbles.doc Page 5

6 5 Dénomination des conduits. Un conduit a pour rôle essentiel d assurer une protection continue des conducteurs contre les chocs mécaniques, l eau, les risques d incendie... De plus, les conduits doivent pouvoir être mis en forme facilement, être encastrés dans les murs ou enterrés dans le sol. 5.1 Désignation des conduits cylindriques Mémotech p1 Un conduit est désigné par un ensemble de chiffres et de lettres définies dans le tableau ci dessous Codes Fonction Signification 2 chiffres Ref = extérieur en mm 10, 20,, 32, 40, 50 ou 63 1 lettre : isolant I : isolant M : métallique C : cintrable 3 lettres 2 lettre : mise en œuvre R : rigide S : souple B : blindé 3 lettre : résistance à l écrasement D : déformable O : ordinaire T : transversalement élastique 1 chiffre : contrainte mécanique 3 : moyenne 5 : très forte 3 chiffres 2 et 3 chiffre : tenue aux températures 00 : pas d exigence particulière ou non applicable 05 : utilisation de -5 C à + 60 C : IRO, ICD 90 : utilisation de -5 C à + 60 C, temporaire jusqu à 90 C La désignation est parfois complétée par six chiffres relatifs à des propriétés électriques, mécaniques et chimiques. 5.2 Conduits normalisés Mémotech p127 Conduits usuels Désignation Caractéristique Emploi xxiro 305/ Isolant Rigide Ordinaire xxico 300/ Isolant Cintrable Ordinaire xxict 390/ Isolant Cintrable Transversalement élastique xxict 390/ xxicd 390/3600 Isolant Cintrable Déformable xxicd 390/ xxmsb Métallique Souple Blindé xxmsb xxmrb Métallique Rigide Blindé - Tube en plastique étanche et non propagateur de la flamme sauf ICT de couleur orange - Résistant à la corrosion - Facile à mettre en œuvre - Faible résistance mécanique - Température limite d emploi -10 à +60 C Tube en plastique orange propagateur de la flamme Tube en plastique gris non propagateur de la flamme Tube acier non propagateur de la flamme Identique en plus gaine extérieure isolante étanche Tube acier, grande résistance aux chocs Utilisé avec des conducteurs de séries H 07 VU et U 1000 RO2V pour toutes les installations intérieures, en apparent ou en encastré, et pendant la construction dans les parois verticales ou dans les éléments préfabriqués, interdit dans les locaux à risque d explosion Encastrés dans des matériaux réfractaires : plancher béton Peuvent être parfois encastrés, parfois apparents Installations industrielles avec parties mobiles ou comportant de nombreux coudes Installations industrielles gros risques mécaniques Cours Choix de câbles.doc Page 6

7 5.3 Pose de conducteurs dans des conduits Mémotech p127 Les conduits, qu'ils soient de type cylindrique ou non, sont la plupart du temps utilisés pour passer des conducteurs H 07-VU, VR ou VK ou éventuellement des câbles mono ou multiconducteurs. Afin que les conducteurs et câbles puissent être posés ou retirés facilement, on applique la règle suivante : n. s S 3 n : nombre de conducteurs s : section totale conducteur + isolant S : section intérieure du conduit OUI NON Section des conducteurs Section des tubes Section Section totale isolant compris Diamètre extérieur Section utile (mm²) (mm²) H 07-VU (mm²) H 07-VK (mm²) (mm) IRO ICO, ICD, ICT 1,5 2, ,55 11,9 15,2 22,9 36,3 50,3 75,4 9,6 13,85 18,1 31,2 45,4 60, Conduits non cylindriques. Mémotech 6.4 p129 En rénovation (impossibilité d'encastrer les conduits), ou quand l'aspect pratique et évolutif prévaut sur l'esthétique (agencement de bureaux, salle d'informatique,...), on est amené à installer en apparent des conduits non cylindriques tels que moulures, plinthes ou goulottes. Moulure Plinthe Goulotte Goulottes avec PC 2P +T Nota : Les fabricants de ces types de conduits ont prévu dans leur catalogue toute une gamme d'appareils pouvant être montés directement comme des PC 2P+T, des interrupteurs, des prises informatiques, etc. Cours Choix de câbles.doc Page 7

8 6 Influences externes et classification des locaux. Mémotech 5.3 p Influences externes liées au local Pour choisir une canalisation électrique (câble ou conducteur + conduit), on doit tenir compte du type de local dans lequel on réalise l'installation et des influences externes auxquelles il est soumis. Dans le but de faciliter le choix du matériel, la norme NFC a classé l'ensemble des influences externes dans trois grandes catégories: A - Environnement, B - Utilisation, C- Construction des bâtiments et l'ensemble des locaux en fonction de leur destination. Ainsi, il est possible de savoir, pour un local donné, les agressions et les contraintes auxquelles sera soumis le matériel ( canalisations mais tout autre matériel électrique.) et donc de le choisir de la façon la plus pertinente possible. Exemple : le matériel installé dans une serre subira les contraintes suivantes : Température ambiante AA6 : très chaude +5 à +60 Présence d'eau AD3 : Aspersion d'eau (pluie à 60 ) Présence de corps solides AE1 : Négligeable Présence de substances corrosives ou polluantes AF1 : Négligeable Chocs mécaniques AG2 : Moyens (énergie < 2J) Vibrations AH1 : Faibles Compétences des personnes présentes BA2 : Enfants Résistance électrique du corps humain BB3 : très faible, conditions immergées Contacts des personnes avec la terre BC1 : Nuls Nature des matières BE1 : Risques négligeables Indice de protection recommandé IP : Choix d'un câble en fonction du local. Mémotech p126 Le tableau de choix donne les degré de résistance aux influences externes d'un conducteur ou d'un câble. Si ceux-ci sont supérieurs ou égaux aux indices respectifs du local, alors, le câble est adapté. Exemple: peut-on installer un câble de type H05 VVF dans le cas de la serre? AA AD AE AF AG AH AK AL BB BC BD BE CA CB Local X X Câble 4,5, ,2, ,2 2 1 Conclusion Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui On peut utiliser ce câble puisque dans tout les cas, l'indice est, ou peut être, supérieur à celui du local. 6-3 Choix d'un conduit en fonction du local. Mémotech p126 La méthode est la même que pour le choix du type de câble. Le tableau de choix donne les degré de résistance aux influences externes d'un conduit. Si ceux-ci sont supérieurs ou égaux aux indices respectifs du local, alors, le conduit est adapté. Exemple: peut-on installer un conduit de type IRO dans le cas de la serre? AA AD AE AF AG AH AK AL BB BC BD BE CA CB Local X X Conduit 4,5, ,2, ,2 2 1 Conclusion Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui On peut utiliser ce conduit puisque dans tout les cas, l'indice est, ou peut être, supérieur à celui du local. Cours Choix de câbles.doc Page 8

9 7 Les modes de pose. Mémotech p Identification du mode de pose. On entend par mode de pose la façon dont une canalisation est installée (encastrée, apparente, aérienne, etc.). Le mode de pose influant sur la qualité du refroidissement des conducteurs, il est important de l'identifier clairement afin de déterminer ultérieurement la section utile de l'âme (voir chapitre suivant). Les modes de pose étant nombreux et variés et la norme NFC les a classés dans 9 grandes familles 7.2 Mode de pose autorisés. Mémotech p128 Certains modes de pose sont interdits pour certains types de câble et pour certaines situations. Exercice : parmi les propositions suivantes, dites celles qui sont autorisées et donnez la référence du mode de pose retenu. Description de la situation Autorisé Référence Conducteur isolé fixé directement sur un mur avec des colliers Non Câble multiconducteurs enterré dans le sol sans conduit et sans protection Oui 62 Conducteur isolé sur chemin de câbles Non Câble multiconducteurs monté avec fixation à l'intérieur d'une cloison isolante Oui 51 Câble multiconducteurs monté sans fixation dans un faux plafond Oui Conducteur isolé monté dans des goulottes en parcours vertical Oui 32 Câble multiconducteurs monté sans fixation sous 1 mètre d'eau Oui 81 Conducteur nu monté sous conduit en apparent Non Conducteur nu monté sur isolateur en aérien Oui 18 Conducteur isolé monté sans fixation à l'intérieur d'une cloison isolante Non Cours Choix de câbles.doc Page 9

10 8 Calcul de la section des conducteurs Pour calculer la section des conducteurs il faut tenir compte de plusieurs paramètres : courant nominal : courant nominal des récepteurs, ou de distribution Type de conducteurs : multiconducteur ou monoconducteur Mode de pose : disposition des câbles Type d isolant PVC polychlorure de vinyle Caoutchouc PR polyéthylène réticulé EPR butyle, éthylène réticulé 8.1 Méthode de calcul 1 Etape Lettre de sélection Elle est choisie en fonction du type de câble et du mode de pose, a l aide du tableau lettre de sélection Facteur de correction K1 Il est déterminé en fonction du mode de pose et de la lettre de sélection, à l'aide du tableau facteur de correction K1 Facteur de correction K2: Il est choisit en fonction de la lettre de sélection et du type de pose jointif ou non, à l'aide du tableau facteur de correction K2 Facteur de correction K3: Il est déterminé en fonction du type de l'isolant et de la température ambiante, à l'aide du tableau facteur de correction K3 Facteur de correction K: K = K1 K2 K3 2 Etape Courant admissible I z Courant maximal que le câble peut véhiculer en permanence sans préjudice sur la durée de vie du câble I z = Iz / K Iz correspond à la valeur normalisée du courant d emploi 3 Etape Détermination de la section Elle est choisie en fonction de l isolant, du nombre de conducteurs chargés et de la lettre de sélection, dans le tableau détermination de la section minimale 4 Etape Vérification de la chute de tension Elle est vérifié en fonction du courant admissible, de la nature du réseau et de la longueur du câble Cours Choix de câbles.doc Page 10

11 8.2 Récapitulatif de la méthode TYPE DE CABLE MODE DE POSE temp. ambiante nature isolant Disposition des câbles Lettre de sélection Tableau 1 Facteur k1 Facteur k2 Facteur k3 Tableau 2 Tableau 3 + correct Tableau 4 RECEPTEUR Courant d'emploi Ib Facteur k = k1 x k2 x k3 Intensité normalisée Iz immédiatement > à Ib calculée Lettre de sélection Intensité équivalente I'z I'z = Iz / k Nombre de conducteurs chargés Nature isolant SECTION tableau 5 nature du réseau longueur ligne vérification de la chute de tension U tableaux 6 & 7 D'après "le guide de la distribution basse tension" de MERLIN GERIN Cours Choix de câbles.doc Page 11

12 Tableau 1 détermination de la lettre de sélection Type d élément conducteur Mode de pose Lettre de sélection - sous conduit, profilé ou goulotte, apparent ou encastré - sous vide de construction, faux plafond B Conducteurs et câbles - sous caniveau, moulures, plinthes, chambranles multiconducteur - en apparent contre mur ou plafond - sur chemin de câble ou tablettes mon perforées C Câbles multiconducteurs - sur échelle, corbeaux, chemin de câbles perforé - fixé en apparent, espacés de la paroi E - câbles suspendus Câbles monoconducteur - sur échelle, corbeaux, chemin de câbles perforé - fixé en apparent, espacés de la paroi - câbles suspendus F Tableau 2 détermination du facteur de correction K1 Lettre de sélection Cas d installation K1 - câbles dans des produits encastrés directement dans des matériaux 0,70 thermiquement isolants B - conduits encastrés dans des matériaux thermiquement isolants 0,77 - câbles multiconducteurs 0,90 - vide de construction et caniveaux 0,95 C - sous plafond 0,95 B, C, E, F - autres cas 1 Tableau 3 Détermination du facteur de correction K2 Lettre de Disposition des câbles jointifs Nombre de circuits ou de câbles multiconducteurs sélection B, C encastré ou noyés dans les parois 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 simple couche sur les murs ou sur les 1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 0,70 C planchers ou tablettes non perforées simple couche au plafond 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0,61 simple couche sur des tablettes 1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 0,72 E, F horizontales perforées ou tablettes verticales simple couche sur des échelles à câbles, corbeaux, etc. 1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78 nota : lorsque les câbles sont disposés en plusieurs couches, appliquer un facteur de correction de : nombre de couches ou 5 6 à 8 9 et + facteur de correction 0,8 0,73 0,7 0,68 0,66 Tableau 4 Détermination du facteur de correction K3 température Nature de l'isolant ambiante en C élastomère ( caoutchouc ) polychlorure de vinyle ( PVC ) polyéthylène réticulé (PR) butyle, éthylène, propylène (EPR) ,29 1,22 1,15 1,07 1,00 0,93 0,82 0,71 0,58 1,22 1,17 1,12 1,07 1,00 0,93 0,87 0,79 0,71 0,61 0,50 1,15 1,12 1,08 1,04 1,00 0,96 0,91 0,87 0,82 0,76 0,71 Cours Choix de câbles.doc Page 12

13 Intensités normalisées en A Tableau 5 Détermination de la section minimale des conducteurs isolant et nombre de conducteurs chargés (3 ou 2) caoutchouc ou PVC butyle ou PR ou éthylène PR B PVC 3 PVC 2 PR 3 PR 2 Lettre de C PVC 3 PVC 2 PR 3 PR 2 sélection E PVC 3 PVC 2 PR 3 PR 2 F PVC 3 PVC 2 PR 3 PR 2 Section cuivre ( mm² ) Section aluminium ( mm² ) 1,5 2, , , , , , , , , Cours Choix de câbles.doc Page 13

14 Détermination de la chute de tension. Un câble électrique, si bon conducteur soit il, possède une certaine impédance Z (équivalent de la résistance en alternatif). Or, d'après la loi d'ohm, toute impédance traversée par un courant présente à ses bornes une tension valant : U = Z x I I Z1 Loi des mailles G Ug Z1.I Z2 I Ur R Ug = Z2.I + Ur + Z1.I avec Z1 = Z2 = Z Z2.I Ur = Ug - 2.Z.I La norme C limite les valeurs de chute de tension admissibles selon le type de réseau et la nature du récepteur. La chute de tension à considérer est mesurée entre le point de raccordement BT et le récepteur. Abonné alimenté par le réseau BT de distribution publique Abonné propriétaire de son poste HTA / BT Eclairage Autres usages 3% 5% 6% 8% Application numérique. Pour alimenter un radiateur de 2300W à partir du réseau 230V monophasé EDF, on utilise un câble 2x1,5mm², de 30 m de longueur et présentant une impédance par fil de 0,42 W. le courant dans le circuit vaut : I = 2300/230=10A la chute de tension absolue vaut : DU = 2. 0,42.10 = 8,4V et la tension aux bornes du radiateur 230-8,4 = 221,6V En pourcentage de la tension de départ, la chute de tension vaut: DU = 8,4/230 = 0,036soit 3,6% Attention, en dessous d'une certaine valeur, on considère que le radiateur ne fonctionne plus correctement. Dans le cas de l'application numérique précédente, la norme est respectée. Si tel n'était pas le cas, il faudrait revoir la section du câble puisqu'on ne peut jouer ni sur le courant consommé, ni sur la longueur de la ligne. C'est ce type de démarche qui est proposé à l'aide des tableaux de la page suivante. Cours Choix de câbles.doc Page 14

15 Tableaux 6 et 7 - Détermination des chutes de tension en ligne Chutes de tension en % pour 100m de câble et un cosϕ = 0,85 In Câble en cuivre S en mm² Câble en aluminium S en mm² (A) 1,5 2, ,5 0,4 2 1,1 0,6 0,4 3 1,5 1 0,6 0,4 0,4 5 2,6 1,6 1 0,6 0,4 0,6 0,4 10 5,2 3,2 2 1,4 0,8 0,5 1,3 0,8 0,5 16 8,4 5 3,2 2,2 1,3 0,8 0,5 2,1 1,3 0,8 0,6 20 6,3 4 2,6 1,6 1, 0,6 2,5 1,6 1,1 0,7 0,5 7,9 5 3,3 2 1,3 0,8 0,6 3,2 2 1,3 0,9 0,6 0,5 32 6,3 4,2 2,6 1,6 1,1 0,8 0,5 4,1 2,6 1,6 1,2 0,9 0,6 0,5 40 7,9 5,3 3,2 2,1 1,4 1 0,7 0,5 5,1 3,2 2,1 1,5 1,1 0,8 0,6 50 6,7 4,1 2,5 1,6 1,2 0,9 0,6 0,5 6,4 4,1 2,6 1,9 1,4 1 0,7 63 8,4 5 3,2 2,1 1,5 1,1 0,8 0, ,2 2,3 1,7 1,3 0,9 70 5,6 3,5 2,3 1,7 1,3 0,9 0,7 5,6 3,6 2,6 1,9 1,4 1,1 80 6,4 4,1 2,6 1,9 1,4 1 0,7 6,4 4,1 3 2,2 1,5 1, ,3 2,4 1,7 1,3 1 5,2 3,8 2,7 2 1,5 1 5,4 4,1 3,1 2,2 1,6 1,3 6,5 4,7 3,3 2,4 1, ,3 3,9 2,8 2,1 1,6 6 4,3 3,2 2, ,4 4,9 3,5 2,6 2 5,6 4 3 Chutes de tension en % pour 100m de câble et un cos ϕ = 1 In Câble en cuivre S en mm² Câble en aluminium S en mm² (A) 1,5 2, ,6 0,4 2 1,3 0,7 0,5 3 1,9 1,1 0,7 0,5 0,5 5 3,1 1,9 1,2 0,8 0,5 0,7 0,5 10 6,1 3,7 2,3 1,5 0,9 0,5 1,4 0,9 0, ,9 3,7 2,4 1,4 0,9 0,6 2,3 1,4 1 0,7 20 7,4 4,6 3,1 1,9 1,2 0,7 3 1,9 1,2 0,8 0,6 9,3 5,8 3,9 2,3 1,4 0,9 0,6 3,7 2,3 1,4 1,1 0,7 0,5 32 7, ,9 1,2 0,8 0,6 4,8 3 1,9 1,4 1 0,7 0,5 40 9,3 6,1 3,7 2,3 1,4 1,1 0,7 0,5 5,9 3,7 2,3 1,7 1,2 0,8 0,6 50 7,7 4,6 2,9 1,9 1,4 0,9 0,6 0,5 7,4 4,6 3 2,1 1,4 1,1 0,8 63 9,7 5,9 3,6 2,3 1,6 1,2 0,8 0,6 9 5,9 3,7 2,7 1,9 1, ,5 4,1 2,6 1,9 1,3 0,9 0,7 6,5 4,1 3 2,1 1,4 1,1 80 7,4 4,6 3 2,1 1,4 1,1 0,8 7,4 4,8 3,4 2,3 1,7 1, ,3 5,8 3,7 2,6 1,9 1,4 1 5,9 4,2 3 2,1 1,5 1 7,2 4,6 3,3 2,3 1,6 1,2 7,4 5,3 3,7 2, ,9 4,2 3 2,1 1,5 6,8 4,8 3,4 2, ,4 5,3 3,7 2,6 2 5,9 4,2 3,2 Les tableaux 6 & 7 sont donnés pour des longueurs de câble de 100m. Si votre ligne n'a pas cette longueur, il faut effectuer une règle de trois. Par ailleurs, ces tableaux sont donnés pour des réseaux triphasés 400V. Pour des réseaux monophasés 230V, il faut multiplier les valeurs par 2. Prenons pour exemple le cas de l'application numérique de la page précédente : pour I=10A, s = 1,5mm² et cosϕ =1 (circuit résistif) Du = (2. 6,1). 30/100 = 3,66 % Cours Choix de câbles.doc Page 15

16 9 Exercices d'application Nous souhaitons réaliser l'aménagement d'une grotte dont la température ambiante est 15 C. Pour ce faire, nous devons installer une canalisation électrique sous conduit de 130 m de longueur constituée : d'un câble triphasé en PVC destiné à alimenter le groupe de ventilation assurant le renouvellement en air de la grotte et qui consomme 60A par phase sous 400V avec un cosϕ de 0,85. d'un câble monophasé en PR destiné à alimenter les circuits d'éclairage qui consomment A sous 230V avec un cosϕ de 1 Câble triphasé Câble monophasé Lettre de sélection B B Coefficient K1 1 1 Coefficient K Coefficient K Coefficient K Courant normalisé Iz 63A A Intensité équivalente I'z 67.3A 27.9A Section de l'âme 16mm² 2.5mm² Chute de tension en % 3.2*130/100 = 4.16% 4.16% < 5% choix 16mm² 9.3*2*130/100 = 24.2% Section corrigée (si DU excessive) 0.9*2*130/100 = 2.34% choix mm² Cours Choix de câbles.doc Page 16

17 2 1a 3 2 1b Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5 Classe 6 médiocre Rigide Passable Bon Tres bon Excellent Exceptionnel Extra-souple Famille Nom Utilisation Exemples Coût Synthèse polychlorure de vinyle (PVC) Polyéthylène réticulé (PE) polytetrafluoréthylène (PTFE) Kapton caoutchouc butyle vulc. (PRC) silicone usage général usage général température élevée haute tension souplesse exigée température élevée conducteurs bâtiment électronique électronique électronique aspirateur halogène Bon marché Bon marché Cher Très cher Bon marché Cher Minéral mica bobinage HT Transfo HT Cher Végétal coton guipage (abandonné) éclairage ancien Cher Gazeux air barres ou aérien lignes aériennes Gratuit PVC papier bourrage MP polyéthylène réticulé feuillard d'acier revêtement plomb âme rigide en cuivre Cours Choix de câbles.doc Page 17

18 DESIGNATION CENELEC DESIGNATION UTE Signification du symbole Symbole Symbole Signification du symbole Série harmonisée H Type de la série U Câble faisant l objet d une Série nationale reconnue A norme UTE Série nationale autre que N 0 0 V reconnue V 300 / 300 V 03 Tension nominale V 300 / 500 V 05 Ame rigide 450 / 750 V 07 Souplesse et S Ame souple 0.6 / 1 KV 1 nature de l âme Cuivre PVC V A Aluminium Caoutchouc vulcanisé R Enveloppe isolante C Caoutchouc vulcanisé Polyéthylène réticulé N R PR Ruban en acier ceinturant D Protection métallique V PVC les conducteurs G Gaine de bourrage PVC V Bourrage O Aucun bourrage Caoutchouc vulcanisé R 1 Gaine d assemblage Polychloroprène N Protection non métallique 2 Gaine de prot. épaisse Câble rond C Caoutchouc vulcanisé Câble méplat divisible H Forme du câble N Polychloroprène Câble méplat non divisible H2 V PVC Cuivre Protection métallique P Gaine de plomb Aluminium A Souplesse et F Feuillards acier Rigide, massive, ronde - U * nature de l âme Câble rond Rigide, câblée, ronde - R * Forme du câble M Câble méplat Rigide, câblée, sectorale - S * Rigide, massive, sectorale - W * Souple classe 5 pour - K installation fixe Souple classe 5 - F Souple classe 6 - H La désignation peut être complétée par l indication éventuelle d un conducteur vert / jaune dans le câble Câble sans vert / jaune = nxs Câble avec vert / jaune = ngs n = nbre de conducteur S = section * Pour les câbles à âmes en aluminium, le tiret précédent le symbole est à supprimer Cours Choix de câbles.doc Page 18

19 Symbole Signification Classification t1 t2 Températures t1 en C température minimale de pose t2 en C température maximale du local Résistance mécanique chocs écrasement Etanchéité à l humidité de l eau Résistance aux agents chimiques Excellent Très bon Bon Passable Médiocre Comportement au feu et à l incendie - Câble catégorie CR1+C1 dit :résistant au feu et ne propageant pas l incendie - Câble catégorie CR1 : résistant au feu - Câble catégorie C1 : ne propageant pas l incendie - Câble catégorie C1 : ne propageant pas la flamme - Peut propager la flamme Souplesse Résistance aux agents atmosphérique ( pluie, soleil, UV ) Exceptionnel Excellent Très bon Bon ou passable Médiocre Excellent Très bon Bon Passable Médiocre Description de la situation Autorisé Référence Conducteur isolé fixé directement sur un mur avec des colliers Non Câble multiconducteurs enterré dans le sol sans conduit et sans protection Oui 62 Conducteur isolé sur chemin de câbles Non Câble multiconducteurs monté avec fixation à l'intérieur d'une cloison isolante Oui 51 Câble multiconducteurs monté sans fixation dans un faux plafond Oui Conducteur isolé monté dans des goulottes en parcours vertical Oui 32 Câble multiconducteurs monté sans fixation sous 1 mètre d'eau Oui 81 Conducteur nu monté sous conduit en apparent Non Conducteur nu monté sur isolateur en aérien Oui 18 Conducteur isolé monté sans fixation à l'intérieur d'une cloison isolante Non Cours Choix de câbles.doc Page 19

20 TYPE DE CABLE MODE DE POSE temp. ambiante nature isolant Disposition des câbles Lettre de sélection Tableau 1 Facteur k1 Facteur k2 Facteur k3 Tableau 2 Tableau 3 + correct Tableau 4 RECEPTEUR Courant d'emploi Ib Facteur k = k1 x k2 x k3 Intensité normalisée Iz immédiatement > à Ib calculée Lettre de sélection Intensité équivalente I'z I'z = Iz / k Nombre de conducteurs chargés Nature isolant SECTION tableau 5 nature du réseau longueur ligne vérification de la chute de tension U tableaux 6 & 7 D'après "le guide de la distribution basse tension" de MERLIN GERIN Cours Choix de câbles.doc Page 20

21 Tableau 1 détermination de la lettre de sélection Type d élément conducteur Mode de pose Lettre de sélection - sous conduit, profilé ou goulotte, apparent ou encastré - sous vide de construction, faux plafond B Conducteurs et câbles - sous caniveau, moulures, plinthes, chambranles multiconducteur - en apparent contre mur ou plafond - sur chemin de câble ou tablettes mon perforées C Câbles multiconducteurs - sur échelle, corbeaux, chemin de câbles perforé - fixé en apparent, espacés de la paroi E - câbles suspendus Câbles monoconducteur - sur échelle, corbeaux, chemin de câbles perforé - fixé en apparent, espacés de la paroi - câbles suspendus F Tableau 2 détermination du facteur de correction K1 Lettre de sélection Cas d installation K1 - câbles dans des produits encastrés directement dans des matériaux 0,70 thermiquement isolants B - conduits encastrés dans des matériaux thermiquement isolants 0,77 - câbles multiconducteurs 0,90 - vide de construction et caniveaux 0,95 C - sous plafond 0,95 B, C, E, F - autres cas 1 Tableau 3 Détermination du facteur de correction K2 Lettre de Disposition des câbles jointifs Nombre de circuits ou de câbles multiconducteurs sélection B, C encastré ou noyés dans les parois 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 simple couche sur les murs ou sur les 1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 0,70 C planchers ou tablettes non perforées simple couche au plafond 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0,61 simple couche sur des tablettes 1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 0,72 E, F horizontales perforées ou tablettes verticales simple couche sur des échelles à câbles, corbeaux, etc. 1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78 nota : lorsque les câbles sont disposés en plusieurs couches, appliquer un facteur de correction de : nombre de couches ou 5 6 à 8 9 et + facteur de correction 0,8 0,73 0,7 0,68 0,66 Tableau 4 Détermination du facteur de correction K3 température Nature de l'isolant ambiante en C élastomère ( caoutchouc ) polychlorure de vinyle ( PVC ) polyéthylène réticulé (PR) butyle, éthylène, propylène (EPR) ,29 1,22 1,15 1,07 1,00 0,93 0,82 0,71 0,58 1,22 1,17 1,12 1,07 1,00 0,93 0,87 0,79 0,71 0,61 0,50 1,15 1,12 1,08 1,04 1,00 0,96 0,91 0,87 0,82 0,76 0,71 Cours Choix de câbles.doc Page 21

22 Intensités normalisées en A Tableau 5 Détermination de la section minimale des conducteurs isolant et nombre de conducteurs chargés (3 ou 2) caoutchouc ou PVC butyle ou PR ou éthylène PR B PVC 3 PVC 2 PR 3 PR 2 Lettre de C PVC 3 PVC 2 PR 3 PR 2 sélection E PVC 3 PVC 2 PR 3 PR 2 F PVC 3 PVC 2 PR 3 PR 2 Section cuivre ( mm² ) Section aluminium ( mm² ) 1,5 2, , , , , , , , , Cours Choix de câbles.doc Page 22

23 Tableaux 6 et 7 - Détermination des chutes de tension en ligne Chutes de tension en % pour 100m de câble et un cosϕ = 0,85 In Câble en cuivre S en mm² Câble en aluminium S en mm² (A) 1,5 2, ,5 0,4 2 1,1 0,6 0,4 3 1,5 1 0,6 0,4 0,4 5 2,6 1,6 1 0,6 0,4 0,6 0,4 10 5,2 3,2 2 1,4 0,8 0,5 1,3 0,8 0,5 16 8,4 5 3,2 2,2 1,3 0,8 0,5 2,1 1,3 0,8 0,6 20 6,3 4 2,6 1,6 1, 0,6 2,5 1,6 1,1 0,7 0,5 7,9 5 3,3 2 1,3 0,8 0,6 3,2 2 1,3 0,9 0,6 0,5 32 6,3 4,2 2,6 1,6 1,1 0,8 0,5 4,1 2,6 1,6 1,2 0,9 0,6 0,5 40 7,9 5,3 3,2 2,1 1,4 1 0,7 0,5 5,1 3,2 2,1 1,5 1,1 0,8 0,6 50 6,7 4,1 2,5 1,6 1,2 0,9 0,6 0,5 6,4 4,1 2,6 1,9 1,4 1 0,7 63 8,4 5 3,2 2,1 1,5 1,1 0,8 0, ,2 2,3 1,7 1,3 0,9 70 5,6 3,5 2,3 1,7 1,3 0,9 0,7 5,6 3,6 2,6 1,9 1,4 1,1 80 6,4 4,1 2,6 1,9 1,4 1 0,7 6,4 4,1 3 2,2 1,5 1, ,3 2,4 1,7 1,3 1 5,2 3,8 2,7 2 1,5 1 5,4 4,1 3,1 2,2 1,6 1,3 6,5 4,7 3,3 2,4 1, ,3 3,9 2,8 2,1 1,6 6 4,3 3,2 2, ,4 4,9 3,5 2,6 2 5,6 4 3 Chutes de tension en % pour 100m de câble et un cos ϕ = 1 In Câble en cuivre S en mm² Câble en aluminium S en mm² (A) 1,5 2, ,6 0,4 2 1,3 0,7 0,5 3 1,9 1,1 0,7 0,5 0,5 5 3,1 1,9 1,2 0,8 0,5 0,7 0,5 10 6,1 3,7 2,3 1,5 0,9 0,5 1,4 0,9 0, ,9 3,7 2,4 1,4 0,9 0,6 2,3 1,4 1 0,7 20 7,4 4,6 3,1 1,9 1,2 0,7 3 1,9 1,2 0,8 0,6 9,3 5,8 3,9 2,3 1,4 0,9 0,6 3,7 2,3 1,4 1,1 0,7 0,5 32 7, ,9 1,2 0,8 0,6 4,8 3 1,9 1,4 1 0,7 0,5 40 9,3 6,1 3,7 2,3 1,4 1,1 0,7 0,5 5,9 3,7 2,3 1,7 1,2 0,8 0,6 50 7,7 4,6 2,9 1,9 1,4 0,9 0,6 0,5 7,4 4,6 3 2,1 1,4 1,1 0,8 63 9,7 5,9 3,6 2,3 1,6 1,2 0,8 0,6 9 5,9 3,7 2,7 1,9 1, ,5 4,1 2,6 1,9 1,3 0,9 0,7 6,5 4,1 3 2,1 1,4 1,1 80 7,4 4,6 3 2,1 1,4 1,1 0,8 7,4 4,8 3,4 2,3 1,7 1, ,3 5,8 3,7 2,6 1,9 1,4 1 5,9 4,2 3 2,1 1,5 1 7,2 4,6 3,3 2,3 1,6 1,2 7,4 5,3 3,7 2, ,9 4,2 3 2,1 1,5 6,8 4,8 3,4 2, ,4 5,3 3,7 2,6 2 5,9 4,2 3,2 Les tableaux 6 & 7 sont donnés pour des longueurs de câble de 100m. Si votre ligne n'a pas cette longueur, il faut effectuer une règle de trois. Par ailleurs, ces tableaux sont donnés pour des réseaux triphasés 400V. Pour des réseaux monophasés 230V, il faut multiplier les valeurs par 2. Cours Choix de câbles.doc Page 23