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Sciences de l'ingénieur · 2ème Année Bac — Sciences et Technologies Électriques

Alimenter – protection des personnes et des biens

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

La fonction « Alimenter » assure la fourniture d'énergie électrique. La protection est cruciale pour la sécurité :

  1. Protection des personnes : Contre les contacts directs (isolation, éloignement) et indirects (mise à la terre + dispositif différentiel). Le courant de défaut $I_d$ doit être coupé si $U_c > U_{L}$ (tension limite, ex: 50V).
  2. Protection des biens : Contre les surintensités (surcharges et courts-circuits).
    • Fusibles (gG, aM) : Fusionnent pour couper le circuit.
    • Disjoncteurs : Thermique (surcharge) et magnétique (court-circuit).
    • Sectionneurs : Permettent la séparation physique du circuit (pas de pouvoir de coupure).

Méthodes à maîtriser

  • Calcul du courant d'emploi $I_b$ : Déterminer le courant nominal du récepteur.
  • Choix du calibre : Choisir un dispositif tel que $I_n \geq I_b$ et $I_z \geq I_n$ (où $I_z$ est le courant admissible dans le câble).
  • Vérification de la protection différentielle : $I_{\Delta n} \leq \frac{U_L}{R_A}$ avec $R_A$ la résistance de la prise de terre.

Exemples corrigés

  • Exemple 1 : Un moteur absorbe 10A. On choisit un disjoncteur de calibre $I_n = 12A$ ou $16A$ selon la norme.
  • Exemple 2 : Si $R_A = 20 \Omega$ et $U_L = 50V$, alors $I_{\Delta n} \leq \frac{50}{20} = 2,5A$. On choisit un différentiel de $500mA$ ou $300mA$.

Erreurs fréquentes

  • Confondre le pouvoir de coupure (capacité à couper un court-circuit) et le calibre (courant nominal).
  • Oublier que le sectionneur ne doit jamais être manœuvré en charge.
  • Négliger la chute de tension dans les câbles longs.
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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Alimenter – protection des personnes et des biens

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Quel appareil permet de séparer un circuit pour une maintenance ?

❓ Questions fréquentes

Un disjoncteur magnéto-thermique, ça veut dire quoi exactement ?

Il possède deux fonctions :

  1. Thermique : Une lame bimétallique se déforme avec la chaleur pour couper en cas de surcharge lente.
  2. Magnétique : Une bobine crée un champ électromagnétique pour couper instantanément en cas de court-circuit violent.

💡 À retenir : Thermique = Surcharge ; Magnétique = Court-circuit.

C'est quoi la différence entre un disjoncteur et un fusible ?
  1. Le fusible est un élément jetable : il fond lors d'une surintensité et doit être remplacé.
  2. Le disjoncteur est un appareil réarmable : il possède un mécanisme interne qui détecte les défauts et coupe le circuit sans destruction.

💡 À retenir : Le disjoncteur est plus économique à long terme et protège mieux contre les déséquilibres.

Kifach n7seb le calibre dial disjoncteur li khassni ndir?
  1. Calcule le courant nominal $I_b$ de ton appareil.
  2. Choisis un calibre $I_n$ immédiatement supérieur à $I_b$.
  3. Vérifie que le câble supporte ce courant ($I_z > I_n$).

💡 À retenir : Le calibre doit être supérieur au courant d'emploi mais inférieur au courant maximal admissible par le câble.

Est-ce que la mise à la terre protège contre les surcharges ?

Non. La mise à la terre sert uniquement à évacuer les courants de fuite vers le sol pour protéger les personnes contre les contacts indirects. La protection contre les surcharges est assurée par le thermique du disjoncteur ou le fusible.

💡 À retenir : Terre = Protection des personnes ; Disjoncteur/Fusible = Protection des biens et des personnes.

Chno hiya l'utilité dial différentiel?

Le différentiel compare le courant qui part (phase) et celui qui revient (neutre). S'il y a une différence, cela signifie qu'un courant s'échappe (vers la terre ou une personne). Il coupe alors le circuit instantanément.

💡 À retenir : Le différentiel sauve des vies en détectant les fuites de courant.

Kifach n3ref wach l'installation diali amna?
  1. Vérifie la présence d'un interrupteur différentiel 30mA pour les circuits terminaux.
  2. Assure-toi que toutes les masses métalliques sont reliées à la terre.
  3. Vérifie que les calibres des protections sont adaptés à la section des câbles.

💡 À retenir : Une installation est sûre si elle respecte la norme NF C 15-100 (ou équivalent marocain).

Le sectionneur peut-il couper le courant en cas de court-circuit ?

Non, le sectionneur n'a pas de pouvoir de coupure. Il sert uniquement à isoler une partie de l'installation pour intervenir en sécurité. Il ne doit jamais être ouvert si le courant circule.

💡 À retenir : Sectionneur = Séparation ; Disjoncteur = Protection.

Pourquoi on utilise des fusibles aM pour les moteurs ?

Les moteurs ont un courant de démarrage très élevé (5 à 8 fois $I_n$). Un fusible gG classique grillerait au démarrage. Le fusible aM (Accompagnement Moteur) est conçu pour laisser passer ce pic de courant tout en protégeant contre les courts-circuits.

💡 À retenir : aM = Spécial moteurs (tolère le démarrage).

C'est quoi la tension limite UL ?

C'est la tension maximale que le corps humain peut supporter sans danger en cas de défaut. En milieu sec, elle est fixée à 50V. Dans des milieux humides, elle est plus basse (25V).

💡 À retenir : $U_L$ est la référence pour dimensionner la protection différentielle.

Est-ce qu'on peut mettre un disjoncteur de 32A sur un fil de 1.5mm² ?

Non, c'est dangereux. Un fil de 1.5mm² ne supporte généralement que 16A. Si tu mets un disjoncteur de 32A, le fil peut fondre et provoquer un incendie avant que le disjoncteur ne réagisse.

💡 À retenir : La protection doit toujours protéger le câble.

Pourquoi le courant de défaut est dangereux ?

Le courant de défaut traverse le corps humain s'il touche une masse métallique sous tension. Si ce courant dépasse 30mA, il peut provoquer une fibrillation cardiaque et la mort.

💡 À retenir : Le différentiel 30mA est obligatoire pour protéger les personnes.

C'est quoi le pouvoir de coupure d'un disjoncteur ?

C'est le courant maximal de court-circuit que le disjoncteur est capable d'interrompre sans être détruit. S'il est trop faible, le disjoncteur peut exploser.

💡 À retenir : Le pouvoir de coupure doit être supérieur au courant de court-circuit présumé au point d'installation.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Un moteur triphasé absorbe un courant de 15A. La résistance de la prise de terre est $R_A = 10 \Omega$. La tension limite est $U_L = 50V$.

  1. Quel est le courant de défaut maximal admissible ?
  2. Quel type de dispositif de protection différentielle choisir ?
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Exercice 2

Soit un circuit protégé par un disjoncteur de calibre 20A. Le courant d'emploi est de 16A. Le câble utilisé a une intensité admissible $I_z = 22A$.

  1. La condition $I_n \geq I_b$ est-elle respectée ?
  2. La condition $I_z \geq I_n$ est-elle respectée ?
  3. L'installation est-elle protégée correctement ?
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Exercice 3

Un atelier possède une machine protégée par un fusible aM de 25A. Le courant nominal est de 20A. Le courant de démarrage est de 100A pendant 2 secondes. Pourquoi le fusible aM est-il adapté ici ?

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