Cours electricite lycee : les canalisations electriques
Cours électricité lycée : les canalisations electriques
DEFINITION.
Une canalisation électrique est caractérisée par l’ensemble de 3 éléments qui sont :
- Des conducteurs ou un câble qui assurent la transmission de l’énergie,
FDes conduits, tubes, moulures, goulottes, caniveaux qui assurent la continuité de la protection mécanique,
FDes modes de fixation ou de pose qui prennent en compte le montage de la canalisation, sur les parois, dans les parois, dans le sol, en l’air ou dans l’eau.
PROBLEME POSE.
Les conducteurs et les câbles assurent la transmission de l’énergie électrique. Il en existe une très grande variété afin de satisfaire à toutes les utilisations de l’électricité. Comment doit-on réaliser le choix de ces conducteurs et de ces câbles afin de respecter la norme ? Dans quels conduits doit-on installer les conducteurs et câbles afin de respecter la norme et avec quels modes de pose ?
LES CONDUCTEURS ET LES CABLES.
1. DEFINITIONS. | Enveloppe isolante |
a.Le conducteur isolé.
Il est toujours unipolaire et regroupe l’âme conductrice et son enveloppe isolante.
b.Le câble unipolaire.
C’est un conducteur isolé avec en plus un ou plusieurs revêtements de protection (gaine, tresse, …).
c.Le câble.
Il est composé d’un ensemble de conducteurs électriquement distincts et mécaniquement solidaires, généralement sous un ou plusieurs revêtements de protection.
2.CARACTERISTIQUES D’UN CONDUCTEUR OU CABLES.
Ame conductrice
Ame conductrice Enveloppe isolante
Gaine de protection
Caractéristiques électriques.
- Tensions : 3 tensions de référence sont définies pour les câbles :
FU0 : tension efficace assignée entre la phase et la terre, elle sert de valeur de base pour les essais,
U : tension efficace entre les phases,
Um : tension maximale entre phases pour laquelle le câble est conçu.
- Courant : courant nominal ou spécifié que peut supporter le câble sans échauffement anormal.
- Caractéristiques mécaniques.
- L’âme conductrice est soit en cuivre (résistivitér= 0,018Wmm²/m) soit en aluminium (résistivitér = 0,0288 Wmm²/m). Elle est caractérisée par sa section et par sa structure qui est massive ou câblée. Les âmes câblées ou souples sont composées de plusieurs brins torsadées. La souplesse d’un câble dépend du nombre de brins pour une même section. Elle est définie en 6 classes : classe 1 âme rigide à classe 6 âme très souple.
- La gaine isolante doit présenter une grande résistivité. Les enveloppes isolantes ne sont pastoujours suffisantes pour protéger le câble des influences externes. On est conduit à protéger le câble par une ou plusieurs gaines qui présentent de bonnes caractéristiques mécaniques, physiques et chimiques.
Tenue au feu.
- La réaction au feu, c’est l’aptitude du câble à constituer un aliment pour le feu et à contribuerà son développement (C1 câbles dits non propagateurs de l’incendie, C2 câbles dits non propagateurs de la flamme, câbles ordinaire sans tenue particulière).
- La résistance au feu, c’est l’aptitude du câble à assurer son service pendant une duréedéterminée malgré l’action de l’incendie (CR1 câbles dits résistants au feu, CR2 câbles ordinaires pas de résistances particulières au feu).
- Dénomination des conducteurs et câbles selon les normes CENELEC et UTE.
Désignation CENELEC | Désignation UTE | ||||||||||||||
Unifie et harmonise les normes des | Maintenu en France pour les | ||||||||||||||
types de câbles des pays de la CEE | types de câbles non harmonisés | ||||||||||||||
Signification du symbole | Symbole | Symbole | Signification du symbole | ||||||||||||
Série harmonisée | H | U | Câble faisant l’objet d’une norme | ||||||||||||
Type de | |||||||||||||||
Série nationale reconnue | A | UTE | |||||||||||||
la série | |||||||||||||||
Série nationale autre que connue | N | ||||||||||||||
300/300 V | 03 | 250 | 250 V | ||||||||||||
Tension | |||||||||||||||
300/500 V | 05 | 500 | 500 V | ||||||||||||
450/750 V | 07 | nominale | 1000 | 1000 V | |||||||||||
0,6/1 kV | 1 | ||||||||||||||
PVC | V | absence de | Ame rigide | ||||||||||||
Caoutchouc vulcanisé | R | lettre | |||||||||||||
Polyéthylène réticulé | X | Souplesse | S | Ame souple | |||||||||||
Ruban en acier ceinturant les | D | et nature | absence de | Cuivre | |||||||||||
conducteurs | de l’âme | lettre | |||||||||||||
A | Aluminium | ||||||||||||||
PVC | V | C | Caoutchouc vulcanisé | ||||||||||||
Caoutchouc vulcanisé | R | Enveloppe | R | Polyéthylène réticulé | |||||||||||
Polyéthylène réticulé | N | isolante | V | Polychlorure de vinyle | |||||||||||
X | Isolant minéral | ||||||||||||||
Câble rond | absence | G | Gaine de bourrage | ||||||||||||
de lettre | Aucun bourrage ou bourrage ne | ||||||||||||||
Bourrage | |||||||||||||||
Câble méplat divisible | H | formant pas gaine | |||||||||||||
Câble méplat non divisible | H2 | 1 | Gaine d’assemblage et de | ||||||||||||
protection formant bourrage | |||||||||||||||
Cuivre | absence | Gaine de protection non métallique | 2 | Gaine de protection épaisse | |||||||||||
de lettre | C | Caoutchouc vulcanisé | |||||||||||||
Aluminium | -A | N | Polychloroprène ou équivalent | ||||||||||||
V | PVC | ||||||||||||||
Rigide, massive, ronde | -U* | P | Gaine de plomb | ||||||||||||
Rigide, câblée, ronde | -R* | F | Feuillard acier | ||||||||||||
Rigide, câblée, sectorale | -S* | Z | Zinc ou autre métal | ||||||||||||
Rigide, massive, sectorale | -W* | Revêtement métallique | |||||||||||||
Souple, classe 5 pour installation fixe | -K | ||||||||||||||
Souple classe 5 | -F | ||||||||||||||
Souple classe 6 | -H | ||||||||||||||
La désignation peut être complétée | absence de | Câble rond | |||||||||||||
par l’indication éventuelle d’un | Forme du | lettre | |||||||||||||
conducteur vert/jaune dans le câble : | câble | M | Câble méplat | ||||||||||||
· Câble sans V/J = nXS |
· Câble avec V/J = nGS |
n = nombre de conducteurs |
S = section |
*pour les câbles en aluminium, le tiret précédent le symbole est à supprimer
Exemple : Câble H 07 RN-F 3G25 : Câble du système harmonisé (H) de tension nominale 450/750Vavec isolation de l’âme en caoutchouc (R) avec gaine en polyéthylène réticulé (N) de forme ronde (absence de lettre) âme en cuivre (absence de lettre) avec 2 conducteurs (2) plus 1 conducteur vert/jaune (G) dont la section des conducteurs est de 25 mm².
- L’IDENTIFICATION ET LE REPERAGE DES CONDUCTEURS.
On peut identifier les conducteurs par leur couleur :
- Le bleu clair pour le conducteur neutre,
- Le vert/jaune pour le conducteur de protection électrique (PE)
FLes conducteurs de phase peuvent être repérés par toutes les couleurs sauf le vert/ jaune, le vert, le jaune et le bleu clair.
CHOIX DES CONDUCTEURS ET DES CABLES.
Les câbles doivent être choisis en fonction des conditions d’influences externes de leurs domaines d’utilisation. Les fabricants proposent :
- Câbles pour applications industrielles,
- Câbles à usage domestique,
- Câbles basse et moyenne tension de branchement et de distribution,
- Câbles pour courants faibles (téléphone, télécommande, …)
- Câbles spéciaux : mines, ascenseurs, marine, SNCF, sidérurgie, …
Les conditions d’influences externes les plus influentes sont :
- La température ambiante (AA)
- La présence d’eau (AD)
- Les chocs mécaniques (AG)
- Les vibrations (AH)
- La structure des bâtiments (CB)
Il reste ensuite à déterminer le nombre de conducteurs et leurs sections.
Conditions influences extérieures des conducteurs isolés et des câbles
Désignation | AA | AD | AE | AF | AG | AH | AK | AL | BB | BC | BD | BE | CA | CB |
Câbles isolés aux élastomères | ||||||||||||||
U-1000 R 12N | 4-6 | 7 | 4 | 1-3 | 3 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1 |
U-1000 R2V | 4-6 | 7 | 4 | 1-3 | 3 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1 |
U-1000 RVFV | 4-6 | 7 | 4 | 1-3 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2,3 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1 |
U-1000RGPFV | 4-6 | 8 | 4 | 1-3 | 4 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2,3 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1 |
07 RNF | 3-6 | 7 | 4 | 1-3 | 4 | 3 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1,3,4 |
05 RN-F | 3-6 | 4 | 4 | 1-3 | 2 | 3 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2 | 2 | 1,3,4 |
05 RR-F | 3-6 | 4 | 4 | 1-3 | 2 | 3 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2 | 1 | 1,3,4 |
Câbles isolés au PVC | ||||||||||||||
05 VV-U, 05 VV-R | 4-6 | 5,6 | 4 | 1-3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2 | 2 | 1 |
05 VL2V-U, 05 VL2V-R | 4-6 | 5,6 | 4 | 1-3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2 | 2 | 1 |
07 VVH2-F | 4-6 | 5,6 | 4 | 1-3 | 2 | 3 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2 | 2 | 1 |
05 VV-F | 4-6 | 5,6 | 4 | 1-3 | 2 | 3 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 1,2 | 2 | 1 |
Conducteurs à isolant minéral | ||||||||||||||
500 X, 500 XV | 4-6 | 8 | 4 | 1-3 | 4 | 1 | 2 | 2 | 2,3 | 2,3 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1,2 |
1000 X, 1000 XV | 3-6 | 8 | 4 | 1-3 | 4 | 1 | 2 | 2 | 2,3 | 2,3 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1,2 |
*Tableau définissant les indices de protections minimums
EXERCICES.
- Donner la différence entre un conducteur et un câble.
- La résistivité de l’aluminium est de (en Wmm²/m) :
0,018 | 0,0288 | 0,042 |
c. La résistivité du cuivre est de (en Wmm²/m) : | ||
0,012 | 0,025 | 0,018 |
- A section et longueur égales, qui du câble aluminium ou cuivre sera le plus résistif. Justifier la réponse.
- Calculer le diamètre d’un conducteur de section 1 mm² et d’un conducteur de section 300 mm².
- Déterminer la résistance d’un conducteur en cuivre de section 6 mm² et de 50 m de long.
- Déterminer la résistance d’un conducteur en aluminium de section 10 mm² et de 100 m de long.
- De quelle classe doit être un câble ne propageant pas l’incendie ?
- Quel est l’isolant d’un conducteur H07 V-R ?
- Sur un catalogue on lit la désignation suivante U-1000 R G P F V 3 X 10. Quelle est la composition de ce câble ?
- Donner la dénomination UTE de ce câble.
- Un câble U 1000 R 02 V est utilisé. Donner sa constitution.
- Pour effectuer un câblage sous 500 V, on utilise un conducteur de section 1,5 mm² souple en cuivre et isolé au PVC. Donner sa désignation selon les normes CENELEC et UTE.
- Un câble normalisé UTE comporte une gaine extérieure en PVC, une armure de 2 feuillards d’acier, une gaine d’étanchéité en PVC, une gaine de bourrage, un isolant PRC et des conducteurs avec une âme rigide en cuivre. Donner sa désignation selon la norme UTE.
- Peut-on installer un câble U 1000 RVFV dans une buanderie sachant que les normes imposent un AA4, un AD4, un AE1, un AF1 un AG2, un AH1, un BA1, un BB1, un BC3, un BD1, et un BE1. Si ce n’est pas le cas que proposer ?
- Vous devez raccorder une cuisinière électrique dans une cuisine. Sachant que la norme impose un AA4, un AD2, un AE1, un AF1 un AG1, un AH1, un BA1, un BB3, un BC3, un BD1, et un BE1, quel câble choisir ?
- On vous demande d’installer un éclairage et des prises de courant dans un garage particulier en utilisant du câble. Sachant que la norme impose un AA4, un AD2, un AE1, un AF1 un AG2, un AH1, un BA1, un BB1, un BC3, un BD1, et un BE1, donner la dénomination du câble et préciser les raisons de votre choix par rapport aux influences externes.
LES CONDUITS.
Un conduit a pour rôle essentiel d’assurer une protection continue des conducteurs contre les chocs mécaniques, l’eau, les risques d’incendie. Les conduits doivent en outre pouvoir être facilement mis en forme, être encastrés dans les murs ou enterrés dans le sol.
I)- Caractéristiques :
Les conduits sont fabriqués en différents matériaux qui garantissent des qualités de :
- Résistance mécanique (chocs, écrasements) ;
- Etanchéité (à l'eau, au poussières) ;
- Non propagation de la flamme.
De plus, ils doivent pouvoir être travaillés facilement et pouvoir être encastrés dans les murs, ou enterrés dans le sol.
II)- Identification :
Les conduits électriques sont codés de la manière suivante : exemple 16 IRL 3321
…
IV)- Section utile des conduits :
Pour que les conducteurs ou câbles puissent être tirés ou retirés facilement, on applique la règle du tiers de section.
1)- Règle :
La somme des sections totales des conducteurs, isolants compris, est égale au tiers de la section intérieure du conduit.
2)- Section des conducteurs :
3)- Section utile des conduits:
Section utile = 1/3 Section intérieure du conduit
4)- Utilisation des conduits :
V)- Exercices d'application :
1)- Dans un conduit IRL, on doit faire passer des conducteurs rigides :
4 conducteurs de 1.5mm², 3 de 2.5mm² et 3 de 4mm². Donnez le diamètre et la référence du conduits à utiliser.
2)- Dans un conduit ICA, on doit faire passer des conducteurs rigides : 6 conducteurs de 1.5mm², 3 de 2.5mm².
Donnez le diamètre et la référence du conduits à utiliser.
3)- Combien de conducteurs rigides de 1.5mm² peut-on mettre dans un conduit 25 IRL ? 4)- Combien de conducteurs rigides de 2.5mm² peut-on mettre dans un conduit 32 IRL ? 5)- Quel conduit IRL choisiriez vous, si vous deviez mettre à l'intérieur :
5 conducteur rigides de 1.5mm², 3 de 2.5mm² ?
6)- Sur une botte de tubes vous relevez les indications suivantes ICTA 3422. Quelles en sont les significations ?
EXERCICES.
a. Q.C.M.
Donner 2 termes qui caractérisent la mise en œuvre d’un conduit ? | ||||
Isolant | Rigide | Blindé | Ordinaire | Cintrable |
Donner 2 termes qui caractérisent la résistance à l’écrasement d’un conduit ? | ||||
Rigide | Transversalement | Métallique | ||
Déformable | élastique | Souple |
- LES MOULURES.
Les moulures généralement en plastique sont surtout utilisées pour ajouter des points d’utilisation, des prises électriques, des prises de téléphone, … Dans la famille des moulures, on rencontre également les plinthes, les goulottes et les ensembles préfabriqués.
Une moulure est caractérisée par ses dimensions, sa largeur, son épaisseur, le nombre de rainures permettant de déterminer le nombre de conducteurs et les sections que peut contenir la moulure.
- LES MODES DE POSE.
Le choix des canalisations et leur mise en œuvre dans des situations de pose bien définies caractérisent le mode de pose. Les différents modes de pose ont été codifiés en 9 classes :
0 : pose sous conduit,
1 : pose des câbles à l’air libre,
2 : pose dans les vides de construction,
3 : pose dans les goulottes,
4 : pose dans les caniveaux,
5 : encastrement direct,
6 : pose enterrée,
7 : pose dans les moulures et huisseries,
8 : pose immergée.
Le choix des canalisations et leur mise en œuvre dans des situations de pose bien définies caractérisent le mode de pose.
- MONTAGES EN APPARENT.
Les montages en apparent regroupe les modes de pose sous conduits, câbles à l’air libre, goulottes, moulures.
1.CONDITIONS GENERALES DE POSE.
La protection contre les influences externes doit être assurée de façon continue avec le mode de pose retenu.
Conditions d’utilisation des moulures, conduits et goulottes
Désignation | AA | AD | AE | AF | AG | AH | AK | AL | BB | BC | BD | BE | CA | CB |
Moulures | ||||||||||||||
bois | 4,5,6 | 1 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 |
plastique | 4,5,6 | 3 | 3 | 1,2,3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | 1,2 | 2 | 1 |
Conduits | ||||||||||||||
MRB | 1-6 | 2 | 4 | 1 | 4 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1 |
MSB-PE | 1-6 | 2 | 4 | 1 | 4 | 3 | 2 | 2 | 1 | 2 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1 |
ICD | 4,5,6 | 6 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2 | 2 | 1 |
ICO | 4,5,6 | 6 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 1,2 | 2 | 1 |
IRO | 4,5,6 | 6 | 4 | 1,2,3 | 2 | 1 | 1 | 1 |