Fonction Alimenter – Protection des Personnes et des Biens
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Objectifs : Comprendre les principes de protection électrique, les dispositifs de sécurité et les normes en vigueur pour la protection des personnes et des installations.
1. Principes Fondamentaux
1.1 Les risques électriques
Contact direct :
- Contact avec une partie active sous tension
- Exemple : toucher un fil dénudé
Contact indirect :
- Contact avec une masse mise accidentellement sous tension
- Exemple : appareil métallique mal isolé
1.2 Paramètres de protection
| Paramètre | Valeur limite | Norme |
|---|---|---|
| Tension de sécurité | 50V AC / 120V DC | NF C 15-100 |
| Courant dangereux | >30mA | IEC 60479 |
2. Dispositifs de Protection
2.1 Les différents dispositifs
Disjoncteur différentiel
- Sensibilité : 30mA
- Temps de coupure : <30ms
- Protège contre les fuites de courant
Parafoudre
- Protection contre la foudre
- Classe I, II ou III
- Déclenchement en µs
Relais thermique
- Protection contre les surcharges
- Réglage par curseur
- Temporisation intégrée
2.2 Schéma de principe
Réseau → Disjoncteur général → Différentiel
├─ Circuit 1 → Disjoncteur 16A
└─ Circuit 2 → Disjoncteur 20A + Parafoudre
Architecture typique d’un tableau électrique résidentiel
3. Applications et Exercices
3.1 Exercice : Calcul de protection
Énoncé : Un circuit alimente un moteur de 4kW sous 230V avec un cosφ=0,85. Le câble utilisé a une section de 2,5mm² et supporte 24A.
- Calculer le courant nominal \( I_n \)
- Déterminer le calibre du disjoncteur approprié
- Vérifier la protection du câble
3.2 Cas pratique : Analyse d’installation
Scénario : Une prise de courant présente un défaut d’isolement. La tension de contact mesurée est de 40V avec une résistance de terre de 50Ω.
- Calculer le courant de défaut \( I_d \)
- Vérifier si la protection est assurée par un différentiel 30mA
- Proposer une solution si nécessaire
4. Synthèse des Protections
Protection des personnes :
- Disjoncteurs différentiels
- Mise à la terre efficace
- Isolation double/classe II
Protection des biens :
- Parafoudres
- Disjoncteurs magnétothermiques
- Relais de surintensité
Une bonne protection électrique combine dispositifs adaptés et respect des normes en vigueur.
