Quelle section de câble dois-je utiliser pour mon installation ?
Voici une question récurrente qui se pose lorsque son installation évolue. Si l’on change la capacité du chargeur de batterie 230 Volts ou DC/DC, doit-on aussi revoir le câblage ? Et que se passe-t-il si l’on augmente la taille du parc de batteries ? Dans cette situation, la section et la typologie de câble sont des éléments importants. Un câble sous-dimensionné peut en effet avoir de fâcheuses conséquences pour votre installation. Il créera une chute de tension importante ou un échauffement qui peuvent conduire à un risque d’incendie… Il convient donc d’être particulièrement vigilant à ce sujet. Alors, quelle section de câble utiliser en fonction de votre installation ? Nos explications.
Rappel : qu’est-ce qu’un câble électrique ?
Pour rappel, un câble électrique est un ensemble de fils électriques isolés, regroupés dans une gaine protectrice, utilisé pour transporter de l’électricité d’un point à un autre. Les câbles électriques peuvent être utilisés pour transporter des signaux, des données, ou de l’énergie électrique, à des appareils, des machines, des bâtiments, des villes ou même des pays via les câbles sous-marins. Ceci dit, dans cet article, nous nous concentrerons sur les installations électriques.
Comme vous allez le découvrir, le choix des câbles est crucial pour assurer la sécurité, l’efficacité et la durabilité des installations. Plusieurs critères doivent ainsi être pris en compte pour trouver le bon câble :
- L’intensité qui traverse le câble
- La section des conducteurs
- Le mode de pose
- L’environnement dans lequel il se situe
Choix de la section de câble : pourquoi est-ce important ?
Si vous choisissez une section de câble trop longue, votre installation électrique ne court pas de grands risques, mais vous vous exposez à des pertes de tension. En revanche, choisir une section de câble trop petite est dangereux et peut résulter dans le pire des cas à un incendie. En effet, un fil dont la section est trop petite sera davantage sollicité, ce qui peut conduire à un échauffement et la fonte de son isolant.
Il convient donc de respecter la norme électrique NF C 15-100, qui précise que le choix de la section de câble doit se faire en fonction de :
- La nature du circuit
- Le calibre du disjoncteur
- La longueur du câble
Quel type de câble choisir ?
Avant de parler de section de câble, sachez qu’il faut d’abord privilégier les câbles souples par rapport aux câbles rigides. En effet, les rayons de courbures plus petits permettront un passage plus simple dans les espaces exigus de votre véhicule ou voilier.
Les câbles souples sont constitués de brins de cuivre fins donnant une grande souplesse avec une gaine extérieure en PVC extra souple isolante et auto extinguible. Ils existent en rouge (positif) et noir (négatif). Vous pourrez opter pour le câble HO7RN-F très facilement disponible.
Calcul section de câble
Pour définir la section de câble un petit retour à l’école s’impose. Il existe une formule de calcul assez simple :
S = Section du câble en mm². Cette valeur va définir la section de câble théorique en mm². Ensuite, il faut sélectionner la section de câble immédiatement supérieure parmi les sections de câble normalisées disponibles (1 mm², 1,5 mm², 2,5 mm², 4 mm², 6 mm², 10 mm², 16 mm², 25 mm²…)
ρ = Résistivité de cuivre. La résistivité d’un matériau représente sa capacité à s’opposer au passage d’un courant. Sachez que cette valeur varie en fonction de la température et qu’il existe une formule de calcul complexe pour la définir. Par défaut, la valeur retenue est de 0,017.
L = Longueur du câble « Aller + Retour » Cette valeur correspond au trajet aller + retour du câble reliant les deux éléments du circuit. Par exemple, le chargeur à la batterie.
I = Intensité en Amp. Exprimée en ampère, cette valeur correspond à l’intensité du courant qui va devoir transiter dans le câble. Elle correspond en général au calibre qui apparaît sur le chargeur (ou booster)
U’ = Chute de tension relative en Volts. La chute de tension se produit lorsqu’un courant traverse un câble, elle correspond aux pertes dues à l’effet Joule liée à l’impédance du câble. Il existe une formule de calcul complexe pour la définir, mais par défaut, la valeur retenue est de 3%. Il faut donc augmenter la section du câble afin de la compenser et obtenir la même tension à l’extrémité.
De nombreuses règles de calcul sont disponibles sur internet. Néanmoins voici un tableau donnant la section minimale recommandée des conducteurs entre la charge et la batterie pour une tension de 12,5 Volts.
La connectique : point de vigilance
La liaison entre un boitier électronique et le câble est assurée par un connecteur. Ce connecteur est souvent le maillon faible d’une installation. C’est la raison pour laquelle il faut y porter une attention toute particulière. En effet, de très nombreux paramètres sont à considérer afin d’obtenir une fiabilité maximale.
La plage de tension et de courant, la tenue à la température, les forces de tractions, la notion d’inflammabilité, la tenue aux vibrations, l’accessibilité pour la sécurité… sont autant d’éléments à prendre en compte. Pour les constructeurs, la notion du temps de câblage ainsi que le risque d’erreur sont aussi à prendre en considération dans le choix de la connectique.
Section de câble électrique : zoom sur une méthode de calcul plus complexe et plus générale
Il existe une autre façon de trouver la bonne référence de câble, qui consiste à se baser sur les guides fournis par les fabricants de câbles, et à envisager 3 critères :
- Le nombre de conducteurs
- La présence ou l’absence d’un fil de Terre
- La section des conducteurs
Les fabricants de câble fournissent un guide pour calculer la section des conducteurs en fonction des conditions d’utilisation spécifiques. A cet effet, vous devez connaître l’intensité de l’installation électrique et la température maximale de son environnement. Le calcul est composé d’une lettre de sélection et d’un coefficient K.
- Le coefficient K est obtenu en multipliant les facteurs de correction (K1, K2, K3, Kn et Ks)
- La lettre de sélection dépend du type d’élément conducteur et du mode de pose du câble. Selon que l’on cherche un conducteur, un câble multiconducteur ou un câble mono-conducteur câble, et en fonction du mode de pose, la lettre de sélection peut être B, C, E ou F.
Une fois la bonne lettre de sélection identifiée, il est possible de déterminer les coefficients K1 et K2, en fonction du cas d’installation, de la disposition des câbles jointifs et du nombre de circuits ou de câbles multiconducteurs. K2 est un facteur de regroupement, qui permet de mesurer l’influence mutuelle des circuits placés côte à côté.
Ensuite, il faut déterminer le coefficient K3, qui tient compte de l’influence de la température ambiante. Là aussi, il suffit de se référer au guide du fournisseur pour connaître la valeur correspondante, en fonction de la température ambiante maximale et du type d’isolation retenu (caoutchouc, PVC, PR ou EPR).
Selon la norme NF C 15-100, le facteur de correction Kn est égal à :
- 0,84 en cas de neutre chargé, c’est-à-dire si un courant est présent dans le neutre et que l’installation présente donc un déséquilibre électrique
- 1,45 en l’absence de neutre chargé.
Enfin, le facteur de correction de symétrie Ks est défini entre le courant le plus élevé et le courant moyen, lui-même divisé par le courant moyen multiplié par 2. Il est exprimé en pourcentage :
Une fois toutes ces valeurs connues, il est possible de déterminer K :
A partir de là, il vous suffit de diviser par K l’intensité de l’installation : Ia /K. Vous obtiendrez alors une valeur qui vous permettra de connaître la section minimale recommandée par le fabricant de câble, telle qu’indiquée dans son guide. Il ne restera alors plus qu’à choisir s’il est plus opportun d’avoir des conducteurs en cuir ou en aluminium.
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