1. Introduction

Le dimensionnement des canalisations électriques en basse tension repose sur une série de critères techniques garantissant la sécurité des biens et des personnes, la continuité de service et la conformité aux exigences normatives, notamment la NF C 15-100.

Dans Caneco BT, six critères fondamentaux interviennent dans la détermination des sections de conducteurs :

• MINI : Section minimale du conducteur, contrainte mécanique et réglementaire.
• IN : Condition de surcharge, vérification de l’aptitude thermique du câble.
• DU : Chute de tension, maintien de la qualité de distribution de l’énergie électrique.
• CI : Protection des personnes contre les contacts indirects, continuité de la boucle de défaut.
• CC : Contrainte thermique après court-circuit, tenue électrothermique du conducteur.
• IMP : Valeurs imposées, prise en compte des contraintes spécifiques du projet.

L’objectif de cette étude est d’analyser la formulation mathématique de ces critères et leur impact dans le processus de calcul conduit par Caneco BT.

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2. MINI : Section minimale des conducteurs

2.1. Définition et contraintes normatives

La section minimale d’un conducteur S_min est définie par la norme en fonction de la nature du circuit et des contraintes d’installation. Elle garantit à la fois :

• La résistance mécanique minimale requise, en particulier pour les canalisations mobiles ou soumises à des efforts de traction.
• La capacité thermique minimale permettant d’éviter des échauffements excessifs sous des intensités nominales courantes.

2.2. Domaine d’application dans Caneco BT

L’algorithme de calcul du logiciel impose un seuil minimal en cohérence avec les prescriptions normatives. Par exemple, pour les circuits d’éclairage en conducteur cuivre, la section minimale est de 1,5 mm², tandis que pour les prises de courant, elle est portée à 2,5 mm²​.

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3. IN : Condition de surcharge

3.1. Formulation analytique

Un conducteur doit être dimensionné de manière à supporter l’intensité de service I_B​ sans dépasser son courant admissible I_Z​, défini selon le mode de pose, la température ambiante et les coefficients de correction.

La relation fondamentale à satisfaire est :

I_B≤I_Z

où :

• I_B​ est le courant de charge du circuit en régime établi,
• I_Z est le courant admissible du conducteur après application des coefficients de correction.

3.2. Application dans Caneco BT

Si I_B>I_Z ​, Caneco BT augmente la section du conducteur jusqu’à rétablir l’inégalité précédente. Le logiciel applique les coefficients correctifs selon la norme NF C 15-100, incluant :

• Facteur de température k_T,
• Facteur de groupement k_G​,
• Facteur de pose k_P​,

Le courant admissible corrigé devient alors :

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4. DU : Chute de tension

4.1. Définition et contraintes normatives

La chute de tension ΔU représente la diminution du potentiel électrique entre l’origine et l’extrémité d’un circuit. Une valeur excessive peut entraîner un dysfonctionnement des récepteurs, en particulier des moteurs et des équipements sensibles.

La NF C 15-100 impose :

• ΔU_max=3% pour les circuits d’éclairage.
• ΔU_max=5% pour les autres circuits.

4.2. Formulation mathématique

Dans Caneco BT, la chute de tension est déterminée par l’équation :

où :

• R et X sont la résistance et la réactance linéique du conducteur,
• I est le courant du circuit,
• L est la longueur de la canalisation,
• U est la tension nominale.

Si ΔU>ΔU_max​, Caneco BT augmente la section du conducteur pour limiter la chute de tension.

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5. CI : Protection contre les contacts indirects

5.1. Objectif de la protection

En régime de neutre TT et TN, il est impératif d’assurer un temps de coupure rapide en cas de défaut d’isolement. Caneco BT vérifie que :

où :

• Zs​ est l’impédance totale de la boucle de défaut,
• If est le courant de défaut à la terre,
• U0 est la tension simple du réseau.

5.2. Application dans Caneco BT

Si cette condition n’est pas remplie, plusieurs solutions sont envisagées :

• Augmentation de la section du conducteur de protection,
• Choix d’un disjoncteur plus rapide,
• Ajout d’un dispositif différentiel​.

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6. CC : Contrainte thermique après court-circuit

6.1. Formulation analytique

Un conducteur doit être capable de supporter un courant de court-circuit sans détérioration thermique. La vérification repose sur la relation de Joule :

où :

• S est la section du conducteur,
• I_cc​ est l’intensité du courant de court-circuit,
• t est le temps de coupure du disjoncteur,
• k est un coefficient dépendant du matériau et de l’isolant​.

Si cette contrainte n’est pas respectée, Caneco BT ajuste la section du câble ou modifie le dispositif de protection.

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7. IMP : Valeurs imposées

7.1. Définition

Dans certains cas, des valeurs spécifiques sont imposées par le maître d’ouvrage ou des contraintes techniques particulières. Caneco BT permet de fixer des paramètres tels que :

• Section de câble forcée,
• Seuil de chute de tension spécifique,
• Réglage particulier des protections​.

Ces valeurs sont intégrées dans le processus de calcul et prévalent sur les critères automatiques si elles respectent les contraintes normatives.

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8. Conclusion

Le dimensionnement des conducteurs dans Caneco BT repose sur une approche scientifique rigoureuse intégrant les contraintes thermiques, électromagnétiques et normatives. Chaque critère, qu’il s’agisse de la protection thermique (IN, CC), de la qualité de distribution (DU) ou de la sécurité des personnes (CI), est traité selon des formulations analytiques précises garantissant un choix optimisé et conforme aux réglementations en vigueur.