Calcul de la Charge Électrique

Correction : Calcul de la Charge Électrique

1. Calcul de la charge totale pour un appartement

Pour comprendre comment les appareils consomment de l’électricité, imagine que chaque équipement est comme un robinet d’eau : plus le robinet est ouvert (puissance élevée), plus l’eau (électricité) coule. Pour connaître la consommation totale, il faut « fermer » virtuellement chaque robinet en regardant sa puissance, puis additionner toutes ces consommations.

Formule :

\[ P_{\text{appartement}} = \sum_{i} P_{i} \]

Données :

• \(5\) ampoules LED de \(10\,\mathrm{W}\) chacune
• \(1\) réfrigérateur de \(300\,\mathrm{W}\)
• \(1\) téléviseur de \(120\,\mathrm{W}\)
• \(2\) ordinateurs de \(150\,\mathrm{W}\) chacun
• \(4\) prises de courant à \(100\,\mathrm{W}\) chacune

Calcul :

On calcule chaque contribution puis on additionne :

\[ \begin{aligned} P_{\text{LED}} &= 5 \times 10~\mathrm{W} = 50~\mathrm{W} \\ P_{\text{frigo}} &= 300~\mathrm{W} \\ P_{\text{TV}} &= 120~\mathrm{W} \\ P_{\text{ordinateurs}} &= 2 \times 150~\mathrm{W} = 300~\mathrm{W} \\ P_{\text{prises}} &= 4 \times 100~\mathrm{W} = 400~\mathrm{W} \\ \hline P_{\text{appartement}} &= 50 + 300 + 120 + 300 + 400 = 1{,}170~\mathrm{W} \end{aligned} \]

Donc, si tous les appareils fonctionnent en même temps, l’appartement consomme \(1\,170\,\mathrm{W}\).

2. Calcul de la charge totale pour l’immeuble

Pour un immeuble de 10 appartements identiques, c’est comme multiplier la consommation d’un seul appartement par 10. Cela revient à imaginer 10 colonnes d’appartements côte à côte, chacune consommant la même puissance.

Formule :

\[ P_{\text{immeuble}} = P_{\text{appartement}} \times N_{\text{appartements}} \]

Données :

• Puissance d’un appartement : \(1\,170\,\mathrm{W}\)
• Nombre d’appartements : \(10\)

Calcul :

\[ P_{\text{immeuble}} = 1{,}170~\mathrm{W} \times 10 \] \[ P_{\text{immeuble}} = 11{,}700~\mathrm{W} \]

Donc, l’ensemble des appartements consomme \(11\,700\,\mathrm{W}\) si tout fonctionne simultanément.

3. Détermination de la capacité du disjoncteur principal

Le facteur de sécurité permet de garder une marge pour gérer les pics de consommation et éviter que le disjoncteur ne disjoncte constamment. Un facteur de \(25\%\) signifie qu’on ajoute un quart de la puissance totale pour être sûr.

Formule :

\[ P_{\text{disjoncteur}} = P_{\text{immeuble}} \times (1 + 0{,}25) \]

Données :

• Puissance totale de l’immeuble : \(11\,700\,\mathrm{W}\)
• Facteur de sécurité : \(0{,}25\)

Calcul :

\[ P_{\text{disjoncteur}} = 11{,}700~\mathrm{W} \times 1{,}25 \] \[ P_{\text{disjoncteur}} = 14{,}625~\mathrm{W} \]

Cela nous donne \(14\,625\,\mathrm{W}\) pour le disjoncteur. Comme l’alimentation est en \(230\,\mathrm{V}\), on peut convertir en ampères :

\[ I = \frac{14{,}625~\mathrm{W}}{230~\mathrm{V}} \approx 63{,}6~\mathrm{A} \]

On choisit donc un disjoncteur calibré à \(64\,\mathrm{A}\) (valeur standard disponible).

4. Considérations pour la sécurité et la réglementation

Points clés :

• Norme NF C 15-100 : définit les règles de l’installation (circuits séparés pour éclairage, prises, appareils spéciaux) et impose une protection différentielle \(30\,\mathrm{mA}\) pour la sécurité des personnes.
• Section des câbles : doit être choisie en fonction de l’intensité (ampères) et de la longueur des fils pour éviter une chute de tension trop importante.
• Disjoncteurs adaptés : calibre \(16\)–\(20\,\mathrm{A}\) pour les circuits terminaux, environ \(64\,\mathrm{A}\) pour le disjoncteur principal.
• Facteur de diversification : en pratique, tous les équipements ne fonctionnent pas en même temps, ce qui permet de réduire certaines sections ou calibres.
• Étiquetage et accessibilité : l’armoire électrique doit être bien identifiée et facile d’accès, avec un dégagement conforme autour d’elle.
• Ventilation : prévoir une ventilation de l’armoire pour dissiper la chaleur générée par les équipements.

En respectant ces recommandations, l’installation sera sûre, conforme et durable.

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