Études de cas pratique

EGC

Étude des Normes Électriques (NF C 15-100)

Étude des Normes Électriques (NF C 15-100) en Électricité

Étude des Normes Électriques (NF C 15-100)

Comprendre l'Application de la Norme NF C 15-100

La norme NF C 15-100 régit les installations électriques à basse tension en France. Elle vise à assurer la sécurité des personnes et des biens, ainsi que le bon fonctionnement des installations. Son application est obligatoire pour les installations neuves et les rénovations complètes. Comprendre ses principales exigences est crucial pour tout électricien ou concepteur d'installations. Cet exercice se concentre sur l'application de quelques règles clés de la NF C 15-100 pour le dimensionnement des circuits d'une pièce d'habitation (une cuisine).

Données de l'étude

On planifie l'installation électrique d'une cuisine dans un logement neuf.

Caractéristiques de la Cuisine :

  • Surface de la cuisine : \(15 \, \text{m}^2\)
  • Alimentation : Monophasée \(230 \, \text{V}\)

Équipements Prévus :

  • 1 point d'éclairage au plafond.
  • Prises de courant pour usage général.
  • 1 circuit spécialisé pour une cuisinière électrique (plaque de cuisson + four) de puissance totale \(P_{\text{cuisinière}} = 7200 \, \text{W}\).
  • 1 circuit spécialisé pour un lave-vaisselle de puissance \(P_{\text{lave-vaisselle}} = 2200 \, \text{W}\).
  • 1 circuit spécialisé pour un four à micro-ondes de puissance \(P_{\text{micro-ondes}} = 1200 \, \text{W}\).

Informations de la Norme NF C 15-100 (extraits simplifiés pour l'exercice) :

  • Éclairage : Au moins 1 point d'éclairage au plafond par pièce. Protection par disjoncteur 10A ou 16A, section des conducteurs 1.5 mm².
  • Prises de courant 16A :
    • Cuisine : Au moins 6 prises, dont 4 au-dessus du plan de travail. Si surface > 4m², au moins 1 prise supplémentaire pour petit électroménager.
    • Circuit dédié prises : Disjoncteur 16A max pour 8 prises max avec section 1.5 mm², ou disjoncteur 20A max pour 12 prises max avec section 2.5 mm².
  • Circuits Spécialisés :
    • Plaque de cuisson ou cuisinière : Circuit dédié, disjoncteur 32A, section 6 mm².
    • Lave-vaisselle, Lave-linge, Four indépendant : Circuit dédié par appareil, disjoncteur 20A, section 2.5 mm².
  • Protection Différentielle : Tous les circuits doivent être protégés par un dispositif différentiel à haute sensibilité (\(30 \, \text{mA}\)) de type A (pour plaques de cuisson, lave-linge) ou AC (pour les autres circuits).
Schéma : Plan Simplifié d'une Cuisine avec Équipements
Cuisine (15m²) Plafonnier P1 P2 P3 P4 Plan de travail P5 P6 Cuisinière L-V M-O Plan d'une Cuisine avec Équipements Électriques

Schéma simplifié d'une cuisine montrant l'emplacement possible des équipements.

Questions à traiter

  1. Quel est le nombre minimum de prises de courant 16A à prévoir dans cette cuisine selon la NF C 15-100 ?
  2. Pour le circuit des prises de courant (hors circuits spécialisés), si on choisit un disjoncteur de 20A, quelle section de conducteurs en cuivre est requise et combien de prises peut-on alimenter au maximum sur ce circuit ?
  3. Pour le circuit spécialisé de la cuisinière électrique :
    • Quel est le calibre du disjoncteur requis ?
    • Quelle est la section minimale des conducteurs en cuivre ?
  4. Pour le circuit spécialisé du lave-vaisselle :
    • Quel est le calibre du disjoncteur requis ?
    • Quelle est la section minimale des conducteurs en cuivre ?
  5. Calculer le courant nominal absorbé par la cuisinière (\(I_{\text{cuisinière}}\)), en supposant un facteur de puissance de 1 (charge résistive).
  6. Calculer la chute de tension pour le câble alimentant la cuisinière, en supposant une longueur de \(L_{\text{cuisinière}} = 12 \, \text{m}\) depuis le tableau secondaire de la cuisine et en utilisant la section de câble déterminée à la question 3. Est-elle acceptable si la chute de tension maximale dans un circuit terminal est de 3% ?
  7. Quel type de Dispositif Différentiel à courant Résiduel (DDR) doit protéger le circuit de la plaque de cuisson/cuisinière et le circuit du lave-vaisselle ? Quelle est sa sensibilité ?

Correction : Étude des Normes Électriques (NF C 15-100)

Question 1 : Nombre minimum de prises de courant 16A

Principe :

La norme NF C 15-100 spécifie un nombre minimum de prises en fonction du type et de la surface de la pièce. Pour une cuisine de plus de 4m², il faut au moins 6 prises, dont 4 au-dessus du plan de travail.

Données spécifiques :
  • Type de pièce : Cuisine
  • Surface : \(15 \, \text{m}^2\) (qui est > 4m²)
Application de la norme :

La norme impose pour une cuisine :

  • Au minimum 6 prises de courant 16A.
  • Parmi ces 6 prises, au moins 4 doivent être positionnées au-dessus du plan de travail.

L'énoncé ne demande pas de différencier celles sur le plan de travail, mais le nombre total minimum.

Résultat Question 1 : Le nombre minimum de prises de courant 16A à prévoir dans cette cuisine est de 6.

Question 2 : Circuit prises de courant (disjoncteur 20A)

Principe :

La norme NF C 15-100 lie le calibre du disjoncteur, la section des conducteurs et le nombre maximal de prises pour un circuit de prises de courant.

Données spécifiques (selon la norme citée dans l'énoncé) :
  • Disjoncteur choisi : 20A
Application de la norme :

Pour un circuit de prises protégé par un disjoncteur de 20A maximum :

  • La section des conducteurs en cuivre doit être de \(2.5 \, \text{mm}^2\).
  • Le nombre maximal de prises alimentées par ce circuit est de 12.
Résultat Question 2 : Pour un disjoncteur de 20A, la section des conducteurs requise est de \(2.5 \, \text{mm}^2\) et on peut alimenter au maximum 12 prises.

Question 3 : Circuit spécialisé de la cuisinière électrique

Principe :

La norme NF C 15-100 impose des caractéristiques spécifiques pour les circuits alimentant des appareils de forte puissance comme une cuisinière.

Application de la norme (selon l'énoncé) :

Pour une plaque de cuisson ou cuisinière :

  • Circuit dédié.
  • Protection par disjoncteur de \(32 \, \text{A}\).
  • Section minimale des conducteurs en cuivre : \(6 \, \text{mm}^2\).
Résultat Question 3 :
  • Calibre du disjoncteur requis : \(32 \, \text{A}\).
  • Section minimale des conducteurs : \(6 \, \text{mm}^2\).

Quiz Intermédiaire 1 : Un circuit "spécialisé" signifie généralement qu'il :

Question 4 : Circuit spécialisé du lave-vaisselle

Principe :

La norme NF C 15-100 impose également des caractéristiques spécifiques pour les circuits alimentant des appareils comme le lave-vaisselle.

Application de la norme (selon l'énoncé) :

Pour un lave-vaisselle :

  • Circuit dédié.
  • Protection par disjoncteur de \(20 \, \text{A}\).
  • Section minimale des conducteurs en cuivre : \(2.5 \, \text{mm}^2\).
Résultat Question 4 :
  • Calibre du disjoncteur requis : \(20 \, \text{A}\).
  • Section minimale des conducteurs : \(2.5 \, \text{mm}^2\).

Question 5 : Courant nominal absorbé par la cuisinière (\(I_{\text{cuisinière}}\))

Principe :

Le courant absorbé par une charge monophasée est donné par \(I = P / U\), car \(\cos\phi = 1\) pour une charge résistive (ce qui est une approximation pour une cuisinière, mais souvent acceptée pour ce type de calcul simplifié si non spécifié autrement).

Formule(s) utilisée(s) :
\[I_{\text{cuisinière}} = \frac{P_{\text{cuisinière}}}{U}\]
Données spécifiques :
  • \(P_{\text{cuisinière}} = 7200 \, \text{W}\)
  • \(U = 230 \, \text{V}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} I_{\text{cuisinière}} &= \frac{7200 \, \text{W}}{230 \, \text{V}} \\ &\approx 31.304 \, \text{A} \end{aligned} \]

Le disjoncteur de 32A est bien adapté pour ce courant (\(31.30 \, \text{A} \le 32 \, \text{A}\)).

Résultat Question 5 : Le courant nominal absorbé par la cuisinière est \(I_{\text{cuisinière}} \approx 31.30 \, \text{A}\).

Question 6 : Chute de tension pour le câble de la cuisinière

Principe :

La chute de tension dans un câble monophasé est donnée par \(\Delta U = 2 \cdot \rho \frac{L}{S} \cdot I \cdot \cos\phi\). Pour une charge résistive, \(\cos\phi = 1\).

Formule(s) utilisée(s) :
\[\Delta U = \frac{2 \cdot \rho \cdot L_{\text{cuisinière}} \cdot I_{\text{cuisinière}}}{S_{\text{cuisinière}}}\]
Données spécifiques :
  • \(\rho_{\text{Cu}} = 0.0175 \, \Omega \cdot \text{mm}^2/\text{m}\)
  • \(L_{\text{cuisinière}} = 12 \, \text{m}\)
  • \(I_{\text{cuisinière}} \approx 31.30 \, \text{A}\)
  • \(S_{\text{cuisinière}} = 6 \, \text{mm}^2\) (déterminé à la Q3)
  • \(U = 230 \, \text{V}\)
  • \(\Delta U_{\text{adm}\% \text{ circuit terminal}} = 3\%\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \Delta U &= \frac{2 \times 0.0175 \, \Omega \cdot \text{mm}^2/\text{m} \times 12 \, \text{m} \times 31.30 \, \text{A}}{6 \, \text{mm}^2} \\ &= \frac{0.035 \times 12 \times 31.30}{6} \, \text{V} \\ &= \frac{13.146}{6} \, \text{V} \\ &\approx 2.191 \, \text{V} \end{aligned} \]

Chute de tension en pourcentage :

\[ \begin{aligned} \Delta U\% &= \frac{2.191 \, \text{V}}{230 \, \text{V}} \times 100\% \\ &\approx 0.009526 \times 100\% \\ &\approx 0.95\% \end{aligned} \]

Comparaison : \(0.95\% \le 3\%\). La chute de tension est acceptable.

Résultat Question 6 : La chute de tension pour le câble de la cuisinière est d'environ \(2.19 \, \text{V}\), soit \(0.95\%\). C'est acceptable (inférieur à 3%).

Question 7 : Type de Dispositif Différentiel Résiduel (DDR)

Principe :

La norme NF C 15-100 impose des types spécifiques de DDR pour certains circuits afin d'assurer une protection adéquate contre les contacts indirects et les risques d'incendie d'origine électrique.

Application de la norme (selon l'énoncé) :
  • Circuit plaque de cuisson/cuisinière : Doit être protégé par un DDR de type A, sensibilité \(30 \, \text{mA}\) maximum.
  • Circuit lave-vaisselle : Doit être protégé par un DDR de type A, sensibilité \(30 \, \text{mA}\) maximum.

Le type A est requis pour les circuits alimentant des appareils susceptibles de produire des courants de défaut à composante continue (comme les plaques à induction, les lave-linge, les lave-vaisselle modernes).

Résultat Question 7 :
  • Circuit cuisinière : DDR type A, \(30 \, \text{mA}\).
  • Circuit lave-vaisselle : DDR type A, \(30 \, \text{mA}\).

Quiz Intermédiaire 2 : La Gaine Technique Logement (GTL) est un espace technique qui doit regrouper :

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

1. La norme NF C 15-100 s'applique principalement aux :

2. Un disjoncteur différentiel de type A est particulièrement recommandé pour protéger les circuits :

3. La section d'un conducteur est choisie en fonction :

Glossaire

NF C 15-100
Norme française qui régit les installations électriques à basse tension. Elle fixe les règles de conception, de réalisation et de vérification des installations électriques pour assurer la sécurité des personnes et la conservation des biens.
Disjoncteur
Appareil de protection électromécanique dont la fonction est d'interrompre le courant électrique en cas de surintensité (surcharge ou court-circuit).
Calibre d'un Disjoncteur (\(I_n\))
Courant nominal que le disjoncteur peut supporter indéfiniment sans déclencher. Il est choisi en fonction du courant d'emploi du circuit et de l'ampacité des conducteurs.
Section d'un Conducteur (\(S\))
Aire de la section transversale de l'âme conductrice d'un fil ou d'un câble, exprimée en millimètres carrés (\(\text{mm}^2\)).
Chute de Tension (\(\Delta U\))
Diminution de la tension électrique le long d'un conducteur, due à sa résistance et au courant qui le traverse.
Circuit Spécialisé
Circuit électrique dédié à l'alimentation d'un seul appareil ou type d'appareil de forte puissance (ex: plaque de cuisson, lave-linge, chauffe-eau).
Dispositif Différentiel à courant Résiduel (DDR)
Appareil qui mesure la différence entre le courant entrant et le courant sortant d'un circuit. En cas de différence (fuite de courant à la terre), il coupe l'alimentation pour protéger les personnes contre les risques d'électrocution. Sa sensibilité est exprimée en milliampères (ex: 30 mA).
Type A (DDR)
Type de DDR capable de détecter les courants de défaut alternatifs sinusoïdaux et les courants de défaut continus pulsés. Requis pour certains circuits comme les plaques de cuisson et les lave-linge.
Type AC (DDR)
Type de DDR qui ne détecte que les courants de défaut alternatifs sinusoïdaux. Utilisé pour les circuits d'éclairage et de prises de courant standard.
Gaine Technique Logement (GTL)
Espace technique réservé dans un logement, généralement près de l'entrée, regroupant les arrivées et départs des réseaux de puissance (tableau électrique) et de communication.
Ampacité
Courant maximal admissible en permanence dans un conducteur dans des conditions spécifiées, sans que sa température ne dépasse la limite de sécurité de son isolant.
Étude des Normes Électriques (NF C 15-100) - Exercice d'Application

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