L'installation électrique domestique
Dans une installation domestique monophasée, les appareils sont branchés en dérivation entre la phase et le neutre pour fonctionner indépendamment. Le conducteur de terre protège les carcasses métalliques concernées. Disjoncteurs ou fusibles protègent contre les surintensités ; la protection différentielle détecte des courants de fuite. Ces fonctions sont complémentaires.
À la fin de ce chapitre, vous saurez
- Identifier les rôles de la phase, du neutre et de la terre
- Reconnaître les tensions entre conducteurs sur un document
- Expliquer le montage des appareils en dérivation
- Distinguer court-circuit, surcharge et fuite de courant
- Associer chaque protection à sa fonction
- Reconnaître les situations dangereuses et les gestes de prévention
PrérequisMontages en série et en dérivation, loi des nœuds · Conducteurs, isolants, tension alternative et valeur efficace
Un bon cours, ça se partage.
Qu'appelle-t-on une installation monophasée ?
Définition
Installation monophasée : Une installation monophasée utilise notamment un conducteur de phase et un conducteur neutre pour alimenter les récepteurs. Un conducteur de protection relié à la terre complète la protection des appareils qui en ont besoin. Le secteur fournit une tension alternative sinusoïdale.
Dans les exercices de 2AC, on rencontre souvent une tension efficace de 220 V ou de 230 V et une fréquence de 50 Hz. Utilise la valeur donnée par l'énoncé : ces nombres servent à comprendre le cours et ne remplacent pas la vérification professionnelle d'une installation. Pour 50 Hz, T = 1/50 = 0,020 s, soit 20 ms.
Quels sont les rôles de la phase, du neutre et de la terre ?
| Conducteur | Rôle dans le modèle étudié | Repère à interpréter avec prudence |
|---|---|---|
| Phase | Conducteur actif présentant une tension dangereuse par rapport à la terre. | Souvent brun, noir ou rouge dans les documents. |
| Neutre | Participe au circuit d'alimentation et au retour du courant en fonctionnement normal. | Bleu dans les schémas usuels ; ce n'est pas une garantie d'absence de danger. |
| Terre ou conducteur de protection | Relie les carcasses métalliques concernées à la terre pour contribuer à la protection en cas de défaut. | Vert et jaune ; ne doit pas remplacer le neutre. |
Attention
La couleur d'un fil ne prouve jamais qu'il est sans danger ou correctement raccordé. On ne touche ni la phase, ni le neutre, ni les conducteurs d'une installation. L'élève travaille sur des documents ou des maquettes scolaires de très basse tension.
Quelles tensions trouve-t-on entre les conducteurs ?
| Entre les conducteurs | Modèle simplifié d'une installation en bon état |
|---|---|
| Phase et neutre | Environ la tension efficace du secteur indiquée par le document. |
| Phase et terre | Environ cette même tension dans le modèle étudié. |
| Neutre et terre | Proche de 0 V dans le modèle ; une situation réelle peut être différente. |
Certains documents scolaires présentent un tournevis testeur qui s'allume au contact de la phase. Il faut savoir interpréter cette indication : une indication lumineuse signale la présence d'une tension. L'absence d'allumage ne prouve pas l'absence de tension et n'autorise aucun contact. Un tournevis testeur n'est pas un appareil permettant de garantir qu'une installation est hors tension. Aucune utilisation sur une prise réelle n'est demandée à l'élève.
Lire un document de mesure
Un document donne 220 V entre deux bornes P et N, 220 V entre P et T et environ 0 V entre N et T. Identifier les bornes dans le modèle.
- P correspond à la phase, N au neutre et T à la terre.
- La phase présente une tension importante par rapport aux deux autres bornes.
- Ce raisonnement exploite des valeurs fournies : il ne s'agit pas de réaliser les mesures à la maison.
Pourquoi brancher les appareils en dérivation ?
Chaque appareil est placé sur sa propre branche entre la phase et le neutre. Les branches sont soumises à la même tension et les appareils peuvent fonctionner indépendamment. Si une lampe s'éteint ou si sa branche est ouverte, une autre branche intacte peut rester alimentée. En série, la tension serait partagée et l'ouverture d'un seul récepteur interromprait tout le circuit.
Le compteur mesure l'énergie électrique consommée. Les dispositifs de commande permettent d'allumer ou d'arrêter un récepteur. Dans un schéma de principe, l'interrupteur d'une lampe doit couper la phase pour ne pas laisser l'appareil relié à la phase lorsqu'il paraît arrêté. Ces rôles se lisent sur un document ; ils ne constituent pas des consignes de montage domestique.
Quelle différence entre surcharge et court-circuit ?
Définition
Surcharge : Une surcharge apparaît lorsque l'intensité demandée par les appareils dépasse ce que le circuit est prévu pour supporter. Des appareils nombreux ou trop puissants peuvent entraîner un échauffement dangereux des conducteurs.
Définition
Court-circuit : Un court-circuit peut apparaître lorsqu'une liaison de très faible résistance met directement en contact des conducteurs de potentiels différents, par exemple phase et neutre. Il peut provoquer une intensité très élevée, un échauffement et un incendie.
Additionner les intensités de branches
Trois branches reçoivent 2 A, 3 A et 4 A. Quelle intensité arrive avant la séparation ?
- La loi des nœuds donne I = 2 + 3 + 4 = 9 A.
- Si l'on ajoute une branche demandant 6 A, le total devient 15 A.
- Un circuit prévu pour 10 A serait alors surchargé. On ne remplace pas sa protection par une plus forte pour conserver tous les appareils.
À quoi servent les protections ?
| Protection | Fonction | Limite à connaître |
|---|---|---|
| Fusible | Interrompt le circuit en fondant lors d'une surintensité suffisante. | Ne protège pas à lui seul contre tous les contacts électriques. |
| Disjoncteur contre les surintensités | Coupe en cas de surcharge ou de court-circuit selon ses caractéristiques. | Sa fonction ne doit pas être confondue avec une détection différentielle. |
| Protection différentielle | Détecte un déséquilibre entre les courants de phase et de neutre, signe possible d'une fuite, et coupe si son seuil est atteint. | Complète d'autres protections ; ne rend pas le contact avec un fil acceptable. |
| Conducteur de terre | Offre un trajet au courant de défaut depuis une carcasse métallique et contribue à la coupure automatique avec les protections adaptées. | Ne doit pas servir de conducteur d'alimentation habituel. |
Une fuite peut apparaître si un défaut d'isolant met la phase en contact avec la carcasse d'un appareil. La terre et la protection différentielle remplissent alors des fonctions complémentaires. Certains appareils à double isolation sont conçus sans conducteur de terre : cela ne justifie jamais de retirer la terre d'un appareil qui en a besoin. On ne modifie pas les protections d'un logement pour résoudre soi-même un défaut.
Quels dangers et quelles précautions retenir ?
L'électrisation est le passage d'un courant dans le corps ; l'électrocution désigne une électrisation mortelle. Le danger dépend de l'intensité traversant le corps, de la durée et du trajet, ainsi que des conditions de contact. L'humidité augmente le risque. Le repère scolaire de 50 V en alternatif dans certaines conditions sèches ne constitue pas une frontière universelle entre sécurité et danger ; des tensions plus faibles peuvent être dangereuses dans d'autres conditions.
Méthode
Réagir à une situation dangereuse
- S'éloigner d'un fil dénudé, d'une prise endommagée ou d'un appareil en contact avec de l'eau.
- Prévenir immédiatement un adulte ; ne pas tenter une réparation ni neutraliser une protection.
- Ne pas toucher une personne encore en contact avec une source électrique.
- Faire couper l'alimentation sans exposition au danger et faire appeler les secours par un adulte.
Pour prévenir les accidents, on garde les mains sèches, on évite l'usage d'appareils près de l'eau, on ne surcharge pas les multiprises et on signale les cordons abîmés. Aucun objet ne doit être introduit dans une prise. La compréhension du schéma aide à expliquer les protections, mais elle ne donne pas une autorisation d'intervenir sur une installation.
Questions fréquentes
Pourquoi les appareils domestiques sont-ils branchés en dérivation ?
Quelle différence entre phase, neutre et terre en 2AC ?
Quelle différence entre disjoncteur et protection différentielle ?
Comment réviser l'installation électrique domestique sans danger ?
Quiz : 12 questions sur ce chapitre
12 questions tirées au hasard parmi les 12 de ce chapitre : le quiz est différent à chaque visite. Une seule réponse est correcte, et vous voyez immédiatement si la vôtre l'est.
Q1Les appareils domestiques sont généralement branchés…
Réponse incorrecte
Les branches en dérivation reçoivent la même tension et fonctionnent indépendamment.
Bonne réponse : en dérivation
Les branches en dérivation reçoivent la même tension et fonctionnent indépendamment.
Q2Le conducteur de terre sert principalement…
Réponse incorrecte
La terre contribue à la protection en cas de défaut et ne sert pas de retour normal du courant.
Bonne réponse : à la protection des carcasses concernées
La terre contribue à la protection en cas de défaut et ne sert pas de retour normal du courant.
Q3Une liaison directe de très faible résistance entre phase et neutre constitue…
Réponse incorrecte
Le court-circuit peut entraîner une très forte intensité et un échauffement dangereux.
Bonne réponse : un court-circuit
Le court-circuit peut entraîner une très forte intensité et un échauffement dangereux.
Q4Une protection différentielle détecte…
Réponse incorrecte
Un déséquilibre peut indiquer une fuite de courant vers un autre trajet.
Bonne réponse : un déséquilibre entre courants de phase et de neutre
Un déséquilibre peut indiquer une fuite de courant vers un autre trajet.
Q5Le fusible intervient contre…
Réponse incorrecte
Son élément fond selon ses caractéristiques lorsque l'intensité est trop élevée.
Bonne réponse : une surintensité suffisante
Son élément fond selon ses caractéristiques lorsque l'intensité est trop élevée.
Q6Trois branches de 2 A, 1 A et 4 A donnent un total de…
Réponse incorrecte
La loi des nœuds donne 2 + 1 + 4 = 7 A dans la partie commune.
Bonne réponse : 7 A
La loi des nœuds donne 2 + 1 + 4 = 7 A dans la partie commune.
Q7Une tension de fréquence 50 Hz a pour période…
Réponse incorrecte
T = 1/50 s = 0,020 s = 20 ms. On prend l'inverse de la fréquence avant de convertir les secondes en millisecondes.
Bonne réponse : 20 ms
T = 1/50 s = 0,020 s = 20 ms. On prend l'inverse de la fréquence avant de convertir les secondes en millisecondes.
Q8Le neutre doit être considéré…
Réponse incorrecte
Un conducteur peut présenter un danger en cas d'erreur de raccordement ou de défaut ; on ne le touche pas.
Bonne réponse : comme un conducteur à ne pas toucher
Un conducteur peut présenter un danger en cas d'erreur de raccordement ou de défaut ; on ne le touche pas.
Q9Une surcharge peut apparaître quand…
Réponse incorrecte
La somme des intensités demandées peut dépasser la capacité prévue du circuit.
Bonne réponse : trop de courant est demandé au circuit
La somme des intensités demandées peut dépasser la capacité prévue du circuit.
Q10Si le testeur ne s'allume pas sur un document, peut-on conclure qu'un fil est sans tension ?
Réponse incorrecte
L'absence d'indication ne garantit pas la mise hors tension et n'autorise aucun contact.
Bonne réponse : Non, ce n'est pas une preuve suffisante
L'absence d'indication ne garantit pas la mise hors tension et n'autorise aucun contact.
Q11Pourquoi l'eau augmente-t-elle le risque électrique ?
Réponse incorrecte
L'humidité peut faciliter le passage du courant dans le corps et aggraver le danger.
Bonne réponse : Elle favorise des contacts et trajets conducteurs
L'humidité peut faciliter le passage du courant dans le corps et aggraver le danger.
Q12Devant une prise abîmée, un élève doit…
Réponse incorrecte
La prévention consiste à éviter le contact et à faire traiter le défaut sans intervention de l'élève.
Bonne réponse : s'éloigner et prévenir un adulte
La prévention consiste à éviter le contact et à faire traiter le défaut sans intervention de l'élève.
Votre note
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Le chapitre est à revoir en entier
Ne recommencez pas le quiz tout de suite : relisez d'abord tout le cours, en refaisant sur votre cahier chaque exemple guidé au lieu de le lire. Enchaînez avec les exercices « facile », correction masquée, puis revenez ici. C'est en une seule séance de travail que la note change.
À revoir : 12 questions manquées
Les appareils domestiques sont généralement branchés…
Bonne réponseen dérivation
Les branches en dérivation reçoivent la même tension et fonctionnent indépendamment.
Le conducteur de terre sert principalement…
Bonne réponseà la protection des carcasses concernées
La terre contribue à la protection en cas de défaut et ne sert pas de retour normal du courant.
Une liaison directe de très faible résistance entre phase et neutre constitue…
Bonne réponseun court-circuit
Le court-circuit peut entraîner une très forte intensité et un échauffement dangereux.
Une protection différentielle détecte…
Bonne réponseun déséquilibre entre courants de phase et de neutre
Un déséquilibre peut indiquer une fuite de courant vers un autre trajet.
Le fusible intervient contre…
Bonne réponseune surintensité suffisante
Son élément fond selon ses caractéristiques lorsque l'intensité est trop élevée.
Trois branches de 2 A, 1 A et 4 A donnent un total de…
Bonne réponse7 A
La loi des nœuds donne 2 + 1 + 4 = 7 A dans la partie commune.
Une tension de fréquence 50 Hz a pour période…
Bonne réponse20 ms
T = 1/50 s = 0,020 s = 20 ms. On prend l'inverse de la fréquence avant de convertir les secondes en millisecondes.
Le neutre doit être considéré…
Bonne réponsecomme un conducteur à ne pas toucher
Un conducteur peut présenter un danger en cas d'erreur de raccordement ou de défaut ; on ne le touche pas.
Une surcharge peut apparaître quand…
Bonne réponsetrop de courant est demandé au circuit
La somme des intensités demandées peut dépasser la capacité prévue du circuit.
Si le testeur ne s'allume pas sur un document, peut-on conclure qu'un fil est sans tension ?
Bonne réponseNon, ce n'est pas une preuve suffisante
L'absence d'indication ne garantit pas la mise hors tension et n'autorise aucun contact.
Pourquoi l'eau augmente-t-elle le risque électrique ?
Bonne réponseElle favorise des contacts et trajets conducteurs
L'humidité peut faciliter le passage du courant dans le corps et aggraver le danger.
Devant une prise abîmée, un élève doit…
Bonne réponses'éloigner et prévenir un adulte
La prévention consiste à éviter le contact et à faire traiter le défaut sans intervention de l'élève.
Exercices corrigés
10 exercices classés du plus simple au plus difficile. Cherchez d'abord seul, puis révélez la correction rédigée étape par étape.
Exercice 1
FacileAssocier phase, neutre et terre à conducteur actif dangereux, retour du courant en fonctionnement normal et protection des carcasses métalliques concernées.
Correction
Phase : conducteur actif dangereux. Neutre : retour du courant dans le circuit normal. Terre : conducteur de protection. Ces rôles ne rendent aucun contact avec un fil acceptable.
Exercice 2
FacileLes lampes d'une maison continuent de fonctionner quand une autre lampe est éteinte. Quel montage permet ce fonctionnement ?
Correction
Le montage en dérivation : chaque lampe est sur une branche distincte et peut fonctionner indépendamment des autres branches intactes.
Exercice 3
FacileQuel dispositif fond lors d'une surintensité suffisante ? Quelle protection détecte un déséquilibre entre phase et neutre ?
Correction
Le fusible fond pour interrompre le circuit. La protection différentielle détecte le déséquilibre pouvant correspondre à une fuite de courant.
Exercice 4
MoyenUn document donne UPN = 230 V, UPT = 230 V et UNT proche de 0 V. Identifier P, N et T dans le modèle.
Correction
P est la phase, N le neutre et T la terre. Les valeurs phase-neutre et phase-terre sont proches de la tension du secteur indiquée. La faible valeur neutre-terre ne permet pas de toucher un fil.
Exercice 5
MoyenUn document indique f = 50 Hz pour une tension domestique sinusoïdale. Calculer T en secondes puis en millisecondes.
Correction
T = 1/50 = 0,020 s = 20 ms. La fréquence indique le nombre de périodes en une seconde.
Exercice 6
MoyenTrois appareils demandent respectivement 1,5 A, 2 A et 3,5 A. Déterminer le courant total dans la partie commune du circuit.
Correction
I = 1,5 + 2 + 3,5 = 7 A. Les courants des branches s'ajoutent d'après la loi des nœuds.
Exercice 7
MoyenSituation A : trop d'appareils sont alimentés sur une même multiprise. Situation B : un fil détérioré met directement phase et neutre en contact. Nommer les incidents.
Correction
A peut entraîner une surcharge. B est un court-circuit. Les deux peuvent provoquer une surintensité et un échauffement dangereux.
Exercice 8
DifficileUn défaut d'isolant relie la phase à la carcasse métallique d'un appareil conçu pour être mis à la terre. Expliquer les rôles complémentaires de la terre et de la protection différentielle.
Correction
La terre offre un trajet au courant de défaut depuis la carcasse. Le déséquilibre entre courant de phase et de neutre peut faire déclencher la protection différentielle. Ces protections ne remplacent pas la réparation professionnelle de l'appareil ni les précautions de contact.
Exercice 9
DifficileUn dessin de tournevis testeur ne montre aucun allumage. Un élève conclut qu'il peut toucher le conducteur. Pourquoi cette conclusion est-elle incorrecte ?
Correction
Une absence d'allumage peut avoir plusieurs causes et ne prouve pas l'absence de tension. Le testeur présenté sur un document n'est pas une garantie de mise hors tension. L'élève ne touche aucun conducteur et prévient un adulte.
Exercice 10
DifficileUn circuit prévu pour 10 A alimente des branches demandant au total 14 A. On propose de remplacer sa protection par une protection de 20 A. Expliquer le problème et l'action adaptée pour un élève.
Correction
Le courant demandé dépasse la capacité indiquée du circuit : c'est une surcharge. Augmenter le calibre pourrait laisser les conducteurs s'échauffer dangereusement. L'élève signale le problème à un adulte et ne modifie pas l'installation ; les usages et la protection doivent être vérifiés par une personne qualifiée.