L'installation électrique domestique

L'installation électrique domestique
L'alimentation de l'installation électrique domestique est gérée par un tableau de contrôle. Quels sont les différents éléments qui le constituent ?
Réponse : il est composé de différents fusibles et disjoncteurs.
Étudions plus en détail la conception d'une installation électrique afin de comprendre le rôle de ces éléments.
1. Les prises de courant
Toutes les prises de courant comportent aujourd'hui trois bornes : deux bornes femelles et une borne mâle. Appelée terre, la borne mâle peut être reliée à la terre de deux manières : par un piquet métallique (appelé piquet de terre) enfoui dans le sol à proximité de l’habitation ou par un câble conducteur en forme de boucle (appelé boucle à fond de fouille) enfoui dans le béton de fondation.
Les deux bornes femelles sont-elles identiques ?
Non ! Pour les distinguer l'une de l'autre, on utilise un tournevis testeur dont le manche comporte une résistance élevée (plusieurs mégaohms) et une petite lampe au néon. La lampe du tournevis s'allume dans la borne appellée phase et reste éteinte dans la borne appellée neutre.
Remarques :
Le fil de la borne neutre est aussi relié à la terre : EDF effectue ce branchement au niveau du transformateur de quartier pour des raisons de sécurité.
Si on mesure la tension efficace entre les différentes bornes de la prise, le voltmètre indique environ 230 V entre la phase et le neutre, environ 230 V entre la phase et la terre et 0 V entre le neutre et la terre. Dans une prise, seule la borne phase est donc dangereuse.
Si on visualise à l'oscilloscope la tension entre la phase et le neutre, on constate que c'est une tension alternative sinusoïdale, de fréquence 50 Hz.
2. Le branchement des appareils
Quand une prise est inoccupée ou qu'un appareil branché n'est pas en fonction, les autres appareils peuvent quand même fonctionner. Les appareils sont donc branchés en dérivation et sont tous soumis à la même tension efficace de 230 V, la tension du secteur.
En revanche, chaque appareil a besoin pour fonctionner d'une intensité différente. Lorsque plusieurs appareils sont en fonction, l'intensité du circuit principal est égale à la somme des intensités des courants qui les traversent. Elle est donc d'autant plus élevée que le nombre d'appareils en fonctionnement est grand.
3. Les dangers de l'électricité domestique
À cause de la tension élevée du secteur, tout contact accidentel avec un fil électrique peut s'avérer dangereux, voire fatal. On considère qu'un courant présente un danger pour une tension de 50 V dans des conditions normales et de 24 V lorsque l'humidité est importante.
Une électrocution peut survenir à la suite d'un contact avec la phase directement ou indirectement (par l'intermédiaire d'un appareil électrique mal isolé). Le danger est d'autant plus grand que le corps humain a une moindre résistance électrique (jeunes enfants, corps humide, etc.).
Un court-circuit dans une installation peut s'avérer également très dangereux. Il peut se produire quand le fil de phase entre en contact avec le fil neutre ou avec le fil de terre ; l'intensité dans le circuit augmente très fortement (il y a surintensité), les fils s'échauffent et un incendie peut survenir.
4. La protection des personnes et des installations
4.1. La protection des personnes
Autrefois, les gaines isolantes qui recouvraient les fils étaient en tissu mais elles se détérioraient très vite et constituaient alors une source d'accidents électriques. C'est pourquoi les fils électriques sont maintenant recouverts de matériaux isolants résistants comme les matières plastiques.
La carcasse métallique des appareils est, elle, obligatoirement reliée à la prise de terre.
Si, par suite d'un défaut d'isolement, la carcasse métallique vient en contact avec le fil de phase, un courant électrique dit de fuite est dérivé dans le sol par l'intermédiaire du fil de terre.
Le disjoncteur différentiel, qui détecte ce courant, se déclenche et coupe le circuit principal.
4.2. La protection des installations
Pour se protéger des courts-circuits, on place dans chaque circuit un coupe-circuit appelé fusible.
Le fusible contient un fil qui fond lorsque l'intensité du courant dépasse une certaine valeur maximale dépendant du circuit : le circuit d'alimentation d'une machine à laver supporte une intensité plus grande (en général, 32 A) que le circuit d'alimentation d'une lampe (en général, 16 A). Plus l'intensité du circuit est grande, plus les fils du circuit ont un diamètre important.
Il est formellement déconseillé de remplacer un fusible par un conducteur quelconque ; celui-ci ne protège en aucun cas le circuit car il ne fond sans doute pas pour la valeur maximale de l'intensité supportée par le circuit.
Si trop d'appareils sont branchés dans l'installation électrique, un disjoncteur à maximum d'intensité permet également d'ouvrir le circuit principal très rapidement.