Les bases de l’électricité
Pas besoin d’être un électricien certifié pour réussir l’installation électrique de la maison. Néanmoins, pour que vos branchements électriques soient opérationnels et fiables, il convient de connaitre les règles de bases de l’électricité. Le guide qui suit vous aidera à mieux comprendre les principes de bases et vous livrera quelques techniques pour vous permettre de réaliser vous-même une installation électrique domestique sécurisée et en bonne et due forme.
Les composants :
Différents composants sont reliés à l’intérieur d’un circuit électrique :
– un générateur (toute source d’énergie électrique, lampe ou autre) ;
– un interrupteur, lame conductrice qui permet d’ouvrir et de fermer le circuit. Il doit supporter la tension du générateur et l’intensité du courant qui parcourt le circuit ;
– des fils conducteurs (ou « conducteurs » tout court), qui permettent à l’électricité de se déplacer ;
– un récepteur (lampe, chauffage électrique…).
Le courant :
Lorsqu’on ferme l’interrupteur I, un courant électrique traverse le circuit. Il s’agit en fait d’une circulation d’électrons, dont le flux se mesure en Ampères (A).
On distingue le courant continu, qui circule toujours dans le même sens, du courant alternatif, dont la circulation alterne d’un sens à l’autre. Le courant continu alimente les piles électriques et les batteries, le courant alternatif les installations du logement.
La tension (U) s’exprime en volts (V). Dans le cas d’une pile, elle correspond à une différence de potentiel entre l’électrode positive (par exemple à 4,5V) et l’électrode négative (à 0 V). On peut faire l’analogie avec l’eau d’une rivière qui s’écoule du niveau haut vers le niveau bas : tant que subsistera une différence de niveaux d’eau et que l’eau pourra s’écouler, elle circulera.
On parle de basse tension (BT) entre 0 et 1 000 volts, et de très basse tension (ou TBTS, très basse tension de sécurité) en-dessous de 50 V. La TBTS implique l’utilisation d’un transformateur.
Il existe des appareils spécialisés pour mesurer ces différentes grandeurs : l’ampèremètre et le voltmètre. Mais le plus souvent, on utilise un multimètre, capable de relever diverses grandeurs électriques.
On désigne par résistance (R) la propriété physique d’un matériau qui lui permet de s’opposer au passage du courant. Elle se mesure en ohms (Ω). Les matériaux à forte résistance sont appelés isolants : c’est le cas du verre, du plastique, du caoutchouc… Ils protègent les personnes contre les risques d’électrisation et les matériels contre les risques de court-circuit. À l’inverse, les matériaux conducteurs servent à conduire le courant : c’est le cas du cuivre et de l’aluminium, utilisés pour l’âme des fils électriques, ou encore de l’or et de l’argent, bien meilleurs conducteurs mais réservés à certaines applications électroniques compte tenu de leur prix.
Lorsqu’un courant parcourt un circuit opposant une résistance, il s’en suit un échauffement, donc un dégagement de chaleur. Ceci met en évidence la notion de puissance électrique, qui se mesure en watts (W).
Les fils électriques :
Un fil électrique est composé d’une âme conductrice et de son enveloppe isolante (en PVC). L’âme peut être souple ou rigide. La section de l’âme est normalisée : 1,5 – 2,5 – 4 – 6 – 10 mm2…
Les fils électriques ne doivent jamais être apparents : ils sont montés sous conduits, goulottes…
On distingue 3 types de fils, repérés chacun par une couleur qui leur est propre :
– le vert et jaune désigne obligatoirement le fil de terre ;
– le bleu correspond au neutre, qui a un potentiel proche de la terre, soit 0 V ;
– la couleur de la phase est libre, à l’exclusion des trois couleurs déjà utilisées. Elle est le plus souvent rouge, noire ou marron. C’est le fil porteur du potentiel électrique.
Les fils sont distribués dans le circuit à l’intérieur d’un câble. Chaque câble contient un ou plusieurs fils maintenus entre eux par une ou plusieurs gaines de protection.
La section des câbles est fonction du circuit d’installation : plus les câbles sont épais, plus ils peuvent faire passer d’intensité. La section d’un câble doit donc être adaptée à la puissance du circuit.
Les câbles peuvent être laissés apparents ou bien montés sous goulotte, conduits, etc.
On distingue deux grands types de réseaux électriques :
– le réseau monophasé comprend un neutre, une phase, une terre ;
– le réseau triphasé, plutôt utilisé en milieu industriel pour faire tourner les machines, comprend un neutre, trois phases et une terre.
Les conduits, goulottes, plinthes et moulures :
Ces éléments servent à renforcer la protection des fils conducteurs et des câbles.
Les conduits peuvent être posés en apparents ou encastrés.
Les goulottes, plinthes et moulures sont prévues en montages apparents.
La protection contre les risques électriques :
Les risques électriques pour l’homme sont liés tant à l’installation électrique qu’aux équipements qui y sont raccordés.
L’usage quotidien d’équipements conformes aux normes en vigueur, branchés sur une installation elle-même conforme, ne comporte aucun danger.
Dans le cas contraire, le risque intervient lorsqu’une partie à nu du corps humain entre en contact direct avec un conducteur actif (phase) dont le potentiel est de 230 V ou 400 V (réseau monophasé ou triphasé). On parle de contact direct. Une telle situation se produit lorsque l’indice de protection des matériels est inférieur à IP2x, ce qui est le cas par exemple quand des caches de protection ont été retirés.
En courant alternatif, un contact direct avec un potentiel supérieur à 50 V doit être considéré comme dangereux.
Ces types de dispositifs dangereux se trouvent encore, notamment dans de vieilles maisons de campagne dont les installations électriques n’ont pas été rénovées.
On parle de contact indirect lorsque le corps entre en contact avec une masse métallique qui n’est normalement pas sous tension, mais qui le devient par exemple suite à un défaut d’isolement. Ce risque est aggravé dans certains environnements, notamment en présence d’eau.
Les normes électriques prévoient plusieurs types de protection.
– L’enveloppe de tous les appareillages électriques (équipements, câbles, fils), ainsi que celle des outils d’intervention sur l’installation électrique, doit assurer une protection contre les contacts directs. Le degré de protection est imposé par la norme, et fonction de la tension sur l’installation. Il se mesure sous forme d’un indice de protection appelé IP, toujours suivi de 2 chiffres. Plus le chiffre est élevé, plus la protection est forte. Par exemple :
- IP 44 : protection assurée contre les éclaboussures,
- IP 65 : protection contre les jets d’eau ;
– Les masses métalliques doivent selon les cas :
- être reliées à la terre (prise 2P+T : 2 pôles + terre), ainsi qu’à un dispositif de coupure automatique du courant (interrupteur ou disjoncteur différentiel) ;
- bénéficier d’une double isolation (matériel de classe II) ;
- être alimentées par de la TBTS.
Attention sécurité !
Dans les circuits anciens, les normes de couleurs pour les fils ne sont pas forcément respectées.
Carnet du pro :
La norme NF C 15-100 définit les règles de sécurité de l’installation électrique : éclairage, prises de courant, circuits spécialisés…
Cette norme est évolutive.
On appelle prise femelle la partie de la prise encastrée dans le mur, et prise mâle (ou fiche), la partie mobile qui vient s’emboîter dedans.
Le saviez vous ?
Le Volt vient du physicien italien Alessandro Volta, créateur de la première pile sous Napoléon.
L’Ampère est un hommage au physicien français André-Marie Ampère.
Photographe : Alain Thiébaut