Ch01 – Énergie et puissance électrique | 1ère ERA-MA | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 14 août 2026, 02:55
Quand l'aspirateur à copeaux démarre dans l'atelier, pourquoi entend-on parfois « clack » au tableau électrique et tout s'éteint ?
Un moteur électrique appelle un courant 4 à 7 fois plus fort à l'instant du démarrage qu'en régime établi. Ce pic dure 1-2 secondes. Si le disjoncteur n'est pas adapté (sous-dimensionné, mauvaise courbe de déclenchement), il « saute ». Solution : disjoncteur de courbe D au lieu de C, ou démarrage progressif.
Romain, ouvrier qualifié chez « Cuisines RIMA » à Saint-Brieuc, doit remplacer l'aspirateur à copeaux de l'atelier (panne). Le nouveau modèle Felder AF-22 fait 3 kW. Il veut vérifier que le circuit existant tient le coup.
Calculer le courant nominal I_n de l'aspirateur en régime.
Le moteur n'est pas un récepteur résistif : I_n = P / (U × cos φ) = 3 000 / (230 × 0,85) ≈ 15,3 A — c'est bien le « régime ~ 15 A » de la courbe.
Sous la limite des 16 A du disjoncteur → en régime ça passe, mais presque sans marge.
Calculer le pic de démarrage I_dém (× 5 × I_n).
I_dém = 5 × 15,3 ≈ 77 A pendant 1 s environ — le « pic ~ 75 A » de la courbe.
Bien au-dessus des 16 A du disjoncteur.
Un disjoncteur 16 A courbe C déclenche son seuil magnétique entre 5 et 10 fois son calibre, soit entre 80 et 160 A. Le démarrage à 77 A pose-t-il problème ?
77 A est juste sous le bas de la bande de déclenchement (80 A) → en théorie ça passe, mais sans aucune marge : un disjoncteur courbe C peut déclencher dès 5 × son calibre.
Et si 2 machines démarrent simultanément, ou si la tension baisse, le pic dépasse. Sécurité de marge : passer en courbe D, dont le seuil magnétique se situe entre 10 et 14 × le calibre (160 à 224 A) : le non-déclenchement est garanti jusqu'à 160 A. C'est la recommandation pour atelier de menuiserie.
Sur 8 h de travail/jour à 70 % d'utilisation, calculer l'énergie consommée par l'aspirateur.
Temps d'usage : 8 × 0,70 = 5,6 h/jour.
E = P × t = 3,0 × 5,6 = 16,8 kWh/jour.
À 0,18 €/kWh : 3,02 €/j → 660 €/an sur 220 jours d'activité.
Romain remplace l'aspirateur par un modèle « eco-mode » à variation : 1,5 kW en moyenne au lieu de 3 kW pleins. Économie ?
Nouvelle conso : 1,5 × 5,6 = 8,4 kWh/jour.
Économie : 8,4 kWh/j × 220 j × 0,18 €/kWh = 333 €/an.
Modèle eco-mode plus cher (~ +600 €). ROI < 2 ans. Intéressant.
Câble 2,5 mm² admet 21 A en régime permanent (norme NF C 15-100). Suffisant pour I_n = 15,3 A ?
15,3 A < 21 A → OK avec marge.
Si Romain passait à un compresseur de 4 kW (I_n = 4 000 / (230 × 0,85) ≈ 20,5 A), on serait à la limite des 21 A admissibles : on passerait en 4 mm² (27 A) pour garder une marge — et le disjoncteur 16 A devrait lui aussi être remplacé (20 A).
Le tableau de l'atelier a 6 disjoncteurs : 2× aspiration (16 A), 1× scie (20 A), 1× toupie (16 A), 1× éclairage (10 A), 1× prises (16 A). Calculer l'intensité max théorique simultanée. Tient-elle dans l'abonnement EDF 36 kVA triphasé ?
Σ I = 16+16+20+16+10+16 = 94 A en monophasé équivalent.
P_max théorique = 94 × 230 ≈ 21,6 kW.
Abonnement 36 kVA triphasé = max 36 kW → tient largement. Mais en pratique, jamais tous en simultané. Coefficient de simultanéité ≈ 0,6 en atelier → P_réel ≈ 13 kW. Très confortable.
Recommandation de Romain au patron (4 lignes).
Aspirateur Felder AF-22 — Romain (Cuisines RIMA)
• I_n = 13 A, démarrage 65 A. Disjoncteur 16 A C suffisant mais passer en courbe D recommandé.
• Câble 2,5 mm² OK (21 A admissible).
• Conso 16,8 kWh/jour → 660 €/an. Modèle eco-mode = 333 €/an d'économie, ROI < 2 ans.
• Vérifier l'aspiration centralisée si 2+ machines en même temps (réducteur de pression auto).
À l'arrêt, le rotor n'a aucune vitesse → le glissement est maximum (=1), l'induction magnétique au rotor est forte → courants induits énormes. À mesure que la vitesse monte, le glissement chute, les courants se stabilisent.
Solutions modernes : variateur de vitesse qui réduit la fréquence du démarrage progressivement (de 5 Hz à 50 Hz en 2 s). Le pic passe de 5×I_n à 1,5×I_n. Économie + protection moteur.
📚 §2 (Puissance) et §3 (Énergie électrique) de la leçon Ch01.