Activité 3 – Raccorder une raboteuse triphasée à l'atelier SITUATION PRO

Chapitre 2 – Puissance consommée | 1ère Bac Pro ERA-MA (Grpt 3) | Physique – Électricité | ⏱ 35 min

Dernière mise à jour : 7 mai 2026, format manuel scolaire

Objectifs :

Distinguer un réseau monophasé (230 V, 2 fils) et triphasé (400 V, 4 fils)
Calculer la puissance d'un moteur triphasé : P = √3 × U × I × cos φ
Calculer le courant par phase d'une machine triphasée
Choisir la section de câble adaptée à un raccordement triphasé

💡 Notions centrales : leçon. Triphasé : 3 phases + neutre. Tension entre phases U = 400 V. Puissance : P = √3 × U × I × cos φ ≈ 1,73 × U × I × cos φ.

Situation – nouvelle raboteuse-dégauchisseuse pour Bois & Compagnie

Sami, électricien partenaire de l'atelier « Bois & Compagnie » à Nantes, doit raccorder une nouvelle raboteuse-dégauchisseuse Felder AD 951 (puissance 5,5 kW). C'est un moteur triphasé 400 V. Sami doit choisir la section du câble d'alimentation et vérifier le calibre du disjoncteur.

Document 1 — Caractéristiques de la raboteuse

Puissance moteur : P = 5,5 kW à pleine charge
Tension d'alimentation : U = 400 V entre phases (réseau triphasé)
Cos φ moteur asynchrone : 0,85
Distance tableau ↔ raboteuse : 18 m

Document 2 — Tableau de section minimale câble cuivre triphasé (NF C 15-100)

Courant nominal I	Section minimale	Calibre disjoncteur
≤ 10 A	1,5 mm²	10 A
≤ 16 A	2,5 mm²	16 A
≤ 25 A	4 mm²	25 A
≤ 32 A	6 mm²	32 A

Problématique : Quelle section de câble triphasé Sami doit-il poser pour raccorder la raboteuse, et quel calibre de disjoncteur installer ?

Question 1 APP

Citer la relation qui donne la puissance d'un moteur triphasé. Identifier les grandeurs et leurs unités.

Relation triphasée : P = √3 × U × I × cos φ.

P : puissance active en W
U : tension entre phases en V (400 V en triphasé domestique/industriel léger)
I : courant en ligne (par phase) en A
cos φ : facteur de puissance, sans unité

√3 ≈ 1,732. Cette racine vient de la géométrie des 3 tensions déphasées de 120°.

Question 2 REA

Calculer le courant nominal par phase de la raboteuse, à l'aide de la formule \(I = P / (\sqrt{3} \times U \times \cos\varphi)\).

I = 5 500 / (1,732 × 400 × 0,85) = 5 500 / 588,9 ≈ 9,3 A par phase.

Note : un moteur identique en monophasé 230 V exigerait I = 5 500 / (230 × 0,85) ≈ 28 A — 3 fois plus de courant.

Question 3 REA

D'après le Doc 2, quelle section de câble cuivre Sami doit-il choisir pour ce raccordement triphasé ? Quel calibre de disjoncteur ?

9,3 A < 10 A → choix possible : section 1,5 mm² + disjoncteur 10 A.

Mais en pratique, on ajoute une marge pour les pointes de démarrage du moteur (× 1,5 typiquement) :

I × 1,5 = 14 A → choix recommandé : section 2,5 mm² + disjoncteur 16 A courbe D (adaptée aux moteurs).

Attention : un câble triphasé contient 4 fils (3 phases + neutre) + 1 fil de terre. Donc 5 conducteurs.

Question 4 ANA

Au démarrage, le moteur asynchrone consomme 5 fois son courant nominal pendant 0,5 seconde (« pointe de démarrage »). Calculer ce courant. Pourquoi le disjoncteur ne déclenche-t-il pas malgré tout ?

I_démarrage = 5 × 9,3 ≈ 46,5 A par phase.

C'est très au-dessus du calibre 16 A. Mais le disjoncteur ne déclenche pas car :

Il a une courbe D (déclenchement entre 10 et 14 × calibre) → ne déclenche qu'au-delà de 14 × 16 = 224 A.
Le déclenchement thermique a une inertie : il faut quelques secondes à plusieurs A au-dessus du calibre pour déclencher.
Le pic de 0,5 s n'est donc pas vu comme une surcharge persistante.

D'où la règle : disjoncteur courbe D pour les moteurs, courbe C ou D pour usage général, courbe B pour très haute sensibilité (informatique).

Question 5 REA

Calculer la résistance d'une phase du câble cuivre 2,5 mm² sur 18 m (ρ_Cu = 1,7 × 10⁻⁸ Ω·m).

En déduire la chute de tension à pleine charge (R × I) et vérifier qu'elle est conforme à la norme NF C 15-100 (3 % de 400 V max).

R = ρL/S = (1,7 × 10⁻⁸) × 18 / (2,5 × 10⁻⁶) = 3,06 × 10⁻⁸ / 2,5 × 10⁻⁶ × 18

R = (1,7 × 18) / (2,5) × 10⁻² = 12,24 × 10⁻² ≈ 0,12 Ω par phase.

ΔU = R × I = 0,12 × 9,3 ≈ 1,1 V par phase.

Pourcentage : 1,1 / 230 (tension simple V) ≈ 0,5 %. Conforme (norme < 3 %).

(En triphasé, on raisonne en tension simple V = U / √3 ≈ 230 V pour la chute de tension.)

Question 6 ANA

Pourquoi le réseau industriel utilise-t-il du triphasé plutôt que du monophasé pour les grosses puissances ? Citer 3 avantages.

Courant divisé par √3 à puissance égale → câbles plus fins, moins de pertes Joule.
Moteur triphasé asynchrone : démarre seul (champ tournant naturel), plus simple, plus fiable que le monophasé qui nécessite condensateur de démarrage.
Couple plus régulier : 3 sinusoïdes décalées → couple instantané quasi constant, peu de vibrations. Le moteur tourne plus rond, dure plus longtemps.
Standard industriel mondial : machines pro disponibles en triphasé.

Question 7 VAL

Si l'atelier de Sami n'avait que du monophasé 230 V, quelle puissance maximale pourrait-il alimenter avec un câble 2,5 mm² (calibre 16 A, cos φ = 0,85) ? La raboteuse 5,5 kW serait-elle compatible ?

P_{max mono} = U × I × cos φ = 230 × 16 × 0,85 ≈ 3 130 W ≈ 3,1 kW.

5,5 kW > 3,1 kW → incompatible en monophasé sur ce câble. Solutions :

(1) Faire venir le triphasé chez le client (souvent disponible chez ENEDIS, simple changement de contrat).
(2) Choisir une raboteuse monophasée moins puissante (≤ 3 kW), mais qualité de coupe inférieure pour gros bois.
(3) Câble plus gros + disjoncteur 32 A → autorise 230 × 32 × 0,85 ≈ 6,3 kW. Mais courant élevé = plus de pertes Joule.

Pour un atelier ERA-MA, le triphasé est la norme dès qu'on a une raboteuse, scie à ruban, défonceuse de qualité pro.

Question 8 COM

Rédiger en 5 lignes la fiche de pose que Sami remet au gérant de Bois & Compagnie.

Sami Électricité — Pose raboteuse Felder AD 951 chez Bois & Compagnie · 7 mai 2026
• Raboteuse : moteur triphasé 5,5 kW, 400 V, cos φ 0,85. Courant nominal par phase : 9,3 A.
• Câble posé : 5G2,5 mm² cuivre (3 phases + neutre + terre), longueur 18 m. Chute de tension < 1 % (norme respectée).
• Protection : disjoncteur 16 A courbe D + différentiel 30 mA en tête. Adapté aux pointes de démarrage moteur (≈ 47 A pendant 0,5 s).
• Test mise en service : rotation moteur OK, courant pleine charge mesuré 9,1 A par phase ✓, échauffement câble normal après 30 min.
• Recommandation : contrôle annuel du serrage des bornes (vibrations machines), nettoyage filtre disjoncteur.

Pour aller plus loin (bonus)

L'atelier comporte aussi une scie à ruban triphasée 4 kW (cos φ 0,80). Calculer son courant par phase. Les 2 machines tournent simultanément : courant total triphasé ?

I_scie = 4 000 / (1,732 × 400 × 0,80) = 4 000 / 554,2 ≈ 7,2 A.

Total triphasé : 9,3 + 7,2 = 16,5 A par phase si simultanéité = 1.

Disjoncteur principal triphasé d'atelier : 25 A minimum (avec marge pour autres équipements). Section 4 mm².

À retenir

Triphasé : 3 phases + neutre. Tension entre phases U = 400 V, tension simple V = 230 V (= U/√3).
Puissance triphasée : P = √3 × U × I × cos φ.
Courant par phase : I = P / (√3 × U × cos φ). À puissance égale, divisé par √3 ≈ 1,73 par rapport au monophasé.
Choix de section : NF C 15-100 ; tenir compte du courant nominal × 1,3-1,5 pour démarrage moteur.
Disjoncteur courbe D recommandé pour moteurs (tolère pointes de démarrage 5-10 × I nominal).
Avantage triphasé : moteurs plus fiables, couple régulier, courants moins forts par phase.

📚 Cette activité s'appuie sur §2 (Puissance) de la leçon Ch02.