Chapitre 1 – Énergie et puissance électrique | 1ère Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Physique – Électricité | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 26 mai 2026
💡 Notions centrales : leçon §2 (puissance P = U × I) et §6.1 (dimensionner une protection électrique). Norme professionnelle : NF C 15-100.
Adrien, monteur en installations thermiques chez « ÉlectroChauff 33 » à Mérignac (Gironde), vient d'installer une chaudière hybride chez M. Lavergne. La chaudière combine une partie gaz à condensation (auxiliaires électriques : brûleur, circulateur, carte) et une résistance électrique d'appoint activée par grand froid. Avant la mise en service, Adrien doit dimensionner la ligne électrique d'alimentation : section de câble et calibre du disjoncteur.
| Section (mm²) | Intensité maxi admissible (A) | Usage typique |
|---|---|---|
| 1,5 | 16 | éclairage, prise unique 16 A |
| 2,5 | 20 | prises de courant, petit chauffage |
| 4 | 25 | plaque de cuisson, chauffe-eau, chaudière |
| 6 | 32 | four, gros chauffage, chaudière hybride |
| 10 | 40 | VE, gros équipement industriel |
| 16 | 50 | cabine pro |
Règle pro : on choisit la section immédiatement supérieure à l'intensité circulant dans le câble. Pour les longues distances (> 30 m), surdimensionner d'un cran.
Disjoncteurs disponibles : 2 A — 6 A — 10 A — 16 A — 20 A — 25 A — 32 A — 40 A — 50 A — 63 A.
Règle : choisir le calibre immédiatement supérieur à l'intensité nominale calculée (avec marge de 20-30 % pour pic de démarrage).
D'après la plaque signalétique (Doc 1), lister tous les équipements électriques de la chaudière. Calculer la puissance électrique totale \(P_\text{tot}\) absorbée quand tout fonctionne (auxiliaires + résistance d'appoint).
Cinq équipements électriques : circulateur, ventilateur brûleur, carte, vanne motorisée, résistance d'appoint.
(La puissance thermique gaz, 24 kW, ne consomme pas d'électricité — elle est fournie par la combustion du gaz.)
\(P_\text{tot} = P_1 + P_2 + P_3 + P_4 + P_5 = 75 + 90 + 35 + 30 + 6\,000\)
\(P_\text{tot} = \mathbf{6\,230\ \text{W} \approx 6{,}23\ \text{kW}}\)
Calculer l'intensité du courant \(I\) absorbée par la chaudière en pleine puissance électrique (résistance enclenchée).
\(I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{6\,230}{230} \approx \mathbf{27{,}1\ \text{A}}\)
Cette intensité circule dans le câble d'alimentation quand la résistance d'appoint est active (par grand froid).
Calculer l'intensité hors résistance d'appoint (chaudière gaz seule, auxiliaires actifs). C'est la situation habituelle, hors période de grand froid.
Puissance auxiliaires seuls : 75 + 90 + 35 + 30 = 230 W.
\(I = \dfrac{230}{230} = \mathbf{1{,}0\ \text{A}}\)
En fonctionnement normal (sans appoint électrique), la chaudière ne consomme qu'1 A. Mais on doit dimensionner sur le pic (27,1 A), pas sur la moyenne — sinon le câble fond et le disjoncteur saute aux grands froids.
D'après le Doc 3, quel calibre de disjoncteur normalisé Adrien doit-il choisir pour cette installation ? Justifier.
Intensité nominale en pleine charge : 27,1 A.
Disjoncteurs disponibles : … 25 A — 32 A — 40 A …
Un disjoncteur 25 A serait insuffisant : il déclencherait à 27,1 A → coupure dès que l'appoint s'active.
Choix : disjoncteur 32 A, calibre immédiatement supérieur, avec marge de \((32-27{,}1)/27{,}1 \approx 18\,\%\). Marge acceptable.
Note : on précise un disjoncteur de type C (chaudière = charge inductive par moteurs).
D'après le Doc 2, quelle section de câble Adrien doit-il choisir pour relier la chaudière au tableau électrique (distance 12 m, donc pas de surdimensionnement de longueur) ?
Intensité 27,1 A. Sections du tableau :
Choix : câble en cuivre 3G6 mm² (3 conducteurs : phase, neutre, terre). Cohérent avec le disjoncteur 32 A : la section maxi 32 A du câble 6 mm² correspond au calibre 32 A du disjoncteur.
Décrire ce qui se passerait dans deux cas de mauvais dimensionnement :
Cas 1 — Câble sous-dimensionné, disjoncteur calibré juste :
Quand la résistance d'appoint s'active, I = 27 A passe dans un câble prévu pour 20 A. Le câble s'échauffe par effet Joule (\(P_\text{perdue} = R \times I^2\)), son isolant fond, risque d'incendie. Le disjoncteur 32 A ne déclenche pas (27 < 32). Situation dangereuse, non conforme NF C 15-100.
Cas 2 — Disjoncteur sous-dimensionné, câble OK :
Dès que l'intensité dépasse 10 A, le disjoncteur déclenche → la chaudière s'arrête. La sécurité fonctionne (pas d'incendie), mais le confort est nul : la chaudière ne pourra jamais activer son appoint électrique. M. Lavergne aura froid.
Règle d'or : calibre disjoncteur ≤ courant admissible du câble. Sinon, danger ou panne.
M. Lavergne demande à Adrien d'ajouter aussi un ballon ECS électrique de 2 200 W sur la même ligne. Refaire le calcul de l'intensité totale et conclure : la ligne existante (disjoncteur 32 A, câble 6 mm²) tient-elle encore ?
Nouvelle puissance maxi simultanée : 6 230 + 2 200 = 8 430 W.
\(I = 8\,430 / 230 \approx \mathbf{36{,}7\ \text{A}}\)
36,7 > 32 → la ligne actuelle ne suffit plus. Il faut soit :
Adrien choisit la ligne dédiée : c'est la pratique standard pour les équipements de forte puissance.
Rédiger en 6 lignes la fiche d'installation qu'Adrien laisse à M. Lavergne (à conserver pour consuel/contrôle Promotelec) :
ÉlectroChauff 33 — Fiche d'installation pour M. Lavergne (Mérignac)
• Équipement : Chaudière hybride Atlantic HybridoPlus HP-24 (gaz condensation + appoint électrique 6 kW).
• Puissance électrique maxi : 6 230 W sous 230 V → intensité 27,1 A au pic (résistance enclenchée).
• Protection retenue : disjoncteur 32 A type C (calibre normalisé immédiatement supérieur à 27,1 A, marge 18 %).
• Câble retenu : 3G6 mm² cuivre (longueur 12 m, intensité max admissible 32 A).
• Conformité NF C 15-100 / DTU 65.4 vérifiée. Installation à présenter au Consuel avant remise en service.
• Recommandation : si ajout futur d'un ballon ECS 2,2 kW, prévoir une ligne dédiée (16 A / 2,5 mm²) — la ligne actuelle ne supporterait pas la somme (36,7 A).
Au démarrage du circulateur (moteur électrique), un pic d'intensité peut atteindre 5 à 7 fois l'intensité nominale pendant quelques dizaines de millisecondes. Calculer ce pic pour le circulateur (75 W, 230 V) et expliquer pourquoi on choisit un disjoncteur de courbe C plutôt que courbe B.
Intensité nominale circulateur : \(I_n = 75 / 230 \approx 0{,}33\) A.
Pic au démarrage (×7) : \(I_\text{pic} \approx 0{,}33 \times 7 \approx \mathbf{2{,}3\ \text{A}}\).
Sur la ligne complète, le pic s'ajoute à l'intensité des autres équipements en marche. Mais ce pic est très bref (~30 ms).
Disjoncteurs :
📚 Cette activité s'appuie sur §2 (Puissance), §6.1 (Dimensionner une protection électrique) de la leçon Ch01 + norme NF C 15-100.