Chapitre 2 – Transport de l'énergie électrique | 1ère Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Physique – Électricité | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 27 mai 2026
💡 Notions centrales : leçon §1 (BT 230/400 V) et §2 (effet Joule). Triphasé équilibré : \(P = \sqrt{3} \times U \times I\), \(I = P / (\sqrt{3} \times U)\). Lien EDD : mobilité électrique.
Yacine, installateur IRVE (Infrastructure de Recharge pour Véhicules Électriques) certifié Qualifelec chez « MobiliCharge 95 » à Cergy, vient installer une borne de recharge AC triphasée 22 kW dans le garage de M. Khalifa. Le tableau électrique principal est à 30 mètres du garage. Yacine doit dimensionner toute la ligne d'alimentation (câble + protection) et estimer les pertes Joule sur ce trajet.
Calculer l'intensité absorbée par la borne en pleine charge, en utilisant la formule triphasée \(I = \dfrac{P}{\sqrt{3} \times U}\).
\(I = \dfrac{P}{\sqrt{3} \times U} = \dfrac{22\,000}{1{,}732 \times 400} = \dfrac{22\,000}{692{,}8}\)
\(I \approx \mathbf{31{,}8\ \text{A}}\) par phase.
Cohérent avec la fiche technique qui annonce 32 A.
D'après le Doc 2, quel câble cuivre Yacine doit-il choisir ? Quel calibre de disjoncteur ?
Intensité 32 A à transporter :
Choix : câble 10 mm² (4G10 mm² ou 5G10 si neutre indispensable + terre).
Disjoncteur : 32 A serait juste, 40 A laisse une marge → disjoncteur 40 A type C + différentiel 30 mA type B (obligatoire pour borne VE, détecte aussi les défauts DC).
Note pro : la norme UTE C 15-722 recommande effectivement de surdimensionner le câble pour les longues distances de borne IRVE.
Calculer la résistance d'un conducteur de 10 mm² sur 30 m.
\(R_1 = \dfrac{\rho \times L}{S} = \dfrac{1{,}7 \times 10^{-8} \times 30}{10 \times 10^{-6}}\)
\(R_1 = \dfrac{5{,}1 \times 10^{-7}}{10^{-5}} = 5{,}1 \times 10^{-2} = \mathbf{0{,}051\ \Omega}\) par conducteur.
Calculer les pertes Joule totales sur la ligne triphasée en pleine charge (formule \(P_J = 3 \times R_1 \times I^2\)).
\(P_J = 3 \times R_1 \times I^2 = 3 \times 0{,}051 \times 32^2\)
\(P_J = 3 \times 0{,}051 \times 1\,024 = 0{,}153 \times 1\,024 \approx \mathbf{157\ \text{W}}\)
Soit \(\dfrac{157}{22\,000} \approx 0{,}71\,\%\) de pertes sur la ligne d'alimentation. Acceptable (la NF C 15-100 tolère jusqu'à 5 % de chute de tension).
Vérifier la chute de tension dans le câble : \(\Delta U = R_1 \times I\) (sur une phase). Calculer le pourcentage par rapport à la tension simple 230 V.
\(\Delta U = R_1 \times I = 0{,}051 \times 32 \approx \mathbf{1{,}63\ \text{V}}\)
Pourcentage : \(\dfrac{1{,}63}{230} \approx \mathbf{0{,}71\,\%}\) → bien inférieur au seuil 5 % de la norme. ✓
La borne reçoit donc environ 398,4 V au lieu de 400 V (en composée). Variation négligeable.
Le VE de M. Khalifa a une batterie de 60 kWh, vide à 10 % et qu'il veut recharger à 90 %. Calculer l'énergie à fournir, puis le temps de charge.
Énergie à fournir : 80 % de 60 kWh = \(0{,}80 \times 60 = \mathbf{48\ \text{kWh}}\).
Temps de charge : \(t = \dfrac{E}{P} = \dfrac{48}{22} \approx \mathbf{2\,\text{h}\,11\,\text{min}}\) (2,18 h).
En pratique, la puissance baisse en fin de charge (au-dessus de 80 % du SOC) → compter 2 h 30 en réel.
Calculer le coût d'une charge complète en Heures Creuses (0,2068 €/kWh). En déduire le coût par km parcouru (conso 17 kWh/100 km).
Coût charge 48 kWh : \(48 \times 0{,}2068 \approx \mathbf{9{,}93\ €}\) ≈ 10 € pour faire le « plein » de 80 % de batterie.
Distance parcourue avec 48 kWh : \(\dfrac{48}{17} \times 100 \approx 282\) km.
Coût au km : \(9{,}93 / 282 \approx \mathbf{3{,}5\ \text{c€/km}}\).
Comparaison : 7 c€/km en moyenne pour une essence (6 L/100 km à 1,80 €/L = 10,80 €/100 km = 11 c€/km en réalité). Le VE divise le coût km par 3.
Rédiger en 6 lignes le devis-conseil de Yacine à M. Khalifa :
MobiliCharge 95 — Devis IRVE pour M. Khalifa (Cergy)
• Borne : Schneider EVlink Wallbox 22 kW, triphasé 400 V, intensité 32 A par phase.
• Câble : 5G10 mm² cuivre sur 30 m (intensité admissible 40 A, marge 25 %). Chute de tension < 1 %.
• Protection : disjoncteur 40 A type C + différentiel 30 mA type B (obligatoire VE).
• Pertes Joule sur la ligne : 157 W (0,7 % de la puissance) — négligeable.
• Performance : recharge 10 → 90 % en ≈ 2 h 30. Coût en HC : ~ 10 € pour 280 km (3,5 c€/km, soit 1/3 du coût essence).
• Total devis (matériel + pose) : ~ 2 100 € HT, éligible à la prime ADVENIR (~ 600 € maxi pour particulier).
Si M. Khalifa avait choisi une borne monophasée 7,4 kW (alternative moins chère), quelle serait l'intensité absorbée ? Quel impact sur le temps de charge complet ?
Borne monophasée 7,4 kW sous 230 V :
\(I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{7\,400}{230} \approx \mathbf{32\ \text{A}}\) (même intensité, mais sur une seule phase).
Temps de charge 10 → 90 % : \(\dfrac{48}{7{,}4} \approx \mathbf{6\ \text{h}\,30}\) au lieu de 2 h 30 — soit ~ 3 fois plus long.
Avantage : moins cher (~ 800 € vs 1 200 €), pas besoin de raccordement triphasé.
Inconvénient : très long pour une charge régulière. Adapté si recharge nocturne uniquement (la nuit fait 8 h, donc 6 h 30 passe).
Le 22 kW reste préférable si on doit charger en journée ou si plusieurs VE partagent la borne.
📚 Cette activité s'appuie sur §1 (Distribution BT 400 V triphasé) et §2 (Effet Joule) de la leçon Ch02 + lien EDD (mobilité électrique) + norme UTE C 15-722.