Chapitre 1 – Transporter l'énergie électrique | Terminale Bac Pro ERA-MA | Physique-Chimie | ⏱ 50 min
Dernière mise à jour : 4 mai 2026, 11:30
Mathéo, électricien intervenant chez un menuisier-agenceur, doit installer le tableau électrique d'un nouvel atelier de 80 m². Il doit choisir des disjoncteurs différentiels (DDR) adaptés aux différents circuits.
Un disjoncteur différentiel coupe automatiquement le courant en cas de fuite à la terre (par exemple si une personne touche un appareil défectueux). Il protège donc les personnes contre l'électrocution, en plus de la protection contre les courts-circuits assurée par le disjoncteur classique.
Caractéristiques principales :
| Circuit | Type d'appareil | I (A) |
|---|---|---|
| 1 — Éclairage LED bureau | électronique (drivers LED) | 2 |
| 2 — Éclairage néons atelier | AC pur | 4 |
| 3 — Prises bureau (PC, écrans) | électronique | 10 |
| 4 — Scie format (3 kW mono) | moteur | 13 |
| 5 — Dégauchisseuse (4 kW mono) | moteur | 17 |
| 6 — Aspirateur central (5,5 kW tri) | moteur tri | 10 (par phase) |
| 7 — Compresseur (2,2 kW) | moteur | 10 |
| 8 — Chauffage électrique (3 kW) | résistif | 13 |
📚 Cette activité réinvestit les notions du cours §5 (sécurité électrique) et §6 (norme NF C 15-100).
Citer la fonction principale d'un DDR. Quelle est la sensibilité obligatoire pour les prises accessibles ? Pourquoi ?
Fonction : couper le courant en cas de fuite à la terre, pour protéger les personnes contre l'électrocution.
Sensibilité obligatoire : 30 mA pour toute prise/appareil accessible.
C'est le seuil au-dessous duquel le courant n'est pas mortel pour un humain en bonne santé. Le seuil mortel direct est ~ 50 mA → on garde une marge de sécurité de 1,7.
Temps de coupure obligatoire : < 30 ms pour que la fibrillation cardiaque n'ait pas le temps de s'installer.
Pourquoi appelle-t-on ce dispositif « différentiel » ?
Le DDR mesure la différence entre le courant qui entre par la phase et celui qui revient par le neutre.
Normalement : I_phase = I_neutre (toute l'électricité qui rentre ressort).
En cas de fuite (à la terre) : I_phase > I_neutre. La différence (I_Δ) est égale à la fuite.
Quand cette différence dépasse le seuil (ex. 30 mA), le DDR coupe → protection.
Pourquoi est-il important de choisir un DDR de type A ou F pour les circuits avec moteurs ou électronique ? Que se passerait-il avec un type AC ?
Un DDR de type AC ne détecte que les fuites en courant alternatif sinusoïdal pur.
Pour des charges modernes (variateurs, alimentations à découpage, moteurs avec composantes pulsées), une partie du courant de fuite peut être continue ou pulsée. Le DDR AC ne « voit » pas ces fuites et ne déclenche pas → danger pour les personnes.
Recommandation 2026 : type A minimum partout, type F pour les ateliers avec variateurs.
Mathéo a 2 DDR 40 A / 30 mA disponibles. Proposer une répartition équilibrée des 8 circuits. Justifier en respectant la règle « max 8 circuits par DDR ».
Répartition équilibrée par usage :
Chaque circuit a son disjoncteur dédié (16 A pour LED, 32 A pour moteurs lourds, etc.). Le DDR ne se déclenche que si la SOMME des courants entre phase et neutre ne s'équilibre pas (= fuite). Le calibre du DDR n'a pas besoin d'égaler la somme arithmétique des disjoncteurs aval.
Mathéo trouve un DDR 40 A / 30 mA / type F à 95 €. Il existe aussi un DDR 40 A / 30 mA / type AC à 32 €. Calculer la différence et expliquer en quoi le surcoût de 63 € est justifié.
Différence : 95 − 32 = 63 € par DDR (× 2 pour l'atelier = 126 € de surcoût total).
Justification :
126 € de surcoût pour protéger des vies humaines = négligeable.
Pourquoi le « 30 mA / max 8 circuits » et non « 1 seul DDR pour tout l'atelier » ?
Chaque équipement a une fuite résiduelle naturelle (~ 1-3 mA), totalement inoffensive mais réelle (capacités de filtrage, isolation imparfaite).
Si on regroupe trop de circuits sous un seul DDR 30 mA, la somme des fuites résiduelles peut dépasser 30 mA → déclenchement intempestif sans danger réel.
Solution : limiter à ~ 8 circuits par DDR pour rester sous le seuil de 30 mA en cumul normal.
Conséquence : un atelier complet a typiquement 2-3 DDR (un par groupe homogène).
Si une borne de recharge pour véhicule électrique (VE) est ajoutée à l'atelier, quel type de DDR utiliser ?
Les bornes VE génèrent des composantes en courant continu (DC) lors du fonctionnement (chargeur intégré véhicule).
Seul le DDR de type B détecte les fuites DC. Type AC, A, F sont aveugles aux fuites DC → danger.
Norme : depuis 2018, toute borne VE > 4 kW doit être protégée par un DDR de type B (ou un type A + détecteur DC séparé).
Coût : un DDR type B coûte 200-400 € (3-5× plus cher que type A).
Rédiger en 5 lignes la recommandation finale de Mathéo au gérant de l'atelier.
Recommandation tableau électrique — atelier 80 m²
Pour votre atelier, j'installe 2 disjoncteurs différentiels 40 A / 30 mA / type F protégeant chacun 4 circuits, plus 8 disjoncteurs individuels selon le calibre nécessaire.
Le surcoût type F vs AC (~ 130 € total) est indispensable pour protéger les opérateurs face aux fuites complexes des machines modernes (variateurs).
Sensibilité 30 mA = norme obligatoire pour la protection des personnes. Si ajout futur d'une borne VE : prévoir 1 DDR type B dédié.
Garantie de l'installation : 10 ans (responsabilité décennale).
L'atelier installe 5 kWc de panneaux photovoltaïques en autoconsommation. Quels DDR ajouter et pourquoi ?
Les panneaux PV produisent du courant continu qui est ensuite transformé en alternatif par un onduleur.
Côté DC (entre panneaux et onduleur) : pas de DDR (DC pur, autres dispositifs de protection : sectionneur, parafoudre).
Côté AC (entre onduleur et tableau) : DDR type B (les onduleurs peuvent injecter des composantes DC parasites en cas de défaut).
Calibre : selon la puissance de l'onduleur. Pour 5 kWc en monophasé : ~ 25 A. Calibre DDR : 32 A min.
Coût total ajout PV : ~ 350 € (DDR type B) + 100 € (sectionneur DC) + 80 € (parafoudre) = ~ 530 € pour la sécurité de l'installation PV.