Ch01 – Puissance consommée | Terminale ICCER | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 2 juin 2026
Pourquoi ne suffit-il pas de mesurer un seul courant en monophasé pour comprendre une installation triphasée ?
En triphasé, les 3 phases peuvent être déséquilibrées : I_1 ≠ I_2 ≠ I_3. Un déséquilibre crée un courant dans le neutre, une chauffe des câbles, des pertes supplémentaires. Une mesure monophasée seule ne révèle pas le déséquilibre. Il faut un analyseur de réseau triphasé qui mesure les 3 phases simultanément + le neutre, le déphasage de chaque phase, les harmoniques, l'énergie consommée par phase. C'est l'outil de diagnostic des techniciens d'installations thermiques pro.
Maxime, technicien chez « ÉnergiAudit 31 » à Toulouse, est appelé chez un client (atelier mécanique) qui se plaint d'échauffements anormaux du câblage et de pannes répétées du disjoncteur tête. Il fait un diagnostic avec son analyseur Chauvin Arnoux CA 8336.
| Mesure | L1 | L2 | L3 | Neutre |
|---|---|---|---|---|
| Courant (A) | 38,5 | 42,1 | 22,3 | 14,7 |
| Tension (V) | 231 | 229 | 233 | — |
| cos φ | 0,82 | 0,79 | 0,85 | — |
| P (W) | 7 300 | 7 620 | 4 425 | — |
Calculer le déséquilibre maximum entre phases (en %).
I_moy = (38,5 + 42,1 + 22,3) / 3 = 34,3 A.
Écart max vs moyenne : phase L3 → 34,3 − 22,3 = 12 A. Soit 12/34,3 = 35 % de déséquilibre.
Très au-dessus de la tolérance 10 %. Cause des problèmes signalés.
Cause probable du déséquilibre ?
Charges monophasées branchées principalement sur L1 et L2, peu sur L3. Exemples : éclairage, prises bureau, ordinateur, chauffe-eau (toutes monophasées).
Solution : répartir les charges équitablement entre les 3 phases (rééquilibrage par l'électricien). Souvent oublié lors d'ajouts successifs d'équipements.
Pertes Joule supplémentaires dans le neutre (R_câble = 0,015 Ω) ?
P_neutre = R × I² = 0,015 × 14,7² = 3,24 W.
Modeste à l'unité, mais sur 1 600 h/an : 5,2 kWh. Sur 10 ans : 52 kWh = 9 €. Modeste.
L'enjeu n'est pas ce coût direct mais : l'échauffement du neutre qui peut s'endommager, et la dégradation du transfo amont à long terme.
Vérifier que les phases sont sous le seuil disjoncteur 63 A.
L1 : 38,5 A. L2 : 42,1 A. L3 : 22,3 A. Toutes < 63 A.
Mais lors de pointes (démarrage moteurs) : L2 peut atteindre 70-80 A → déclenchement disjoncteur. C'est ce qui se passe chez le client.
Solution : équilibrer pour réduire L2 sous 50 A en pointe.
Puissance active totale et cos φ moyen.
P_totale = 7 300 + 7 620 + 4 425 = 19 345 W ≈ 19,3 kW.
S_totale = U × (I1 + I2 + I3) approximation = 231 × (38,5+42,1+22,3) = 23 720 VA ≈ 23,7 kVA. (Formule simplifiée monophasé équivalent.)
cos φ_moyen ≈ P/S = 19,3 / 23,7 ≈ 0,81. Moyen, marge d'amélioration.
Maxime mesure également les harmoniques. Taux harmonique I3 (3ᵉ harmonique) = 12 % de I_fondamental. Conséquence ?
Les harmoniques (multiples impairs de 50 Hz : 150, 250, 350 Hz...) sont générées par les charges non-linéaires (LED, variateurs, alim PC).
L'harmonique 3 est particulièrement gênante : elle s'additionne dans le neutre (les 3 phases produisent l'H3 en phase). Conséquence : courant neutre > courant phases parfois ! Câble neutre surchauffe.
Norme : taux harmonique < 5 % acceptable, 5-10 % à surveiller, > 10 % à traiter.
Solution : filtre actif harmonique (FAH). Coût 3 000-8 000 €.
Plan d'action de Maxime ?
ROI cumulé : 6 mois sur l'ensemble.
Rapport de Maxime au client (4 lignes).
Diagnostic réseau atelier — Maxime (ÉnergiAudit 31 Toulouse)
• Déséquilibre 35 % entre phases (L2 surchargée, L3 sous-utilisée). Cause des déclenchements.
• cos φ moyen 0,81. Harmoniques 12 % (neutre surchauffe).
• Plan d'action : 1) Rééquilibrer charges (80 €). 2) Batterie cos φ (1 500 €). 3) FAH si besoin.
• Économie estimée : 1 500-2 500 €/an + plus de pannes. ROI ≤ 12 mois.
Les analyseurs modernes (Fluke 437-II, Chauvin Arnoux CA 8336) mesurent jusqu'à la 50ᵉ harmonique. Pourquoi ?
Industrie 4.0 : analyse en temps réel via supervision GTC. Prédiction de pannes, optimisation continue.
📚 §3 (3 puissances) + §10 (Tableau formules) de la leçon Ch01.