Une installation électrique sûre repose sur plusieurs protections qui ont chacune leur propre tâche. Deux des plus importantes sont le disjoncteur différentiel (également appelé disjoncteur de fuite de courant) et le disjoncteur automatique (automatisme de protection). Bien qu'ils soient souvent placés côte à côte dans un tableau de distribution, ils protègent contre des dangers totalement différents.

Cet article explique comment ces deux protections fonctionnent, pourquoi elles sont indispensables dans chaque installation résidentielle et comment un schéma électrique correct aide à présenter ces protections de manière claire.

Comment fonctionne un disjoncteur différentiel?

La tâche d'un disjoncteur différentiel est de protéger les personnes contre les chocs électriques et de limiter le risque d'incendie causé par des fuites de courant.

Le disjoncteur différentiel vérifie en permanence si le courant qui passe par le fil de phase vers un circuit électrique revient entièrement par le fil de neutre. Pour cela, il utilise un transformateur à noyau de bobine qui compare les deux courants.

Fonctionnement normal

Dans des conditions normales, le courant qui part par la phase est exactement égal au courant qui revient par le neutre. Il n'y a donc aucune différence entre les deux courants et le disjoncteur différentiel reste enclenché.

Quand se produit une fuite de courant?

Lorsqu'un appareil électrique est défectueux, une partie du courant électrique peut emprunter un autre chemin. Cela peut se produire par exemple via :

• un boîtier métallique qui se trouve sous tension ;
• le conducteur de protection (PE) ;
• la terre ;
• ou, dans le pire des cas, via une personne qui touche l'appareil.

Cela fait que tout le courant ne revient pas par le fil de neutre et une différence se crée entre le courant qui va et celui qui revient.

Coupure automatique

Dès que cette différence devient supérieure à la sensibilité réglée, le disjoncteur différentiel coupe l'alimentation électrique presque immédiatement. Avec une sensibilité de 30 mA, cela se produit généralement en quelques dizaines de millisecondes.

Grâce à cette réaction rapide, le risque de choc électrique dangereux est considérablement réduit.

Exemple pratique

Supposons qu'un sèche-cheveux consomme un courant de 5 A.

Situation normale :

• Par la phase, 5 000 A partent.
• Par le neutre, 5 000 A reviennent.
• Différence : 0 A.

Lorsqu'en raison d'un défaut, 50 mA s'écoulent vers la terre :

• Phase : 5 000 A
• Neutre : 4 950 A
• Différence : 0,050 A (50 mA)

Un disjoncteur différentiel avec une sensibilité de 30 mA coupere l'alimentation électrique immédiatement dans cette situation.

Pourquoi utilise-t-on généralement 30 mA?

Une sensibilité de 30 mA est choisie parce que les fuites de courant plus faibles sont souvent normales ou non dangereuses, tandis que les courants à partir d'environ 30 mA – en fonction de la durée du contact et du chemin du courant à travers le corps – peuvent avoir des conséquences graves sur la santé.

C'est pourquoi les prises de courant, les salles de bains, les machines à laver, les installations extérieures et la plupart des circuits finals dans les maisons sont généralement protégés par un disjoncteur différentiel de 30 mA.

En outre, dans de nombreuses installations résidentielles, un disjoncteur différentiel de 300 mA est également utilisé comme protection principale. Celui-ci est principalement destiné à limiter le risque d'incendie causé par des défauts d'isolation et non comme protection des personnes.

Ce que un disjoncteur différentiel ne fait pas 

Une erreur courante est de penser qu'un disjoncteur différentiel résout tous les problèmes électriques. Ce n'est pas le cas.

Il ne protège pas contre :

• la surcharge ;
• le court-circuit.

Pour ces dangers, une autre protection est nécessaire : le disjoncteur automatique.

Comment fonctionne un disjoncteur automatique?

Un disjoncteur automatique protège le câblage électrique contre la surcharge et le court-circuit. Il ne vérifie pas s'il y a une fuite de courant vers la terre, mais vérifie si le courant dans le circuit devient trop élevé.

Pour cela, il utilise deux mécanismes de protection distincts.

Protection thermique

La première protection consiste en une bande bimétallique.

Lorsqu'un courant plus élevé que celui pour lequel le circuit est conçu passe pendant une période prolongée, cette bande chauffe. En raison de l'augmentation de température, le bimétal se courbe et le disjoncteur se déclenche.

Plus la surcharge est importante, plus vite cela se produit.

Exemple

Un circuit est protégé par un disjoncteur automatique de 16 A.

Lorsque plusieurs appareils électriques lourds sont utilisés en même temps, le courant peut atteindre environ 20 A. Au bout d'un certain temps, le disjoncteur se déclenchera pour que le câblage ne surchauffe pas.

Protection magnétique

En plus de la protection thermique, le disjoncteur automatique contient également une bobine électromagnétique.

Lors d'un court-circuit, le courant augmente en une fraction de seconde à une valeur très élevée. L'électro-aimant active immédiatement le mécanisme de déclenchement, ce qui coupe presque instantanément le courant.

Cela empêche les dommages graves à l'installation et aux appareils connectés.

Exemple

Lorsque les fils de phase et de neutre entrent en contact direct, le courant de court-circuit peut atteindre des centaines ou même des milliers d'ampères. Le disjoncteur automatique se déclenche alors en quelques millisecondes.

Caractéristiques B et C

Dans les installations résidentielles, des disjoncteurs automatiques avec une caractéristique B sont généralement utilisés.

• Caractéristique B : se déclenche magnétiquement entre 3 et 5 fois le courant nominal. Idéal pour l'éclairage et les prises de courant standards.
• Caractéristique C : se déclenche entre 5 et 10 fois le courant nominal. Convenable pour les appareils avec un courant de démarrage plus élevé, comme certains moteurs ou compresseurs.

Ensemble, ils forment une installation sûre

Ces deux protections se complètent.

Le disjoncteur différentiel protège les personnes, détecte les fuites de courant et se déclenche en cas de courant vers la terre.

Le disjoncteur automatique d'installation protège le câblage, détecte la surcharge et se déclenche en cas de courant trop élevé.

Quelques exemples pratiques :

• Une bouilloire électrique défectueuse dont le boîtier métallique se trouve sous tension → le disjoncteur différentiel se déclenche.
• Trop d'appareils électriques lourds sur le même circuit → le disjoncteur automatique se déclenche.
• Un câble endommagé dont les fils de phase et de neutre entrent en contact → le disjoncteur automatique se déclenche presque immédiatement.

Aucune de ces deux protections ne peut remplacer l'autre. Ensemble, elles garantissent que l'installation électrique reste sûre pour l'utilisateur ainsi que pour l'installation elle-même.

Pourquoi un schéma électrique correct est important

Une installation électrique sûre commence non seulement avec les bonnes protections, mais également avec une documentation claire et correcte.

Sur un schéma monofilaire et un schéma de situation, il doit être clairement visible quelles parties du circuit sont protégées par quels disjoncteurs différentiels et disjoncteurs automatiques. C'est important non seulement pour une inspection RGIE, mais également pour la maintenance, les extensions et la recherche rapide de défauts.