Pour l'entrée électrique aérienne de 200 A à 120/240 V d'une résidence à une distance de 40 m du point de raccordement du distributeur d'électricité, quelle grosseur de câble NS90 aluminium doit-on utiliser en tenant compte de la chute de tension?

L'article applicable, pour ce type de question, est l'article 8-102 du Code de construction du Québec, Chapitre V – Électricité 2010. Par contre, ce dernier ne révèle pas la méthode de calcul en ce qui a trait à la chute de tension, mais plutôt les normes applicables de chute de tension dans un bâtiment. Ainsi, cet article ne répond pas réellement à la question. Le Bulletin technique d'installation BTI-002 Chute de tension, quant à lui, dévoile trois méthodes de calcul : la résistance des conducteurs, le tableau D3 du Code et les équations. En conséquence, pour L'article applicable, pour ce type de question, est l'article 8-102 du Code de construction du répondre à la présente question, il est possible d'utiliser la troisième méthode, soit la méthode des équations. Voici les étapes de cette méthode qui mènent à la réponse :

En utilisant une équation et en se référant au tableau D5 du Code, on peut déterminer directement la grosseur d'un conducteur (S) en fonction de la longueur (L), du courant (I), de la chute de tension en volts permise (e), du type de métal (cuivre ou aluminium) et de la température de l'isolant (60 °C ou 90 °C).

Équation pour un circuit monophasé

S = k x 2

x L x I

e

où :

S = section du conducteur, en mils circulaires ou en mm2 (voir tableau D5)

L = longueur du câble d'alimentation [m]

I = courant de la charge [A]

e = chute de tension permise [V]

k = constante en fonction du type de métal, de la température de l'isolant et de l'unité utilisée de la section du conducteur [cmil ou mm2] (voir tableau 1 ci-dessous)

Tableau 1 : Constante k pour la méthode des équations

Note

Lorsqu'il s'agit d'un circuit avec neutre, à 120/240 V par exemple, avec une charge fixe ou une artère alimentant une charge équilibrée de telle sorte que le conducteur neutre porte peu ou pas de courant, la chute de tension peut être définie en fonction de la tension ligne-ligne, donc 7,2 V sur 240 V si la limite est à 3 %; sinon, il faut déterminer la chute de tension en fonction de la tension ligne-neutre, soit 3,6 V sur 120 V si la limite est de 3 %.

Calculez le calibre des conducteurs en aluminium isolés à 90 °C d'un branchement du consommateur résidentiel de 200 A à 120/240 V pour une maison située à 40 m du réseau du distributeur.

L'article 8-102 exige que la chute de tension totale d'une installation électrique ne doit pas dépasser 5 % à partir du côté alimentation du branchement du consommateur jusqu'au point d'utilisation des appareils. Il y est aussi indiqué que la chute de tension ne doit pas dépasser 3 % dans une artère ou une dérivation.

Quel pourcentage doit-on alors choisir pour le branchement?

Un choix s'impose : ce pourcentage ne peut pas être 5 %, mais plutôt une partie de ce 5 %. Dans une installation résidentielle, on n'a pas à considérer l'artère puisque que l'artère se situe au panneau et que la perte au panneau est presque nulle. Alors, le 5 %, i.e. 12 V (5 % x 240 V), se répartit entre les dérivations et le branchement.

Si vous choisissez 2 % pour le branchement, il reste 3 % pour les dérivations (le maximum permis); par contre, si vous choisissez 3 % pour le branchement, il ne reste que 2 % pour les dérivations.

Attention : La chute de tension doit être convertie en V.

Examinons la situation avec 3 % au branchement :

S = section du conducteur [mm2]

L = 40 m

I  = 200 A (Note : Il est recommandé d'utiliser 200 A plutôt que la charge calculée, laissant ainsi un jeu pour l'ajout de charges futures.)

E = 7,2 V (3 % de 240 V)

K = 0,036 (pour un conducteur en aluminium avec un isolant à 90 °C, voir tableau 1)

S = 0,036 X 2 X 40 X 200   = 80 mm2

7,2

Le tableau D5 du Code nous demande d'utiliser un conducteur de calibre 3/0 (85 mm2, grosseur nominale) en aluminium pour obtenir une chute de tension inférieure à 3 %.