un vieux disjoncteur

Mise à jour importante : ne me demandez pas d’aide pour vos problèmes électriques à la maison. Je ne suis pas un expert dans le domaine (je connais juste la science).
Je vous recommande plutôt les forums OpenClass Rooms. Ils ont une section spécialisée dans ça. On y trouve des cours, des articles et un forum pour poser vos questions ou lire les réponses aux questions déjà posées : https://openclassrooms.com/forum/categorie/electronique
Merci.

Un disjoncteur différentiel est un dispositif de sécurité de la maison qui mesure à chaque instant le courant total qui entre dans la maison et le courant qui sort de la maison. Si les deux ne sont pas égaux, cela signifie qu’une partie fuite dans le sol et donc qu’un des appareils électriques est mal isolé et présente un danger (de mort).

Pour le fonctionnement, il faut savoir deux choses de base en électricité :

  • une bobine de fil génère un champ magnétique (principe de fonctionnement d’un électro-aimant)
  • un champ magnétique variable génère un courant électrique (principe de l’alternateur, ou de la dynamo).

Regardons ce que contient un disjoncteur différentiel :
schéma d’un disjoncteur différentiel
Ça semble compliqué ? Ça ne l’est pas tant que ça.
Les deux lignes rouges (Ph, pour phase) et bleu (N, pour neutre) en haut sont les deux fils qui arrivent à votre maison depuis le réseau électrique. Le « PE » représente tout l’équipement électrique de la maison (y compris les prises et les câbles dans les murs).

Sur la phase, comme sur le neutre, on branche une petite bobine de fil. Ces deux bobines sont enroulés autour d’un anneau métallique torique (anneau de la forme d’un donut). Cet anneau conduit le champ magnétique jusqu’à une troisième bobine, noire sur le dessin. Ce dernier est relié au système qui va déclencher la coupure en cas de problème.

Avec ça, le fonctionnement est lui aussi simple : normalement, le courant d’entrée est identique au courant de sortie. Du coup, les bobines bleu et rouge produisent deux champs magnétiques identiques en intensité, mais opposés en sens : ils s’annulent. Par conséquent, le champ magnétique conduit jusqu’à la bobine noire est nulle aussi : le courant induit dans la bobine noire est donc nulle. Ici, tout va bien.

Maintenant, regardons ce qui se passe en cas de fuite de courant dans la Terre :

schéma d’un disjoncteur différentiel
Schéma d’un disjoncteur différentiel. (source)

Ici, une partie du courant s’en va dans le sol et ne retourne pas dans le neutre. Il y a une différence entre le courant d’entrée et le courant de sortie sur le disjoncteur différentiel.

La bobine bleue (sur la sortie) est traversé par un courant un peu plus faible que la bobine rouge : il produit donc un champ magnétique plus faible que celui de la bobine rouge. Du coup, la somme des deux champs magnétiques ne s’annulent plus.
La bobine du bas (en rose) se trouve soumise à un champ magnétique non-nul : un courant naît dans ce dernier et il va alors alimenter un circuit qui coupe le courant dans toute la maison.

Au final, s’il y a une fuite quelque part (soit directement par la carcasse reliée au sol de l’appareil défectueux, soit en passant par le corps d’une personne alors en danger), le courant de la maison est coupé et la personne est protégée avant même qu’elle puisse être blessée par électrisation (voire électrocutée, donc tuée).

De plus, le disjoncteur différentiel aura beau être réarmé, tant que le problème de courant de fuite n’aura pas été corrigé, il continuera de disjoncter le circuit électrique de la maison.

Je trouve ce système simple, mais très ingénieux : il n’a pas besoin d’électronique (et les risques de pannes que ça comporte) ni de pièces mécaniques (excepté le rupteur de qui va faire « sauter » le courant) et fonctionne de façon transparente et autonome, tout en protégeant l’ensemble de l’installation électrique d’un bâtiment où que soit située la fuite de courant.

Il est même possible de choisir un courant limite à partir duquel les plombs sautent, par exemple 25 mA (qui correspondent à la limite de ce qui est dangereux pour l’homme — 50 mA commence à être mortel sous du 230 V), évitant ainsi de faire sauter les plombs à chaque fois qu’on débranche un appareil.

(source d’en-tête de Jamil Alexander)

28 commentaires

gravatar
Arfy écrit :
Je l’ai dit : sans courant de fuite vers la Terre, le courant d’entrée est identique au courant de sortie.

J'ai toujours un peu de mal avec cette notion, et je ne dois pas être le seul, et je n'ai pas honte de le dire ;)
Je veux dire par là que j'avais l'impression quand j'étais petit, fausse donc, que le courant est "utilisé" en partie dans les appareils électriques. Et qu'en sortie il y en avait moins qu'à l'entrée.

Mais en fait, la "pression" des électrons reste la même, parce que "pression" il y a à l'arrivée du courant qui va équilibrer le tout même si au milieu l'énergie est dépensée MAIS compensée =)

gravatar
fuma écrit :

Merci c est toujours un plaisir de se cultiver grace a vous

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@Arfy : le courant n’est pas utilisé, c’est la tension.

Pour prendre une analogie : si tu prends une rivière avec une roue à aube : le débit d’eau en amont et en aval de la roue à aube est identique, forcément. Sinon, on forme un surplus d’un côté (comme un barrage, qui correspondrait à un condensateur en électricité).
Même chose avec ton évier : l’eau qui sort du robinet est sous pression. Mais dans la tuyauterie en dessous, le débit est le même (~ampérage) mais pas la pression (~voltage).

En électricité, dans un circuit en série (c’est le cas ici : le circuit de la maison dans son ensemble est en série avec le compteur EDF), la tension est divisé entre les appareils, mais le courant est identique en tout point.

gravatar
BibiSky51 écrit :

Le différentiel, c'est ce qui permet de jouer avec une ampoule dont les fils sont dénudés alors que tu es encore dans ta baignoire, et pas encore essuyé.
Ça pourrait valoir un Darwin Award.

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@BibiSky51 : Claude François approuve ce commentaire *patapé*

Mais oui normalement, le disjoncteur différentiel doit pouvoir te protéger contre ça.

Oh, en parlant de robinet et de courant électrique…
Tu peux remarquer que les tuyaux (de cuivre) sous l’évier ou sur la baignoire ont un fil électrique accroché et qui va dans la Terre. Ce n’est en aucun cas la Terre des prise de courant qui vont sur la tuyauterie (interdit désormais) mais la mise à la Terre des canalisations. Pourquoi ? Parce que les tuyaux d’eau chaude et d’eau froide génèrent de l’électricité statique en quantité suffisante pour être désagréable et donner des chocs électriques à chaque fois qu’on se lave les mains. :D

La suppression du potentiel électrique sur les canalisations en cuivre permet également de réduire la corrosion des tuyauteries. Des métaux différentes + l’eau et une tension électrique, c’est basiquement un électrolyseur : si on ne fait rien, la tuyauterie se dissout.

gravatar
ElGatoNegro écrit :

Bonjour,
en traversant l'équipement électrique de la maison (PE), j'aurais pensé que le courant subirait un déphasage, non ?
J'imagine que je suis dans l'erreur, sinon le différentiel ne pourrait fonctionner, les courants I1 et I2 étant différents à chaque instant...
Une explication, Timo, s'il te plaït ?

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@ElGatoNegro : Le déphasage (ou « cos phi ») dans le cas des courants alternatifs dépend des appareils, en effet. Dans les installations ce « cos phi » influe sur la consommation électrique et donc sur la facture d’électricité, d’où son importance dans le choix des appareils à acheter.

Le déphasage est mesuré entre la tension et le courant. Les deux étant sinusoïdaux, le déphasage n’est ni plus ni moins le décalage des deux sinusoïdes (moins c’est décalé, mieux c’est et plus la qualité de l’électricité est bonne, si je peux le dire ainsi — le « cos phi » n’est autre que le cosinus de l’angle « phi » quantifiant ce décalage dans un repère polaire).

Le cos phi n’a pas d’incidence sur l’intensité, mais sur la puissance et l’énergie consommée.

Or, si on prend l’intensité du courant seule, cela n’a pas de sens de parler de déphasage. Je ne saurais dire si c’est la tension qui se déphase physiquement par rapport l’intensité ou vice-versa, mais en tout cas, on aura toujours l’intensité efficace qui reste la même, et donc les effets magnétiques dans le disjoncteur identiques aussi.

gravatar
racoon822 écrit :

J'arrive après la bataille mais mieux vaut tard que jamais.

@ElGatoNegro : La vitesse du courant électrique (et non celle des charges électriques) est de l'ordre de grandeur de la vitesse de la lumière. Donc, en l'absence de courant de fuite, à un instant t, i1 et i2 ont une différence tellement faible que c'est très largement inférieur au seuil de sensibilité du mécanisme.
Il faudrait que le circuit électrique fasse des dizaines de milliers de kilomètres de long pour que la différence entre i1 et i2 soit détectable.

Pour le déphasage entre tension et courant, dans les habitudes de langage, on considère le courant par rapport à la tension. On dira donc que le courant est en avance ou en retard sur la tension. En réalité, c'est toujours l'un qui est en retard par rapport à l'autre. Pour l'un soit physiquement en avance, il faudrait qu'il "sache" ce que l'autre va faire, et donc connaitre le futur.

gravatar
sbeckm écrit :

bonjour
est-il possible que le courant ne passe pas alors que le disjoncteur est fermé?
c'est ce qui m'est arrivé : le technicien edf m'a demandé de pousser le bouton bleu test pour ouvrir le disjoncteur puis le refermer!
ça a marché mais cela n'est normal: qu'en pensez-vous?
merci

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@sbeckm : s’il y a une panne ailleurs, il est possible que le disjoncteur n’ait rien à voir.

Le disjoncteur, en fait, n’est là que pour la protection des personnes. En plus de ça, tu trouves sur une installation électrique un compteur et un sectionneur (un gros interrupteur qui coupe tout le courant quand on veut le couper sans utiliser le disjoncteur qui n’est pas là pour ça).
Il se peut que le sectionneur soit activé, et que le bouton "test" l’ait réactivé (le différents appareils sont parfois regroupés au sein d’un même boitier).

Ce n’est qu’une hypothèse de ma part (je ne suis pas spécialiste EDF), mais c’est une éventualité.

gravatar
clara écrit :

Merci les explications sont tres claires, ca m'a beaucoup aide, ce dispositif on l'utilise rarement chez nous, on ne le trouve pratiquement pas dans les instalations electriques pourtant on en parle a l'ecole.

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@clara : On en trouve pourtant un dans chaque maison, normalement.
C’est juste qu’EDF ou votre fournisseur d’électricité n’explique jamais comment ça marche, ni ce qu’il faut en faire, et même trop rarement à quoi il sert…

gravatar
jack écrit :

J'ai installé un disjoncteur différentiel 30ma pour protégé un portail électrique extérieur à la maison
De temps en temps le disjoncteur saute je ne trouve pas les causes ,j'ai testé le moteur pas de signe
particulier , le contacteur testé est correct, ou chercher l'anomalie ?

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@jack : c’est sûr que ça vient du portail ?
Le portail étant dehors, il est possible que les intempéries ou le sol ont abimé les câbles électriques ou l’installation du portail et qu’il se produise une fuite de courant dans le sol.

Je pense qu’il faut commencer par tester tous les éléments de l’installation, y compris le portail lui-même.
En tout cas, il faut mieux que le disjoncteur disjoncte plutôt que quelqu’un s’électrocute en touchant le portail.

gravatar
Soluna écrit :

Bonjour et merci pour cet article.
Je suis à concevoir la chambre de ma fille de 3 ans. et je veux que cette pièce en priorité soit protégé. J'aimerais savoir si un différentiel, réglé sur 15ma, permet de prévenir toutes électrocution? Je lis partout que le disjoncteur saute automatiquement. Saute il suffisamment vite pour ne ressentir aucune décharge aussi légère soit-elle?

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@Soluna : Faudrait demander à un électricien, mais 15 mA, c’est déjà plus faible (donc plus sécuritaire) que ce qui se fait habituellement (25 mA).

Dans tous les cas, je pense que la sécurité doit surtout passer par la vigilance : si il y a des prises électriques dans la chambre, ne laissez pas trainer des objets électriques, ni par exemple des tournevis, des cuillères ou des stylos métalliques qui seraient susceptibles d’être introduits dans une prise, ou bien de remplacer immédiatement un câble usé qui laisserait apparaitre un fil…

Et surtout, ne vous contentez pas de cacher ces objets, mais essayez d’expliquer que c’est très dangereux et que ça fait mal, et que l’électricité n’est pas un jouet (bon, à 3 ans, c’est à mon avis un peu tôt).

Vous pouvez aussi boucher les prises avec des bouchons spéciaux en plastique.

Les prises ne sont qu’un exemple.

gravatar
MOU Dah écrit :

Est ce que le temps de réponse d'un disjoncteur différentiel est plus rapide q'un disjoncteur magnétothermique.
et si c'est le cas comment peut on expliquer que suite à un court circuit le disj diff et le disj magnétothermique déclenchent les deux en même temps?
merci pour la réponse.

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@MOU Dah : Pour la détection de court-circuits, les deux types de disjoncteurs sont très rapides (quelques millisecondes seulement entre le début du court-circuit et la coupure du courant).
Je ne pense pas qu’il y en ait une plus rapide que l’autre : dans les deux cas, le principe est plus ou moins identique et le temps de réponse également.

Les deux se déclenchent en même temps car les deux réagissent en quelques millisecondes seulement et sont prévues pour la même chose.
Le magnétothermique détecte en plus des court-circuits, les surcharges : en cas de surcharge, l’appareil chauffe et un système fait que ça coupe le courant. Il remplace les vieux fusibles à plomb : le plomb chauffait en cas de surcharge et fondait, coupant le circuit.

gravatar
mohamed écrit :

je vous remercie mais est ce que cette dispositif adéquat pour tous les type de régime de neutre ou non?

gravatar
marzakmed écrit :

vraiment c est un sujet tres important

gravatar
renard écrit :

supposons un circuit ouvert l'inter étant sur le neutre une terre sur la phase et le disjoncteur déclenche normal...? je pense . maintenant sur un circuit ouvert l'inter étant sur la phase une terre sur le neutre que ce passe t'il ? dans les deux cas la terre est en aval de l'inter.

gravatar
SkyRoms écrit :

@Le Hollandais Volant :

Juste une précision: le disjoncteur ne protège en rien la personne mais le circuit. Le différentiel (qu'il soit interupteur ou disjoncteur) protège la personne.
D'où l'importance d'avoir une bonne valeur pour la prise de terre.

gravatar
eduardo écrit :

bonsoir
je voudrais savoir si on peut utiliser un disjoncteur differentiel 230 volt - 30ma sur un secteur americain
de 110 volt.
salutations et remerciements.
eduardo

gravatar
djebed écrit :

Bonjour, je suis entrain de retaper ma maison. Les circuits ne sont pas tous reliés à la terre (chambres) et le tableau ne contient pas de différentiel. J'installe la terre au fur et à mesure de mes travaux. Ma question est quel différentiels entre A et Ac doit je mettre? Je ne connais pas la différence. Et si j'ai bien compris le différentiel fonctionne sans câble de terre puisque c'est entre phase et neutre. Merci beaucoup pour votre aide.

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@djebed : le type A détecte les fuites de courant alternatif et continu. Le type AC ne détecte que les fuites de courant alternatif.
Ça dépend donc du type d’appareil qu’on branche sur le circuit.

Le différentiel est en effet indépendant de la terre. Néanmoins, avoir un différentiel ne dispense pas d’avoir des prises de terre : les deux permettent une protection complémentaire, à la fois pour les appareils et les personnes.


Votre commentaire sera visible après validation par le webmaster.