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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

Le « Ph » est la borne de phase, c’est le courant qui entre dans la maison. La borne « N » est le neutre, c’est par là que le courant ressort de la maison. Le « PE » représente tout l’équipement électrique de la maison (y compris les prises et les câbles dans les murs).
Au centre on voit un tore métallique avec trois bobines. Le tore métallique est là pour guider/conduire le champ magnétique. Les deux bobines bleu et rouge sont reliées au neutre et à la phase.

Je l’ai dit : sans courant de fuite vers la Terre, 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.
La bobine K1 en bas est donc dans une zone où le champ magnétique est nul : aucun courant n’est induit dans la bobine K1 : il ne détecte rien et 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, les deux champs magnétiques ne sont plus tout à fait égaux et ne s’annulent plus.
La bobine du bas (en rose) se trouve donc dans une zone de champ magnétique non-nul : un courant induit naît et ce dernier 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 protègeant 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)

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Arfy wrote:
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 =)

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fuma wrote:

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

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Le Hollandais Volant wrote:

@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.

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BibiSky51 wrote:

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.

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Le Hollandais Volant wrote:

@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.

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ElGatoNegro wrote:

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 ?

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Le Hollandais Volant wrote:

@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.

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racoon822 wrote:

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.

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sbeckm wrote:

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

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Le Hollandais Volant wrote:

@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.

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clara wrote:

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.

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Le Hollandais Volant wrote:

@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…

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jack wrote:

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 ?

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Le Hollandais Volant wrote:

@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.

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Soluna wrote:

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?

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Le Hollandais Volant wrote:

@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.

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MOU Dah wrote:

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.

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Le Hollandais Volant wrote:

@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.

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mohamed wrote:

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

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marzakmed wrote:

vraiment c est un sujet tres important

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renard wrote:

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.

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SkyRoms wrote:

@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.

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eduardo wrote:

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

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djebed wrote:

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.

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Le Hollandais Volant wrote:

@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.

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