Effet capacitif

L’effet capacitif désigne le comportement d’un composant ou d’un circuit qui stocke et restitue de l’énergie électrique sous forme de champ électrique entre deux conducteurs séparés par un diélectrique. La loi fondamentale est I = C × dU/dt : un condensateur ne laisse passer un courant que lorsque la tension varie — il se comporte comme un court-circuit aux hautes fréquences et comme un circuit ouvert en continu.

Manifestations pratiques de l’effet capacitif

Impédance capacitive et fréquence

L’impédance d’un condensateur est Xc = 1 / (2πfC). Elle décroît quand la fréquence augmente : à 50 Hz, un condensateur de 1 µF présente 3 183 Ω ; à 100 kHz, seulement 1,6 Ω. C’est pourquoi les condensateurs de filtrage CEM sont efficaces sur les harmoniques et les perturbations haute fréquence générées par les alimentations à découpage ou les variateurs de vitesse.

En installation basse tension, l’effet capacitif des câbles est généralement négligeable sur les longueurs courantes d’un logement. En présence de câbles blindés longs ou d’une densité élevée de variateurs, le courant de fuite capacitif peut provoquer des déclenchements intempestifs des interrupteurs différentiels 30 mA — un phénomène à prendre en compte lors du dimensionnement conformément à la NF C 15-100.

Effet capacitif en installation réelle

Lors de la mise sous tension d’un réseau comportant plusieurs variateurs de fréquence, le courant d’appel capacitif des condensateurs de bus peut être élevé pendant un temps très bref. Les variateurs intègrent le plus souvent un circuit de pré-charge qui le limite ; le choix du disjoncteur placé en amont et de sa courbe suit la notice du constructeur.

Les condensateurs de compensation réactive en tête de tableau permettent de relever le facteur de puissance (cos φ) d’une installation industrielle, ce qui réduit la facturation de l’énergie réactive pour les sites qui y sont soumis. Leur raccordement s’effectue en aval du tableau électrique principal, avec la protection indiquée par le fabricant de la batterie de condensateurs.

Questions fréquentes

Pourquoi un condensateur bloque-t-il le courant continu ?

En courant continu, dU/dt = 0 une fois le condensateur chargé. Le courant I = C × dU/dt tombe donc à zéro : le condensateur se comporte comme un circuit ouvert. Il n’y a plus de variation de tension à entretenir.

Quel lien entre effet capacitif et déclenchements intempestifs de différentiel ?

Les condensateurs Y des filtres CEM et les capacités parasites des câbles blindés créent un courant de fuite permanent vers le conducteur PE. Sur un circuit comportant plusieurs équipements filtrés, ce courant cumulé peut dépasser le seuil de 30 mA du différentiel et le faire déclencher sans défaut d’isolement réel. On répartit alors les circuits sous plusieurs différentiels 30 mA ; l’électricien peut aussi choisir un type de différentiel moins sensible aux déclenchements intempestifs.

Comment mesurer la capacité parasite d’un câble en installation ?

On utilise un pont RLC ou un multimètre avec fonction capacimètre, câble hors tension et déconnecté des deux côtés. La capacité linéique attendue figure sur la fiche du câble : on compare la mesure à cette valeur multipliée par la longueur.