Perte électrique
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Les pertes électriques désignent l’énergie dissipée inutilement sous forme de chaleur dans les conducteurs, les contacts et les transformateurs d’une installation. Elles obéissent à la loi de Joule : P = R × I², ce qui signifie qu’elles augmentent avec le carré du courant — doubler le courant quadruple les pertes.
Exemples chiffrés et moyens de réduire les pertes
| Cas concret | Résistance / Chute de tension | Perte / Remarque |
|---|---|---|
| Câble Cu 2,5 mm², 20 m, circuit prise 16 A | R ≈ 0,37 Ω (aller-retour) → ΔU = 5,9 V (2,6 %) | Perte ≈ 94 W à 16 A ; dans la limite de 5 % |
| Câble Cu 6 mm², 25 m, circuit plaque 32 A | R ≈ 0,19 Ω → ΔU = 6,1 V (2,7 %) | Perte ≈ 196 W à 32 A ; dans la limite de 5 % |
| Câble Al 16 mm², 50 m, 63 A | R ≈ 0,23 Ω → ΔU = 14,6 V (6,3 %) | Au-delà de 5 % : section insuffisante pour cette longueur et ce courant |
| Disjoncteur, pertes dans l’appareil | Faible chute de tension entre ses bornes | La puissance dissipée par appareil figure dans la documentation du fabricant ; elle compte pour l’échauffement d’un tableau très rempli |
| Transformateur de distribution | Pertes à vide (pertes fer), permanentes | Pertes en charge (pertes cuivre), qui croissent avec le carré du courant ; valeurs sur la fiche du constructeur |
Ces exemples sont calculés avec la résistivité du cuivre en service retenue sur ce site, 0,023 Ω·mm²/m (0,037 pour l’aluminium) : R = 2 × ρ × L / S.
Chute de tension maximale selon la NF C 15-100
La NF C 15-100 fixe les chutes de tension admissibles entre l’origine de l’installation (après l’AGCP) et tout point d’utilisation :
- Éclairage : 3 % maximum (soit 6,9 V pour une installation à 230 V)
- Autres usages (prises, chauffage, appareils) : 5 % maximum (soit 11,5 V pour 230 V)
Ces seuils ne sont pas des objectifs de confort : les dépasser entraîne des tensions d’utilisation insuffisantes pour les appareils, un échauffement excessif des câbles et des pertes économiquement significatives sur le long terme.
La résistivité de l’aluminium est 60 % plus élevée que celle du cuivre (0,037 contre 0,023 Ω·mm²/m en service). Un câble aluminium 16 mm² est électriquement équivalent à un câble cuivre de seulement 10 mm². En rénovation, c’est à l’électricien de juger s’il faut les remplacer : leurs connexions demandent des bornes prévues pour l’aluminium.
Calcul pratique de la section de câble
Pour un circuit alimentant un appareil de puissance P (en watts) à une distance L (en mètres), la chute de tension ΔU (en volts) pour un câble bifilaire cuivre est :
ΔU = 2 × ρ × L × I / S, avec ρ (cuivre en service) = 0,023 Ω·mm²/m
En pratique, pour ne pas dépasser 5 % de chute de tension à 230 V (= 11,5 V maxi), la section minimale pour un circuit de 20 A sur 30 m est S = 2 × 0,023 × 30 × 20 / 11,5 ≈ 2,4 mm², arrondi à la section normalisée supérieure : 2,5 mm². Vérifier également que cette section supporte le courant admissible (Iz) selon le mode de pose.
L’électricien mesure la tension aux bornes du tableau et en bout de circuit sous charge (appareil allumé). La différence entre les deux mesures est la chute de tension réelle. Si elle dépasse 3 % pour l’éclairage ou 5 % pour les autres usages, la section du câble doit être augmentée.
Questions fréquentes sur les pertes électriques
- Les multiprises et rallonges augmentent-elles significativement les pertes ?
- Une multiprise en bon état ajoute peu de résistance. En revanche, une rallonge de 20 m en 0,75 mm² parcourue par 10 A représente une résistance d’environ 1,2 Ω, une chute de tension de 12 V (plus de 5 %) et plus de 120 W dissipés dans le câble, qui chauffe. Le courant maximal admis est marqué sur la rallonge : il ne se dépasse pas. Préférer les rallonges 1,5 mm² pour les circuits chargés.
- Un mauvais facteur de puissance augmente-t-il les pertes dans le câblage domestique ?
- Oui. Les pertes Joule dans les câbles dépendent du courant total (apparent), pas seulement du courant actif. Un appareil avec un facteur de puissance faible (cos φ = 0,6) consomme plus de courant pour la même puissance active, ce qui augmente les pertes dans les conducteurs. Beaucoup d’alimentations à découpage récentes intègrent une correction du facteur de puissance (PFC).
- Comment réduire les pertes sur un long circuit de chantier ou d’atelier ?
- Augmenter la section du câble est la solution la plus efficace : passer de 2,5 à 4 mm² divise la résistance par 1,6 et les pertes par le même facteur. Une autre approche consiste à alimenter en 400 V triphasé (pour la même puissance, le courant par phase est divisé par 3 et les pertes en ligne par 6 à section égale) et à transformer localement en 230 V monophasé si nécessaire.
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