L’installation électrique dans une coupole d’observation astronomique

Aujourd’hui je vous propose un article qui vise un sujet très particulier: celui de l’installation électrique pour une coupole ou un local d’observation astronomique (observatoire) pour amateur. Et ce n’est pas un hasard si j’ai choisi d’aborder ce sujet! Je suis en effet passionné d’astronomie.

Aussitôt ma caisse à outils rangées et si le ciel le permet, je pars me promener dans l’univers.

Alors dans le but d’aider ceux qui ont comme moi la tête dans les étoiles, voici ce qu’il faut savoir si vous souhaitez alimenter en électricité, et dans les normes, votre coupole ou votre local d’observation, afin de pouvoir observer en toute sécurité.

Contexte de l’installation électrique d’une couple ou d’un observatoire:

Un local très souvent éloigné de l’habitation principale:

Quand on évoque un observatoire, on pense souvent à ça:

Mais ça, c’est du (très) lourd. On parle du VLT pour Very Large Telescope situé au Chili. Je ne me risquerai pas à parler de son installation électrique qui doit être assez complexe.

Non en réalité, ca ressemble parfois à un dome (souvent blanc) installé sur une assise en béton. C’est aussi parfois un simple abri de jardin avec une toiture roulante.

Au final, le local d’observation est éloigné de l’habitation.

Il doit donc être alimenté en souterrain et posséder son propre tableau électrique. C’est donc un tableau électrique divisionnaire qui est raccordé au tableau principal de la maison.

Le dimensionnement de ce dernier est donc primordial, mais pas uniquement.

Du matériel pointu et couteux à protéger:

La seconde notion à prendre en compte, c’est que dans une coupole d’observation, il y a du matériel astronomique souvent assez onéreux.

Ajouter à cela l’informatique, il faut que les protections dans le tableau électrique soient dimensionnées correctement et puissent répondre aux exigences du matériel.

Dimensionnement et protection amont de l’installation électrique de l’observatoire:

En me basant sur les deux points évoqués précédemment, je vous propose tout d’abord d’analyser les règles à respecter au niveau de l’alimentation électrique de la coupole et de la protection amont au niveau du tableau principal.

Ces règles étant génériques, je vous propose dans un autre chapitre de les appliquer à un exemple concret.

Schéma de principe du raccordement électrique d’un observatoire amateur:

Dans un premier temps, voici le diagramme de principe pour le branchement électrique d’un local d’observation annexe, situé à distance du logement.

• L’alimentation électrique du local démarre depuis le tableau électrique de l’habitation.
• Compte tenu de l’éloignement du local d’observation, le raccordement se fait en sous terrain via une gaine électrique extérieure enterrée.
• Au niveau du local d’observation (la coupole par exemple), il y a un tableau électrique divisionnaire.

C’est autour de ces trois éléments que la norme NF C 15100 impose des préconisations.

Protection au niveau du tableau électrique principal:

La ligne qui part depuis le tableau électrique de l’habitation vers la coupole d’observation doit être protégée par un disjoncteur divisionnaire.

Il permet de couper l’alimentation à distance depuis l’habitation mais aussi de protéger le câble d’alimentation.

Ce disjoncteur doit être adapté à l’intensité du courant électrique nécessaire en aval, au niveau du local.

Section du cable d’alimentation:

Le cable électrique qui permet d’alimenter le local d’observation doit être dimensionné en prenant en compte deux facteurs.

• La longueur du câble.
• L’intensité du courant électrique nécessaire.

Gaine électrique enterrée à l’extérieur:

Dans le cas ou le local d’observation astronomique est accolé à l’habitation, on peut faire circuler l’alimentation en encastré, en apparent ou en vide de construction (combles par exemple).

Mais en partant du principe où la coupole est éloignée de l’habitation, l’alimentation électrique doit circuler en sous terrain.

Dans ce cas, il faut appliquer les règles de circulation et de mise en place que j’ai détaillées ici dans un article sur la gaine électrique enterrée en extérieure.

Le tableau électrique dans la coupole:

Une fois l’alimentation dimensionnée, protégée électriquement et mécaniquement, il faut installer le tableau électrique dans la coupole.

Ce dernier doit être équipé des mêmes protections que le tableau électrique principal.

• Un interrupteur différentiel 30mA (au minimum).
• Des disjoncteurs divisionnaires adaptés à chaque circuit.

Dans le cas ou le tableau est équipé d’une seule rangée, l’interrupteur différentiel peut servir de coupure générale pour toute l’installation électrique du local d’observation astronomique.

Si il a deux rangées ou plus, il faudra installer une coupure générale en tête de tableau électrique, comme par exemple un interrupteur sectionneur.

Enfin compte tenu de la sensibilité de certains éléments vis à vis des coupures de courant, on peut protéger chaque circuit par un disjoncteur différentiel type Hi pour l’informatique notamment.

Exemple de dimensionnement complet pour une coupole d’observation pour amateur:

Voici un exemple complet d’une installation électrique pour un observatoire avec des besoins spécifiques.

• Le local se situe à trente mètres de l’habitation.
• Plusieurs alimentations électriques au niveau du local avec:

1. Le circuit prise pour les besoins généraux: machine à café, branchement du smartphone….
2. Un circuit éclairage de jour.
3. Un circuit éclairage de nuit.
4. Le circuit prise dédié à l’informatique.
5. Un circuit prise électrique dédié à la monture et aux instruments d’observation et de photographie.

Protection au niveau du tableau électrique:

Les circuits informatique et instrumentation sont protégés par des disjoncteurs différentiels haute immunité, afin de les isoler du reste de l’installation et d’avoir une protection optimale.

Les autres circuits sont protégés par un interrupteur différentiel 30mA type AC suivi de:

• Deux disjoncteurs 10A (un pour chaque circuit d’éclairage)
• Un disjoncteur 16A pour le circuit prise électrique.

Dans le cas d’utilisation de disjoncteurs différentiels, il faut placer en tête de ligne du coffret électrique un interrupteur sectionneur qui servira de coupure principale.

Pour économiser, on peut aussi installer un seul interrupteur différentiel Hi suivi des disjoncteurs pour les circuits lumière, le circuit prise électrique et protéger l’informatique par un disjoncteur 10A et le circuit monture / instrumentation par un autre de 10A. Dans le cas présent, il n’y a pas besoin d’interrupteur sectionneur, c’est l’interrupteur différentiel qui sert de coupure principale.

Dimensionnement de la protection électrique au niveau du tableau électrique principal:

Compte tenu des faibles besoins en terme de puissance, la protection amont est dimensionnée en 32A.

Calcul de la section de câble électrique nécessaire:

Le calcul de la section de câble électrique se fait en fonction du courant nominal (32A) et de la longueur de l’alimentation (30 mètres).

Il faut prendre en compte la chute de tension électrique engendrée par la longueur de câble électrique.

L’explication complète sur la chute de tension se trouve ici.

Dans ce exemple, il faudra utiliser un câble électrique en 10mm2.

Choix du matériel en pratique:

Pour ce cas présent, voici la sélection du matériel de marque Schneider Electric.

Au niveau du tableau électrique principal:

• Un disjoncteur schneider 32A R9PFC632.

Au niveau du tableau électrique secondaire:

• Coffret une rangée de 13 modules: R9H13401.
• Deux borniers phase Neutre: R9H13405.
• Un interrupteur sectionneur: A9S65263.
• Un interrupteur différentiel 40A 30mA type AC: R9ERC240.
• Deux disjoncteurs 10A: R9EFC610.
• Un disjoncteur 16A: R9EFC616.
• Un peigne XE: R9EXHS05.
• Deux disjoncteurs différentiels: Hi R9PDCF10.

Conseils concernant le matériel électrique:

Voici quelques conseils au niveau du matériel électrique qui peuvent être utiles pour l’installation électrique d’un local astronomique.

La prise usb murale:

Certains appareils s’alimentent en USB. Ils possèdent bien souvent un transformateur, mais par expérience, ces derniers gênent souvent pour brancher plusieurs prises électriques les unes à côté des autres.

L’installation d’une prise USB murale solutionne cet inconvénient.

Coffret et matériel IP65:

L’observatoire, c’est un lieu parfois humide, surtout l’hiver. L’utilisation d’appareillage électrique IP65 est donc tout indiquée.

On peut également utiliser un coffret électrique du même type avec une porte et une protection.

Installation d’un Parafoudre:

Les appareils branchés au niveau du local d’astronomie sont la plupart du temps déconnectés de l’installation quand il y a de l’orage. Effectivement, ce n’est pas un temps propice à l’observation!

Mais en cas d’oublie, l’installation électrique et les appareils qui sont connectés sur cette même installation sont vulnérables en cas de foudroiement.

Pour ce faire, il faut installer un parafoudre en tête de l’installation électrique, au niveau du tableau général. J’ai rédigé un article complet sur le parafoudre que vous pouvez retrouver ici.

Conclusion:

Pour conclure, les solutions que je vous ai proposées ici sont valables uniquement si on est en capacité d’amener le courant électrique au niveau de l’observatoire.

Si c’est possible, autant le faire! En effet, même si les alimentations 12V et les batteries sont communément utilisées dans ce domaine, la présence de 230V est bien plus pratique en terme d’utilisation.

Enfin, dans l’impossibilité d’alimenter en électricité le local astronomique (en site isolé) la dernière alternative consiste à concevoir une solution autonome à base de panneaux photovoltaïques et de batteries.