Télérupteur, minuterie, double allumage : les montages d’éclairage

En CAP, on câble d'abord une lampe et un interrupteur, puis on découvre qu'un couloir à quatre portes ou une cage d'escalier se commandent autrement. Ce chapitre passe en revue les montages de commande d'éclairage de l'habitat et du petit tertiaire : ce que fait chaque appareil, comment il se câble, combien de conducteurs il demande, et comment choisir le bon montage pour une pièce.

Un rappel vaut pour tous les montages qui suivent : ils font partie d'un circuit d'éclairage, câblé en 1,5 mm² de cuivre au minimum, protégé par un disjoncteur de 16 A au plus, avec huit points lumineux au maximum par circuit. Et l'organe de commande coupe toujours la phase, jamais le neutre : une lampe éteinte ne doit pas rester sous tension dans sa douille.

Les montages de commande d'éclairage : vue d'ensemble

Tous les montages répondent à la même question : combien de points de commande, et que doit faire la lumière quand on relâche l'appareil ? Deux familles d'appareils coexistent. Les interrupteurs restent dans la position où on les laisse : simple allumage, double allumage, va-et-vient, permutateur. Les boutons poussoirs reviennent en position de repos grâce à un ressort : ils ne font que donner une impulsion, et c'est un appareil placé au tableau, télérupteur ou minuterie, qui décide de l'état de la lampe. La différence entre les deux est détaillée dans notre article sur la différence entre un bouton poussoir et un interrupteur va-et-vient.

Le simple allumage

C'est le montage de base : un interrupteur commande un ou plusieurs luminaires depuis un seul endroit. La phase part du disjoncteur et arrive sur l'une des bornes de l'interrupteur. De l'autre borne repart le retour lampe, qui rejoint le luminaire. Le neutre, lui, ne passe pas par l'interrupteur : il va directement du tableau au luminaire, en passant par la boîte de dérivation. Le conducteur de protection (vert-jaune) rejoint aussi le luminaire, pour les appareils de classe I.

Sur le chantier, comptez les conducteurs par tronçon. Entre la boîte de dérivation et l'interrupteur, il en faut deux : la phase et le retour lampe. Entre la boîte et le luminaire, trois : retour lampe, neutre et PE. Pour deux plafonniers sur le même interrupteur, on repique retour lampe et neutre d'un luminaire à l'autre. Les détails de câblage et de repérage des couleurs sont repris dans notre article sur le schéma électrique du simple allumage.

Le schéma du double allumage

Le double allumage commande deux éclairages d'une même pièce depuis le même endroit : plafonnier et éclairage sous meuble de la cuisine, plafonnier et applique de miroir de la salle de bains. On pose alors un interrupteur double : deux mécanismes indépendants dans un seul boîtier.

Le schéma se lit comme deux simples allumages qui partagent leur phase. La phase arrive sur la borne commune de l'interrupteur, qui alimente les deux mécanismes (sur beaucoup de modèles, un pont interne ou un petit strap les relie). Chaque mécanisme a ensuite sa propre sortie : retour L1 vers le premier éclairage, retour L2 vers le second. Le neutre part du tableau et dessert les deux luminaires. Il n'y a qu'un seul circuit et un seul disjoncteur : les deux éclairages restent sur le même circuit d'éclairage, et comptent chacun dans les huit points autorisés.

Au point de commande, il faut donc trois conducteurs : une phase et deux retours lampe. En rénovation, trois fils dans la boîte d'encastrement, dont deux retours, signalent un double allumage. Le branchement pas à pas est dans notre article sur le schéma électrique du double allumage.

Le va-et-vient, en deux mots

Dès que la pièce a deux accès, un séjour traversant ou un escalier entre deux niveaux, on passe au va-et-vient : deux interrupteurs reliés par deux navettes, qui permettent d'allumer et d'éteindre de chaque côté. Avec un permutateur intercalé sur les navettes, on monte à trois points. Ce montage a son propre chapitre : le cours sur le schéma va-et-vient détaille les bornes, le câblage, le permutateur et le dépannage. Retenez ici qu'au-delà de trois points de commande, le va-et-vient devient lourd à câbler et à dépanner, et que le télérupteur prend le relais.

Le télérupteur : principe et schéma 3 fils ou 4 fils

Le télérupteur est un relais bistable. Il comporte une bobine (bornes A1 et A2) et un contact de puissance. Chaque impulsion sur la bobine fait basculer le contact : s'il était ouvert, il se ferme, et inversement. Entre deux impulsions, il ne consomme rien et garde sa position : c'est un appareil à mémoire. Il se pose le plus souvent au tableau, sur rail.

On le commande avec des boutons poussoirs câblés en parallèle : ajouter un point de commande revient à piquer un poussoir de plus sur la ligne existante. Legrand recommande le télérupteur à partir de trois points de commande. Le nombre de poussoirs ordinaires n'est pas limité ; en revanche, les poussoirs lumineux laissent passer en permanence un petit courant par leur voyant, et ces courants s'additionnent dans la bobine. Au-delà d'un certain nombre, la bobine peut vibrer ou basculer seule : le fabricant fixe donc un maximum, par exemple 15 poussoirs lumineux sur les télérupteurs Legrand.

Le montage 4 fils

C'est le montage classique, celui que l'on apprend en premier. La phase part du disjoncteur vers les poussoirs ; de chaque poussoir revient un retour poussoir commun qui aboutit sur A1. L'autre borne de la bobine, A2, est reliée au neutre dans le tableau. Côté puissance, la phase entre sur le contact du télérupteur, le retour lampe en sort vers les luminaires, et le neutre rejoint les luminaires. Entre le tableau et le logement circulent donc quatre conducteurs, plus le PE : phase, retour poussoir, retour lampe, neutre.

Le montage 3 fils

Le montage 3 fils économise un conducteur. La bobine est alimentée en permanence par la phase, directement dans le tableau, sur A1. Les poussoirs sont raccordés entre A2 et le neutre, qu'ils partagent avec les luminaires. Quand on appuie, le poussoir ferme le circuit de la bobine côté neutre. Dans le logement ne circulent plus que trois conducteurs : retour lampe, retour poussoir et neutre. La lampe, elle, reste commandée par la phase à travers le contact du télérupteur : la règle de coupure de la phase est respectée. Il sert surtout en rénovation, quand la gaine est pleine. Notre article sur le câblage du télérupteur en 3 ou 4 fils compare les deux en détail, et le schéma, le symbole et le branchement du télérupteur sont repris dans un article dédié.

Un conseil de chantier : avant de modifier un montage à télérupteur existant, repérez s'il est en 3 ou en 4 fils. Un poussoir que l'on croit alimenté par la phase peut ne recevoir que le neutre. Un poussoir ajouté entre la phase et le retour poussoir d'un montage 3 fils ne commande rien, puisque la bobine se retrouve avec la phase sur ses deux bornes ; raccordé par erreur entre la phase et le neutre, il provoque un court-circuit à chaque appui.

Le montage minuterie : 3 fils, 4 fils, avec ou sans effet

La minuterie ressemble au télérupteur par sa commande : des poussoirs en parallèle, une bobine, un contact de puissance, un module au tableau. Mais son contact est temporisé. Un appui ferme le contact, et c'est l'appareil qui le rouvre au bout du temps réglé, de quelques dizaines de secondes à une dizaine de minutes selon les modèles. C'est le montage des cages d'escalier, des caves et des parkings : des lieux de passage où l'on oublie d'éteindre.

Les deux câblages vus pour le télérupteur existent aussi pour la minuterie. En 4 fils, les poussoirs reçoivent la phase et renvoient un retour poussoir vers la minuterie ; en 3 fils, les poussoirs ramènent le neutre. Beaucoup de minuteries modulaires récentes reconnaissent seules le type de câblage, mais la notice reste la référence, notamment pour le nombre de poussoirs lumineux admis : Legrand indique par exemple jusqu'à 50 poussoirs lumineux de 1 mA au plus sur sa minuterie modulaire. La plupart des modèles ont aussi un sélecteur de marche forcée, qui maintient l'éclairage allumé pendant un déménagement ou un nettoyage.

Reste le vocabulaire que l'on retrouve dans tous les sujets d'examen : avec effet et sans effet. Il décrit ce qui se passe quand on rappuie sur un poussoir pendant que la lumière est déjà allumée.

• Minuterie avec effet : le nouvel appui relance la temporisation depuis le début. Une personne qui monte lentement plusieurs étages rallume pour une durée complète à chaque palier.
• Minuterie sans effet : le nouvel appui est ignoré, la temporisation continue de s'écouler. L'extinction arrive à l'heure prévue au premier appui.

Sur les minuteries électroniques actuelles, ce comportement se choisit souvent par un sélecteur ou un réglage. Le chronogramme ci-dessous résume les trois comportements pour une même suite d'appuis. Le fonctionnement général et le schéma de base sont repris dans notre article sur le schéma de la minuterie électrique.

Télérupteur et minuterie : la différence

C'est la question la plus posée, et la réponse tient en une phrase : le télérupteur garde l'état que l'on lui donne, la minuterie revient seule à l'état éteint. Le télérupteur est bistable, il a deux positions stables et il attend l'impulsion suivante pour changer. La minuterie est monostable : sa seule position stable est « éteint », et l'état « allumé » ne dure que le temps de la temporisation.

Conséquence pratique : on remplace un télérupteur par une minuterie, ou l'inverse, sans toucher au câblage des poussoirs, en respectant le type de montage (3 ou 4 fils) et les bornes indiquées par le fabricant.

Le détecteur de mouvement et le détecteur de présence

Le détecteur supprime le geste : il allume quand il voit quelqu'un et éteint après un temps sans détection, réglable. La plupart utilisent un capteur infrarouge passif, sensible au déplacement d'une source de chaleur, et un seuil de luminosité qui évite d'allumer en plein jour.

Deux familles se distinguent. Le détecteur de mouvement réagit aux déplacements de grande amplitude : quelqu'un qui entre dans un garage, traverse une entrée ou longe une allée. Il convient aux lieux de passage. Le détecteur de présence, plus sensible, détecte aussi les micro-mouvements d'une personne presque immobile, assise à un bureau ou en réunion. Dans un bureau, un détecteur de mouvement éteindrait la lumière au-dessus d'un salarié immobile devant son écran.

Côté câblage, on rencontre deux versions. Le détecteur 3 fils reçoit la phase et le neutre pour s'alimenter, et renvoie un retour lampe : c'est le plus fiable. Le détecteur 2 fils se pose à la place d'un interrupteur, sans neutre, et s'alimente à travers la lampe : il impose une puissance minimale indiquée par le fabricant, et certaines petites charges LED sont trop faibles pour lui. Selon sa notice, un détecteur peut aussi commander une minuterie en parallèle des poussoirs.

Choisir le bon montage selon la pièce

Le choix part toujours de deux questions : combien d'accès ou d'endroits d'où l'on veut commander, et que se passe-t-il si quelqu'un oublie d'éteindre ? La norme NF C 15-100 impose au moins un organe de commande près de l'entrée de chaque pièce ; le reste relève de l'usage et du confort.

Un couloir à trois portes accepte un va-et-vient avec permutateur ou un télérupteur : le premier n'ajoute rien au tableau, le second facilite les ajouts futurs. Un escalier de maison reste en va-et-vient : une minuterie risquerait de couper la lumière en pleine descente.

Pour aller plus loin (bac pro et BTS)

Au-delà du câblage, les niveaux supérieurs raisonnent en charge commandée et en énergie. Un contact de télérupteur ou de minuterie a un calibre, souvent 16 A, mais ce calibre ne s'applique pas tel quel aux luminaires LED : leurs alimentations électroniques provoquent à la mise sous tension un courant d'appel très bref et très élevé, qui peut souder un contact. Les fabricants publient donc, pour chaque appareil, une puissance ou un nombre maximal de luminaires par type de charge. On les consulte avant de mettre vingt réglettes LED derrière un seul télérupteur ; au besoin, on intercale un contacteur.

Dans le tertiaire, le télérupteur s'enrichit d'entrées de commande centralisée (tout allumer, tout éteindre depuis l'accueil) et la minuterie d'un préavis d'extinction : quelques secondes avant la coupure, la lumière baisse ou clignote pour prévenir l'occupant, qui peut rappuyer. Ces fonctions se justifient par un calcul d'énergie, comme dans les exercices 5 et 7. Pour vérifier le dimensionnement d'un long circuit de couloir, reprenez la méthode du cours sur les sections de câble et la chute de tension.

Les erreurs qui reviennent

La plus grave est de couper le neutre au lieu de la phase. La lampe s'éteint, le montage semble fonctionner, mais la douille reste sous tension. La personne qui change l'ampoule, interrupteur ouvert, peut s'électriser. On vérifie toujours, au testeur, que la phase arrive sur l'interrupteur ou sur le contact du télérupteur.

Deuxième erreur, en stage : poser un interrupteur au lieu d'un poussoir sur un télérupteur ou une minuterie. L'interrupteur reste fermé, la bobine reste alimentée en permanence : le télérupteur ne bascule plus, la minuterie ne s'éteint plus, et la bobine chauffe.

Troisième erreur : mélanger 3 fils et 4 fils sur la même installation. Un poussoir ajouté « en 4 fils » sur une ligne câblée en 3 fils reçoit la phase là où les autres ramènent le neutre : au mieux il ne commande rien, au pire il relie phase et neutre et le disjoncteur déclenche au premier appui. On identifie le montage au tableau avant d'ajouter quoi que ce soit.

Quatrième erreur : dépasser le nombre de poussoirs lumineux admis. Le symptôme est déroutant : télérupteur qui claque tout seul, minuterie qui ne s'éteint jamais. On retire les voyants un par un pour confirmer le diagnostic.

Exercices corrigés sur les montages d'éclairage

Les trois premiers exercices correspondent au niveau CAP, les suivants au bac pro et au BTS. Cherchez avant d'ouvrir le corrigé.

Exercice 1. Dans une cuisine, un interrupteur double commande le plafonnier et une réglette sous meuble. Combien de conducteurs faut-il entre la boîte de dérivation et l'interrupteur ? Lesquels ?

Exercice 2. Proposez un montage pour chacun de ces lieux : un couloir desservant quatre chambres, la cage d'escalier d'un petit immeuble, un séjour à deux portes, un garage où l'on entre les bras chargés.

Exercice 3. Une minuterie est réglée sur 2 min. On appuie à t = 0, puis de nouveau à t = 1,5 min. À quel instant la lumière s'éteint-elle si la minuterie est avec effet ? Et sans effet ?

Exercice 4. On rénove un couloir commandé par un télérupteur et cinq poussoirs. La gaine entre le tableau et la première boîte ne peut recevoir que trois conducteurs en plus du PE. Quel montage retenir, et que circule-t-il dans cette gaine ? Où est raccordée la phase de la bobine ?

Exercice 5. Une cage d'escalier est éclairée par 6 luminaires LED de 12 W. Avant travaux, la lumière restait allumée en moyenne 10 h par jour. Avec une minuterie de 2 min, on compte 40 appuis par jour. Calculez l'énergie économisée par an, puis l'économie financière avec un prix de 0,25 € le kWh.

Exercice 6. Un télérupteur admet au plus 15 poussoirs lumineux. Le couloir d'un hôtel en compte 18. Expliquez le risque et proposez deux solutions.

Exercice 7. Un bureau paysager est éclairé par 4 luminaires LED de 36 W, allumés 10 h par jour, 220 jours par an. Les postes ne sont occupés en moyenne que 6 h par jour. On propose un détecteur de mouvement ou un détecteur de présence. Lequel choisir, et quelle économie annuelle peut-on espérer au maximum ?

Sources

• Legrand, Combien d'interrupteurs brancher sur un télérupteur ?, poussoirs, poussoirs lumineux et seuil de trois points de commande.
• Legrand, Comment brancher une minuterie sur un tableau électrique ?, montages 3 fils et 4 fils, poussoirs lumineux.
• Legrand, Quel détecteur de mouvement choisir ?, usages et temporisation des détecteurs.
• Legrand, Norme NF C 15-100 : les lumières, commande à l'entrée des pièces, points lumineux et circuits d'éclairage.

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