Calculateur de section de câble et de chute de tension

Principe de la chute de tension

Un câble présente une résistance. Lorsqu’un courant le traverse, une partie de la tension d’alimentation est perdue et la charge reçoit une tension plus faible. Une chute excessive échauffe les moteurs, réduit l’éclairage et peut arrêter l’électronique. Les règlements et cahiers des charges fixent donc une limite.

Formules

• Monophasé et courant continu : ΔV = 2 × L × I × (ρ / S × cos φ + x × sin φ)
• Triphasé : ΔV = √3 × L × I × (ρ / S × cos φ + x × sin φ)

L est la longueur en aller simple (m), I le courant (A), S la section (mm²), ρ la résistivité (Ω·mm²/m) et x la réactance linéique (Ω/m). Avec une réactance nulle et un facteur de puissance de 1, on retrouve ΔV = 2 × L × I / (k × S), où k est la conductivité : 56 pour le cuivre et 35 pour l’aluminium.

Exemple

Une charge de 16 A à 25 m sous 230 V monophasés est alimentée par du cuivre de 2,5 mm². ΔV = 2 × 25 × 16 / (56 × 2,5) = 5,71 V, soit 2,48 % de 230 V.

Quelle résistivité utiliser ?

Une conductivité de 56 correspond à du cuivre presque froid. Sous charge, le câble s’échauffe et sa résistance augmente. L’annexe G de l’IEC 60364-5-52 utilise 1,25 fois la résistivité à 20 °C pour la température de service : 0,0225 pour le cuivre et 0,036 Ω·mm²/m pour l’aluminium. Le même exemple donne alors 7,2 V, soit 3,13 %. Utilisez l’option IEC pour une estimation prudente.

Portée de la section proposée

L’onglet « Proposer une section » donne la plus petite section normalisée respectant la limite de chute de tension saisie. Cela ne signifie pas que le câble peut transporter ce courant. Le courant admissible dépend du mode de pose (conduit, chemin de câbles, enterré), de la température ambiante, du nombre de câbles groupés et de l’isolant. Il se lit dans les tableaux de l’IEC 60364-5-52 ou de la norme nationale applicable. Sur une liaison courte, le courant admissible est généralement déterminant. Sur une liaison longue, c’est la chute de tension. Vérifiez les deux et retenez la plus grande section. Vérifiez aussi séparément la protection et la tenue aux défauts francs.

Limites

Le calcul suppose une charge concentrée en bout de liaison et équilibrée en triphasé. L’effet de peau dans les grandes sections, les harmoniques et le courant de démarrage des moteurs ne sont pas inclus.

Questions fréquentes

Comment calculer la chute de tension dans un câble ?

Pour un circuit monophasé de 230 V, une longueur de 25 m en aller simple, une charge de 16 A et des conducteurs en cuivre de 2,5 mm², l’hypothèse du conducteur froid donne une chute de 5,714 V, soit 2,484 %. Les deux conducteurs sont inclus, avec un facteur de puissance unitaire et une réactance nulle. Un conducteur échauffé sous charge produit une chute supérieure. Cette estimation préliminaire nécessite une résistivité à la température de service pour la sécurité, ainsi que des vérifications du courant admissible, de la tenue aux défauts francs et de la protection.

Calculer avec ces valeurs