Les installations électriques sont de plus en plus sollicitées: comment éviter la surcharge?

Les installations électriques domestiques sont de plus en plus sollicitées, notamment en raison de l’intégration de panneaux solaires, de bornes de recharge, de batteries et de pompes à chaleur. En soi, cela ne pose pas de problème si l’installation complète est conçue pour y faire face. Il appartient à l'électricien d'évaluer les adaptations nécessaires, de renforcer l'installation le cas échéant et de la doter des protections adéquates.

Les panneaux solaires, les batteries, les pompes à chaleur et les bornes de recharge sont de plus en plus présents dans les bâtiments. Ils produisent et consomment de l’électricité, ou la stockent, ce qui impose des exigences supplémentaires à l’installation électrique. Celle-ci doit être adaptée en conséquence et, si nécessaire, être étendue ou renforcée.

ÉTAPE 1: Quel raccordement au compteur?

Le raccordement au compteur détermine la quantité maximale de courant qui peut entrer dans la maison. Il existe trois types de raccordement:

• Raccordement monophasé (1x230V): La puissance est généralement protégée par un disjoncteur de 40A ou de 63A, ce qui fournit une puissance maximale de respectivement 9,2 kW ou 14,5 kW.

• Raccordement triphasé sans neutre (3x230V): Avec une protection standard de 32A, par exemple, la puissance maximale est d’environ 12,7 kW.

• Raccordement triphasé avec neutre (3x400V + N): Avec une protection standard de 25A, la puissance utile atteint déjà 17,3 kW.

Vérifiez toujours au préalable si le compteur (= le disjoncteur principal du gestionnaire de réseau) est capable de supporter cette charge plus élevée. Dans la négative, il est possible de demander une offre au gestionnaire de réseau pour un renforcement de raccordement.

Lors de l’installation de panneaux photovoltaïques

C'est la puissance de l'onduleur qui est déterminante. En Belgique, la puissance maximale de l'onduleur raccordé à un raccordement monophasé standard (230 V) ne peut pas dépasser 5 kVA. Dès qu'une installation plus importante est posée et que la puissance de l'onduleur excède 5 kVA, il faut passer à un raccordement triphasé (3x230 V ou 3x400 V + N).

Lors de l’installation d’une borne de recharge

Pour pouvoir recharger une voiture électrique à une vitesse confortable, on choisit souvent de renforcer le raccordement au compteur vers un raccordement triphasé (généralement 3x400 V + N). En effet, une personne disposant d'un raccordement monophasé standard de 40 A ne bénéficie que d'une puissance totale maximale de 9,2 kW. Une borne de recharge qui charge par exemple à 11 kW (triphasé 16 A) consomme à elle seule plus de courant que ce que l'ensemble du raccordement monophasé peut fournir. Un renforcement vers du 3x400 V + N à 25 A fournit plus de 17 kW.

Une remarque à ce sujet: sur les bornes de recharge modernes, la puissance de charge est modulée à la baisse (via un système d'équilibrage de charge) lorsque d'autres appareils, comme une pompe à chaleur ou une taque de cuisson, consomment également de l'électricité. Cela limite les pics de consommation (et donc aussi le tarif capacitaire) et peut rendre un renforcement de raccordement superflu. L'inconvénient est toutefois que la voiture électrique met plus de temps à se recharger.

Lors de l’installation d’une pompe à chaleur

Tout comme une borne de recharge, une pompe à chaleur est un gros consommateur d’électricité qui, surtout pendant les froides journées d’hiver, prélève une part importante de la puissance électrique disponible. La nécessité d'un renforcement dépend de la puissance de crête de la pompe à chaleur. Cette puissance de crête correspond à la somme de la consommation maximale de la pompe à chaleur en fonctionnement normal (par ex. 3.500 W) et de la consommation de la résistance électrique d'appoint (par ex. 6.000 W). Cette puissance de crête (= 9.500 W), convertie en A (9.500 W / 230 V = 41,30 A), indique combien d'A il reste lors d'une journée glaciale. Avec un raccordement standard de 40 A, il y a même un déficit. La pompe à chaleur suffit alors à elle seule à faire déclencher le disjoncteur principal, avant même qu'une lampe ou le four ne soit allumé.

L’importance du facteur de simultanéité

Pour éviter de surdimensionner inutilement une installation électrique, le RGIE applique le facteur de simultanéité. Celui-ci tient compte du fait que tous les appareils électriques d'une habitation ne fonctionnent jamais simultanément à pleine puissance. Chaque circuit électrique se voit donc attribuer un facteur de simultanéité.

Pour les circuits domestiques normaux (éclairage, prises de courant, lave-linge), on applique généralement en pratique un facteur de simultanéité de 0,5 à 0,8. Prenons par exemple le circuit d'une taque à induction avec une demande de courant maximale de 16 A. Après application d'un facteur de simultanéité de 0,6, il ne pèse plus que 9,6 A. Pour les prises de courant et l'éclairage avec une demande de courant maximale de 10 A, ce poids n'est plus que de 5 A après application d'un facteur de simultanéité de 0,5.

Une pompe à chaleur et une borne de recharge relèvent toutefois d'une autre catégorie et peuvent fonctionner pendant des heures à leur puissance maximale. Pour ces appareils, un facteur de simultanéité de 1 est obligatoire. Une pompe à chaleur d'une puissance de crête de 42 A compte donc intégralement pour 42 A après application du facteur de simultanéité de 1.

Pour calculer la demande de courant réaliste, toutes les demandes de courant corrigées par le facteur de simultanéité sont additionnées (9,6 A + 5 A + 42 A + …). Cela permet de déterminer si le raccordement monophasé de 40 A suffit (ce qui n'est donc pas le cas ici).

ÉTAPE 2: Comment structurer le tableau de répartition?

Le tableau de distribution répartit le courant provenant du compteur vers les différents circuits.

Le câble principal vers le tableau de distribution

La section du câble principal qui relie le compteur au tableau de distribution doit être adaptée au calibre du disjoncteur principal du compteur.

• Pour un raccordement monophasé (jusqu’à 40A / 63A): on utilise généralement un câble 3G10 mm² ou 3G16 mm² (phase + neutre + terre).

• Pour un raccordement triphasé (par ex. 3x25A ou 3x32A): on utilise un câble 4G10 mm² ou 5G10 mm² (3 phases + neutre + terre en option).

Choisir les bons interrupteurs différentiels

Le courant entre dans le tableau de distribution par le dispositif de protection à courant différentiel principal (le dispositif différentiel à courant résiduel). Celui-ci est donc placé en tête de l'installation: il protège l'habitation contre les risques d'incendie causés par des défauts d'isolement et offre une protection de base contre l'électrocution. En Belgique, le RGIE prescrit l'installation d'au moins un différentiel principal d'un courant différentiel assigné de 300 mA dans toute installation domestique. En effet, un courant de fuite permanent supérieur à 300 mA peut générer localement une chaleur suffisante pour provoquer des étincelles et enflammer les matériaux environnants (tels que les matériaux isolants ou le bois). En déclenchant dès 300 mA, l'interrupteur élimine ce risque d'incendie.

Par ailleurs, il convient également de prévoir au moins un dispositif de protection à courant différentiel plus sensible. Ces interrupteurs différentiels déclenchent dès un courant de fuite de 30 mA. Auparavant, cette protection n'était obligatoire que pour les locaux humides. Cela signifiait que seuls la salle de bains, le lave-linge, le sèche-linge et le lave-vaisselle devaient être protégés par un différentiel de 30 mA.

Depuis la modification du Livre 1 du RGIE le 1er juin 2023, tous les autres circuits 'secs', tels que les prises de courant et l'éclairage du salon ou des chambres à coucher, doivent également être raccordés en aval d'un tel différentiel plus sensible. Comme un nombre beaucoup plus important de circuits doit désormais être protégé par un différentiel de 30 mA, le RGIE a toutefois fixé une limite maximale de 8 disjoncteurs par interrupteur différentiel de 30 mA. Cela évite que l'interrupteur ne déclenche intempestivement en permanence sous l'effet du faible courant de fuite naturel de plusieurs appareils. Certains appareils fixes raccordés sur un circuit dédié spécifique (tels qu'une cuisinière électrique, un four fixe, une pompe à chaleur ou un chauffage central) ne doivent pas être protégés par le différentiel de 30 mA et peuvent rester raccordés directement en aval du différentiel principal de 300 mA.

Outre la différence entre les interrupteurs de 300 mA et de 30 mA, trois autres éléments sont à prendre en compte dans le choix d’un interrupteur différentiel:

• l'intensité nominale du différentiel en A (par ex. 40A ou 63 A): il s’agit du courant maximal pouvant traverser en continu le différentiel sans que ses contacts internes ne fondent. Elle doit toujours être supérieure ou égale à l'intensité du disjoncteur principal placé en amont (en l'occurrence, le disjoncteur principal du compteur). Si le disjoncteur principal est de 40 A, le différentiel principal doit être d'au moins 40 A.

• le nombre de pôles (bipolaire ou tétrapolaire): un raccordement monophasé standard (1x230V) nécessite un interrupteur différentiel bipolaire, tandis qu’un raccordement triphasé au réseau (2x230V ou 3x400V + N) nécessite un interrupteur différentiel tétrapolaire.

• le type d’interrupteur différentiel (type A ou type B): dans les installations domestiques standard, on utilise un interrupteur différentiel de type A, qui détecte parfaitement les courants alternatifs et les courants continus pulsés. L’arrivée des bornes de recharge et des onduleurs photovoltaïques triphasés change la donne. En cas de défaut, ces appareils peuvent en effet laisser fuir un courant de défaut continu pur. Si ce courant de fuite dépasse 6 mA, un interrupteur différentiel standard de type A est saturé et ne peut plus détecter un courant de fuite alternatif supplémentaire (par exemple à cause d’un grille-pain défectueux ou d’un défaut d’isolation dans la salle de bains). L’interrupteur différentiel de type A ne se déclenche alors plus automatiquement, ce qui représente un danger mortel. Le RGIE impose donc qu’une borne de recharge soit protégée par un interrupteur différentiel de type B, à moins que la borne ne soit déjà équipée d’une protection intégrée contre les courants de fuite continus de 6 mA (RDC-DD). Pour certains onduleurs photovoltaïques triphasés également, le fabricant prescrit un type B afin de garantir la sécurité.

Choisir les disjoncteurs (fusibles) adaptés

Chaque circuit doit être équipé d’un disjoncteur qui le protège contre:

• la surcharge (= un courant trop élevé circulant dans le circuit, susceptible de provoquer un échauffement dangereux du câble)

• le court-circuit (= un pic de courant soudain).

Le disjoncteur est choisi en fonction de la section du câble du circuit. Par exemple, un câble standard de 2,5 mm² alimentant les prises peut techniquement supporter un courant d’environ 25 A avant de chauffer dangereusement. Le disjoncteur est volontairement calibré plus bas: dans le tableau de distribution, on place un disjoncteur de 20 A sur ce câble. Ainsi, le courant n'a jamais l'occasion d'atteindre les 25 A auxquels le câble fondrait.

La section du câble détermine donc toujours le calibre maximal autorisé pour le disjoncteur. Il est strictement interdit de placer un disjoncteur de calibre supérieur sans remplacer le câble:

• 1,5 mm² = disjoncteur de max. 16A (interrupteurs et lampes)

• 2,5 mm² = disjoncteur de max. 20A (prises standard, circuits mixtes (éclairage + prises), lave-vaisselle, lave-linge et sèche-linge)

• Pour les appareils plus gourmands, comme une borne de recharge ou une pompe à chaleur, on utilise des câbles de 4 mm² (max. 25A), de 6 mm² (max. 32A-40A), voire de 10 mm² (max. 40A-50A), selon la puissance et la distance.

Par ailleurs, il est également possible de choisir entre des disjoncteurs bipolaires et tétrapolaires. Un raccordement monophasé requiert des disjoncteurs bipolaires. Avec un raccordement triphasé, il est possible de placer un mélange de disjoncteurs bipolaires et tétrapolaires en aval d'un interrupteur différentiel tétrapolaire:

• disjoncteurs bipolaires: pour tous les circuits normaux de l'habitation (éclairage, prises de courant, lave-vaisselle, etc.). Le disjoncteur est raccordé à chaque fois sur l'une des trois phases + le neutre.

• disjoncteurs tétrapolaires: uniquement pour les appareils lourds spécifiques qui nécessitent réellement une alimentation triphasée (400 V) (comme une pompe à chaleur ou une borne de recharge triphasée). Le disjoncteur est alors raccordé aux trois phases + le neutre.

ÉTAPE 3: Faut-il des protections supplémentaires?

Lorsque des installations de production d'électricité sont raccordées au tableau de distribution (par exemple des panneaux photovoltaïques ou une batterie domestique), un cumul de courants peut se produire. Dans un tableau de distribution standard, le courant du réseau entre par l'interrupteur différentiel principal. Supposons que le raccordement au réseau soit de 40 A: tous les composants du tableau (tels que les interrupteurs différentiels de 30 mA situés en aval) sont alors dimensionnés pour 40 A. C'est parfaitement sûr. Toutefois, si l'on ajoute des panneaux photovoltaïques (ou une batterie), une seconde source de courant est raccordée au tableau. Si, par exemple, l'onduleur des panneaux photovoltaïques peut injecter au maximum 20 A, un courant de 60 A (40 A provenant du réseau et 20 A des panneaux photovoltaïques) peut alors traverser simultanément le tableau vers les disjoncteurs par une journée ensoleillée. Si les interrupteurs différentiels de 30 mA ou les peignes de raccordement du tableau ne sont conçus que pour 40 A, ils risquent une grave surchauffe.

Pour éviter que les composants ne fondent, le RGIE exige que le tableau soit protégé. Deux solutions s'offrent alors à vous:

• Renforcer tous les différentiels et les barres de pontage pour les porter, dans ce cas, à 63 A: cette solution est souvent très coûteuse, car plusieurs différentiels doivent être entièrement remplacés.

• Installer un disjoncteur de remaillage: un disjoncteur divisionnaire de 40 A est installé directement en aval de l'interrupteur différentiel principal et en amont des interrupteurs différentiels de 30 mA. Le disjoncteur de remaillage agit comme un limiteur physique: dès que le courant combiné circulant vers les interrupteurs différentiels de 30 mA risque de dépasser 40 A, le disjoncteur de remaillage déclenche. Tous vos composants existants de calibre inférieur (40 A) restent ainsi parfaitement protégés. Attention toutefois: les disjoncteurs raccordés directement en aval de l'interrupteur différentiel principal (et donc en amont du disjoncteur de remaillage) doivent quant à eux pouvoir supporter les 60 A.

L'EMS donne également un coup de main à cet égard. L'EMS mesure chaque seconde avec précision la quantité de courant qui entre dans l'habitation depuis le réseau et la quantité de courant produite par les panneaux photovoltaïques ou la batterie domestique. L'intensité nominale des interrupteurs différentiels est paramétrée dans le logiciel (p. ex. 40 A). Dès que la somme du courant du réseau et du courant autoproduit circulant vers les interrupteurs différentiels de 30 mA dépasse 40 A, l'EMS envoie immédiatement un signal numérique à l'onduleur ou à la borne de recharge pour moduler légèrement leur puissance à la baisse. Un EMS peut également être utilisé pour limiter le tarif capacitaire. La borne de recharge ou la pompe à chaleur consomment alors moins de courant au moment où l'on cuisine par exemple (= équilibrage de charge), afin que le pic de courant mensuel reste plus bas.

ÉTAPE 4: N’oubliez pas le contrôle!

En Belgique, une installation électrique domestique doit faire l'objet d'un contrôle de conformité (conformément au RGIE) dans les situations suivantes:

• Avant la mise en service d’une nouvelle installation.

• En cas de modification ou d’extension importante de l’installation (par ex. l’ajout d’un circuit, de panneaux solaires, d’une batterie domestique ou d’une borne de recharge). Seule l’extension doit alors être contrôlée.

• En cas de renforcement du raccordement au compteur.

• Lors de la vente d’une habitation (il incombe à l’acheteur de faire contrôler à nouveau l’installation électrique).

• Après 25 ans, un nouveau contrôle de conformité est exigé afin de continuer à garantir la sécurité de l'installation domestique.

Avec nos remerciements à: ABB, Hager, Legrand et Schneider Electric