Calculer une section de cable : la methode, et les trois erreurs

Je reponds a cette question toutes les semaines, alors je pose la methode une bonne fois. Elle tient en une formule et trois pieges.

En courant continu, la chute de tension vaut 2 × rho × L × I / S. rho est la resistivite du cuivre, de l’ordre de 0,0175 ohm·mm²/m a temperature ambiante. L est la longueur d’un seul brin en metres — le 2 devant est la parce que le courant fait l’aller ET le retour. I est l’intensite en amperes, S la section en mm².

La cible sur un circuit 12 V : rester sous 3 % de chute, soit environ 0,36 volt. Sur un circuit d’eclairage on peut lacher un peu, sur une liaison batterie-convertisseur on ne lache rien.

Les trois erreurs, dans l’ordre ou je les vois :

1. Oublier le retour. « J’ai 6 metres » veut dire 12 metres de cuivre. La moitie des sous-dimensionnements vient de la.
2. Confondre deux calculs. La section qui tient le courant sans chauffer et la section qui tient la chute de tension ne sont pas la meme chose. On calcule les deux et on garde la plus grosse.
3. Raisonner en watts au lieu d’amperes. En 12 V, 1 000 W font plus de 80 amperes. Le chiffre qui fait peur n’est pas celui qu’on regarde.

Un exemple chiffre, parce que la formule seule ne parle a personne. Six metres de cable, 30 amperes, section 16 mm² :

2 × 0,0175 × 6 × 30 / 16 = 0,39 volt, soit 3,3 % de 12 V. Juste au-dessus de la cible.

En 25 mm² : 2 × 0,0175 × 6 × 30 / 25 = 0,25 volt, soit 2,1 %. La marche entre les deux sections coute quelques dizaines d’euros et se voit sur le multimetre.

Question de debutant : 0,39 contre 0,25 volt, en pratique ca change quoi ? On parle d’un dixieme de volt.

Ca change trois choses. La puissance perdue part en chaleur dans le cable plutot que dans l’appareil. Un convertisseur qui voit 11,6 V a son entree se coupe plus tot qu’un convertisseur qui voit 11,9 V, donc tu perds de la capacite utilisable a l’autre bout. Et la chute augmente avec le courant : ton dixieme de volt a 30 amperes devient un tiers de volt a 100.

Une precision sur le point 2, parce que c’est celui qu’on saute. La section qui tient le courant depend de l’environnement du cable, pas seulement du cable. Un conducteur a l’air libre evacue ; le meme conducteur dans une gaine fermee, contre une tole exposee au soleil, avec trois autres cables autour, n’evacue plus rien.

Les tables d’intensite admissible portent toujours des conditions de pose et des coefficients de correction. Les lire sans ces coefficients, c’est lire la moitie du tableau.

D’accord, et c’est bien pour ca que je dis de garder la plus grosse des deux sections. Dans un fourgon, la contrainte thermique arrive plus vite qu’on ne croit : c’est une boite en tole fermee.

Je vais faire le vieux ronchon. On a cable des vehicules pendant trente ans avec du 6 mm² partout et personne n’a brule. Est-ce qu’on ne se fait pas un peu peur ?

On cablait des vehicules qui tiraient 15 amperes en pointe, avec deux plafonniers et une pompe. Aujourd’hui le meme fourgon porte un convertisseur, une plaque a induction et un frigo a compression. Ce n’est pas la peur qui a change, c’est le courant.

Je profite du fil pour mon cas. Batterie sous le plancher cabine, convertisseur a l’arriere, environ 4,5 metres de cable. Le convertisseur est donne pour 1 200 W. Je pars sur quoi ?

1 200 W en sortie, avec un rendement de l’ordre de 90 %, ca fait autour de 1 330 W absorbes. A 12,5 V d’entree, tu es a peu pres a 107 amperes en pointe. Avec 4,5 metres :

2 × 0,0175 × 4,5 × 107 / 35 = 0,48 volt en 35 mm², soit 4 % de 12 V. En 50 mm² tu tombes a 0,34 volt, soit 2,8 %.

Donc 50 mm², et le fabricant du convertisseur donne presque toujours une section minimale dans sa notice — si elle est plus grosse que mon calcul, c’est la sienne qui gagne.

Est-ce qu’on corrige rho quand il fait chaud ? En cours on nous donne un coefficient de temperature pour le cuivre.

Oui, la resistivite du cuivre monte avec la temperature, et un cable charge chauffe donc se degrade lui-meme un peu. L’ordre de grandeur reste petit devant les autres approximations du calcul, mais il va toujours dans le mauvais sens. C’est une raison de plus de prendre la section au-dessus quand on hesite, pas de sortir une deuxieme formule.

Un point que ce fil n’a pas encore dit et qui compte sur un parc lithium : le lithium tient sa tension jusqu’au bout. Une batterie plomb qui s’affaisse te previent que tu tires trop ; un pack LiFePO4 reste plat et laisse passer le courant sans broncher. La faiblesse de cablage ne se signale plus par une baisse de tension, elle se signale par une cosse qui noircit.

J’ai amenage trois vehicules et je n’ai jamais fait ce calcul une seule fois. Je prenais la section du dessus par rapport a ce qui me semblait juste, et je n’ai jamais eu de probleme. Je le dis sans fierte : c’etait de la chance autant que du metier.

michel_1962 a ecrit :

Je prenais la section du dessus par rapport a ce qui me semblait juste

C’est exactement ce que le calcul donne neuf fois sur dix, et c’est pour ca que ca marchait. La formule ne sert pas a contredire ton reflexe, elle sert a savoir quand le reflexe se trompe — les grandes longueurs et les gros courants, ou l’intuition est toujours trop basse.

En maintenance industrielle on avait une habitude qui vaut ici : on ecrit la section, la longueur et le calibre du fusible sur une etiquette au depart du cable. Celui qui intervient trois ans plus tard n’a pas a remesurer. Ca coute une imprimante a etiquettes et ca fait gagner des heures.

Et ca se pose au plan, pas au montage. Je trace le cheminement avant de poser le premier meuble, je releve les longueurs sur le dessin, et le tableau des sections sort de la. Une longueur mesuree au metre ruban dans un fourgon a moitie monte est toujours sous-estimee.

Pour la partie generale sur la securite electrique, Promotelec publie des dossiers de vulgarisation lisibles, et les normes francaises se trouvent au catalogue de l’AFNOR. Attention : la NF C 15-100 qu’on y trouve vise les installations basse tension des batiments, pas le 12 V d’un vehicule. On la lit pour comprendre une logique, pas pour l’appliquer telle quelle.

Et cote fabricant, Victron Energy France met ses fiches produit en ligne avec les sections d’entree preconisees par modele. Quand un constructeur ecrit une section dans sa notice, elle passe avant tout ce qu’on a calcule ici : lui connait le courant de crete de sa machine, nous on l’estime.

Resume pour ceux qui arrivent par un moteur de recherche. Comptez la longueur aller-retour. Calculez la chute de tension, visez 3 % en 12 V. Verifiez separement que la section tient le courant dans les conditions de pose reelles, gaine et chaleur comprises. Gardez la plus grosse des deux sections, et si la notice du materiel en demande une plus grosse encore, c’est elle qui tranche. J’epingle.