INSTALLALLER UN SYSTÈME D'ALARME FILAIRE (partie 2/4)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : à la fin de ce chapitre l’élève sera capable de - lire et interpréter le schéma électrique d’une centrale d’alarme filaire ; - câbler correctement un clavier et une sirène sur cette centrale en respectant les codes de couleur, les sections de conducteurs et les consignes de sécurité ; - réaliser les tests de continuité, d’isolement et de fonctionnement avant mise sous tension ; - appliquer les normes de sécurité électrique en vigueur au Cameroun (NF C 15‑100, arrêté MINEE du 12 mai 2018 relatif aux systèmes de détection d’intrusion). **Prérequis** : notions de base en électricité (tension, courant, résistance, loi d’Ohm), lecture de schémas unifilaires, connaissance des outils de base (pince à dénuder, tournevis, multimètre, pince à sertir), familiarité avec les composants d’un système d’alarme (centrale, clavier, sirène, alimentation 12 V DC). --- ### Introduction contextualisée Au Cameroun, la hausse de la délinquance urbaine et la nécessité de protéger les biens privés et publics ont conduit à un déploiement croissant de systèmes d’alarme filaires, notamment dans les zones urbaines de Yaoundé, Douala et Garoua. Ces systèmes offrent une fiabilité supérieure aux solutions sans fil grâce à l’immunité aux interférences radio et à la possibilité de supervision continue des lignes. Le référentiel du MINESEC/IGE pour la série MIE insiste sur la maîtrise du câblage des périphériques (clavier, sirène) afin de garantir une installation conforme aux normes de sécurité et prête à passer l’épreuve pratique du probatoire. Ce chapitre constitue la deuxième partie du module « Installation d’un système d’alarme filaire » et se concentre exclusivement sur le raccordement du clavier et de la sirène sur la centrale. --- ## I. Activités de remédiation ### Rappel des grandeurs électriques de base > **>** *Tension (U) : différence de potentiel entre deux points, exprimée en volts (V).* > **>** *Courant (I) : flux de charges électriques, exprimé en ampères (A).* > **>** *Résistance (R) : opposition au passage du courant, exprimée en ohms (Ω).* > **>** *Loi d’Ohm : U = I × R.* ### Code couleur des fils d’alimentation et de signal | Fonction | Couleur habituelle (Cameroun) | Tension typique | |----------|------------------------------|-----------------| | +12 V d’alimentation | Rouge | 12 V DC | | Masse (0 V) | Noir | 0 V | | Ligne de données (DATA) | Jaune ou Vert | Signal 0‑5 V | | Ligne d’acquittement (ACK) | Blanc ou Marron | Signal 0‑5 V | | Sortie d’alarme (NO/NC) | Orange | Contact potentiellement libre, commute la tension d’alimentation (souvent 12 V DC) lorsqu’activé | ### Consignes de sécurité avant toute manipulation > **>** *Couper l’alimentation principale de la centrale et vérifier l’absence de tension avec un multimètre en mode voltmètre.* > **>** *Porter des équipements de protection individuelle (gants isolants, lunettes de sécurité).* > **>** *Vérifier l’isolement entre conducteurs de puissance et de signal (valeur minimale 1 MΩ).* > **>** *Ne jamais travailler sous tension sauf si une procédure de travail sous tension est autorisée et encadrée.* ### Procédure de test de continuité et d’isolement 1. Régler le multimètre sur la position Ω (continuité). 2. Placer les pointes aux extrémités du conducteur à tester ; un bip indique une continuité < 1 Ω. 3. Passer en mode mégohmmètre (ou mesure de résistance élevée) ; appliquer 500 V entre le conducteur et la masse ; lire la résistance d’isolement. Une valeur > 1 MΩ est considérée comme satisfaisante pour les circuits de faible puissance. --- ## II. Leçon 9 : Câblage du clavier sur une centrale d’alarme filaire ### 9.1. Notions et définitions > **>** *Clavier d’alarme : périphérique permettant l’armement/désarmement du système, généralement alimenté en 12 V DC et communiquant avec la centrale par une liaison série (protocole propriétaire, ex. RS‑485). > **>** *Borniers : points de connexion vissés ou à ressort sur la centrale et le clavier où les conducteurs sont attachés.* Le clavier consomme typiquement entre 100 mA et 200 mA. La centrale fournit une sortie +12 V protégée par un fusible de 500 mA à 1 A. ### 9.2. Schéma de principe ``` Centrale Clavier +12V -----------+----------+ +12V (rouge) GND -----------+----------+ GND (noir) DATA -----------+----------+ DATA (jaune) ACK -----------+----------+ ACK (blanc) ``` ### 9.3. Étapes de câblage pas à pas 1. **Repérage des borniers** : sur la centrale, localiser les borniers marqués **+12V**, **GND**, **DATA**, **ACK** (souvent situés sur le côté droit du tableau). Sur le clavier, identifier les borniers correspondants (souvent sérigraphiés). 2. **Préparation des conducteurs** : dénuder 6 mm d’isolant sur chaque fil, torsader les brins si le câble est multibrins, puis sertir un embout de type **cosses à sertir** ou préparer pour une connexion à vis. 3. **Connexion de l’alimentation** : - Connecter le fil rouge du clavier au bornier **+12V** de la centrale. - Connecter le fil noir du clavier au bornier **GND** de la centrale. 4. **Connexion des lignes de signal** : - Fil jaune → bornier **DATA**. - Fil blanc → bornier **ACK**. 5. **Vérification mécanique** : s’assurer que chaque vis est bien serrée (couple recommandé 0,5 Nm) ou que chaque cosse est bien enfoncée dans le bornier à ressort. 6. **Test de continuité** : vérifier qu’il n’y a pas de court‑circuit entre +12V et GND, et que chaque ligne de signal présente une continuité vers le clavier. 7. **Mesure d’isolement** : appliquer 500 V entre le groupe d’alimentation (+12V/GND) et le groupe de signaux (DATA/ACK) ; lire > 1 MΩ. 8. **Mise sous tension** : remettre le fusible, puis alimenter la centrale. Observer l’affichage du clavier (il doit s’allumer et afficher le statut « prêt »). ### 9.4. Exemple chiffré de chute de tension Données : - Courant consommé par le clavier : **I = 150 mA = 0,15 A**. - Longueur du câble **aller** : **L = 10 m** (le retour est identique, donc longueur totale = 2L = 20 m). - Section du conducteur cuivre : **S = 0,5 mm²**. - Résistivité du cuivre à 20 °C : **ρ = 0,01724 Ω·mm²/m**. Résistance d’un conducteur : \[ R_{\text{aller}} = \rho \frac{L}{S} = 0,01724 \times \frac{10}{0,5} = 0,3448\;Ω \] Résistance aller‑retour : \[ R_{\text{total}} = 2 \times R_{\text{aller}} = 0,6896\;Ω \] Chute de tension aller‑retour : \[ \Delta U = I \times R_{\text{total}} = 0,15 \times 0,6896 = 0,1038\;V \] Comme ΔU < 0,5 V (seuil habituel pour une alimentation 12 V stable), le câble de 0,5 mm² est adapté. ### 9.5. Tableau récapitulatif des borniers | Fonction | Borne centrale | Couleur fil | Borne clavier | |----------|----------------|------------|---------------| | +12 V | +12V | Rouge | VCC | | GND | GND | Noir | GND | | DATA | DATA | Jaune | DATA | | ACK | ACK | Blanc | ACK | > **>** *Après chaque connexion, revérifier le serrage et effectuer un test de continuité avant de passer à l’étape suivante.* --- ## III. Leçon 10 : Câblage de la sirène sur une centrale d’alarme filaire ### 10.1. Notions et définitions > **>** *Sirène d’alarme : dispositif acoustique (souvent piezoélectrique ou électromagnétique) qui émet un signal sonore lorsqu’elle est alimentée, généralement en 12 V DC.* > **>** *Sortie d’alarme (ALARM OUT) : contact potentiellement libre (NO/NC) de la centrale qui commute lorsqu’une zone est en déclenchement.* > **>** *Relais d’intermédiaire : composant électromécanique permettant de commander une charge de courant supérieur à celui que la sortie de la centrale peut fournir directement.* La sirène consomme entre 300 mA et 600 mA selon le modèle. Certaines centrales limitent le courant de leurs sorties d’alarme à 250 mA ; dans ce cas, un relais de puissance (12 V DC, bobine 70 mA, contacts 10 A) est indispensable. ### 10.2. Schéma de principe ``` Centrale Sirène +12V ------------------+----------+ +12V (rouge) → + de la sirène | | ALARM OUT (NO) ---------+ | | | +--[Relais]--+ GND (noir) → - de la sirène | GND commun ``` Dans le cas où la sortie ALARM OUT supporte directement le courant de la sirène, le relais peut être omis et la sirène est branchée en parallèle avec une résistance de supervision (souvent 1 kΩ) afin de détecter une coupure de fil. ### 10.3. Étapes de câblage pas à pas 1. **Identifier la sortie d’alarme** : sur la centrale, repérer le bornier marqué **ALARM OUT** (souvent avec un symbole de cloche). Noter si c’est un contact **NO** (normalement ouvert) ou **NC** (normalement fermé). 2. **Vérifier le courant admissible** : consulter la fiche technique de la centrale ; si le courant nominal de sortie < courant de la sirène, prévoir un relais. 3. **Préparer les fils** : dénuder 6 mm, torsader les brins, sertir des cosses ou préparer pour vis. Utiliser un fil de section adaptée (voir calcul ci‑dessous). 4. **Cas sans relais (courant admissible suffisant)** : - Connecter le fil rouge de la sirène au bornier **ALARM OUT** (si NO) ou au commun + le fil noir au **GND** si la sortie est configurée en tant que tension. - Connecter le fil noir de la sirène au bornier **GND** de la centrale. - Ajouter une résistance de supervision de 1 kΩ entre le fil rouge et le +12V de la centrale (facultatif mais recommandé). 5. **Cas avec relais** : - Bobine du relais : connecter une extrémité au **+12V** de la centrale, l’autre à la sortie **ALARM OUT** (via une diode de roue libre 1N4001 en parallèle pour protéger contre les surtensions d’induction). - Contacts du relais : relier le contact **NO** du relais au **+12V** de la sirène, et le contact **COM** au **GND** commun. - Alimentation de la sirène : connecter son **+12V** au contact NO du relais, son **GND** au GND commun. 6. **Vérification mécanique** : serrer les vis à 0,5 Nm, s’assurer que les cosses sont bien enfoncées. 7. **Test de continuité** : vérifier qu’il n’y a pas de court‑circuit entre +12V et GND, et que la bobine du relais (si utilisée) présente une continuité. 8. **Mesure d’isolement** : appliquer 500 V entre le groupe d’alimentation (+12V/GND) et le groupe de commande (ALARM OUT, bobine relais) ; lire > 1 MΩ. 9. **Mise sous tension** : remettre le fusible, alimenter la centrale, puis déclencher une zone test (via le clavier) ; la sirène doit retentir immédiatement. ### 10.4. Exemple chiffré de dimensionnement du câble d’alimentation de la sirène Données : - Courant de la sirène : **I = 450 mA = 0,45 A**. - Longueur du câble **aller** : **L = 7,5 m** (le retour est identique, donc longueur totale = 2L = 15 m). - Section envisagée : **S = 0,75 mm²**. Résistance d’un conducteur : \[ R_{\text{aller}} = \rho \frac{L}{S} = 0,01724 \times \frac{7,5}{0,75} = 0,1724\;Ω \] Résistance aller‑retour : \[ R_{\text{total}} = 2 \times R_{\text{aller}} = 0,3448\;Ω \] Chute de tension aller‑retour : \[ \Delta U = I \times R_{\text{total}} = 0,45 \times 0,3448 = 0,155\;V \] ΔU = 0,155 V < 0,3 V → la section 0,75 mm² est suffisante. Si la longueur passait à 30 m aller‑retour (L = 15 m aller), alors : \[ R_{\text{total}} = 2 \times 0,01724 \times \frac{15}{0,75} = 0,6896\;Ω \] \[ \Delta U = 0,45 \times 0,6896 = 0,310\;V > 0,3 V \] Il faudrait alors passer à **1,0 mm²**. ### 10.5. Tableau récapitulatif des borniers | Fonction | Borne centrale | Couleur fil | Borne sirène / relais | |----------|----------------|------------|-----------------------| | +12 V alimentation | +12V | Rouge | + de la sirène (ou contact NO du relais) | | GND | GND | Noir | - de la sirène (ou COM du relais) | | ALARM OUT (NO) | ALARM OUT | Jaune | Bobine relais (via diode) ou directement + de la sirène si courant admissible | | GND commande | GND | Noir | Autres extrémité de la bobine relais | > **>** *Lorsqu’un relais est utilisé, toujours placer une diode de roue libre en parallèle avec la bobine pour absorber les surtensions d’induction lors de la coupure.* --- ## Synthèse du chapitre - **Objectif** : câbler clavier et sirène sur une centrale d’alarme filaire en respectant les codes couleur, les sections de conducteurs et les consignes de sécurité. - **Clavier** : alimentation +12 V/GND, lignes DATA/ACK ; consommation 100‑200 mA ; vérifier continuité et isolement > 1 MΩ. - **Sirène** : alimentation +12 V/GND via sortie ALARM OUT ou relais si courant > 250 mA ; ajouter diode de roue libre si relais ; résistance de supervision 1 kΩ recommandée. - **Calcul de chute de tension** : ΔU = I × (ρ·L/S) × 2 (avec L longueur aller) ; choisir la section afin que ΔU < 0,5 V (alimentation) ou < 0,3 V (commande relais). - **Sécurité** : couper l’alimentation, utiliser EPI, vérifier isolement, serrer les vis à 0,5 Nm, ne jamais travailler sous tension sans autorisation. - **Normes** : NF C 15‑100 (partie 547 – installations de sécurité), arrêté MINEE du 12 mai 2018 relatif aux systèmes de détection d’intrusion. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | Borne | Point de connexion vissé ou à ressort sur un appareil où un conducteur est fixé. | | Continuité | Propriété d’un conducteur permettant le passage du courant avec une résistance très faible (< 1 Ω). | | Isolement | Résistance entre deux conducteurs ou entre un conducteur et la masse ; valeur élevée indique une bonne séparation électrique. | | Relais électromécanique | Dispositif qui utilise une bobine pour actionner un contact permettant de commander une charge de courant supérieur à celui de la commande. | | Diode de roue libre | Diode placée en parallèle avec une charge inductive (bobine de relais) pour dissiper l’énergie stockée lors de la coupure. | | Section du conducteur | Aire transversale du cuivre exprimée en mm² ; détermine la résistance linéaire du câble. | | Chute de tension | Perte de tension le long d’un conducteur due à sa résistance et au courant qui le traverse (ΔU = I·R). | | Courant de consommation | Intensité moyenne qu’un appareil tire de l’alimentation lorsqu’il fonctionne en régime nominal. | | Sortie d’alarme (ALARM OUT) | Contact de la centrale qui commute lorsqu’une zone est en déclenchement, utilisé pour commander sirène ou relais. | | Supervision | Technique consistant à placer une résistance en parallèle avec une charge pour détecter une coupure de fil par variation de courant ou de tension. | --- ## Exercices d’application corrigés ### Exercice 1 – Câblage du clavier **Consigne** : Une centrale d’alarme fournit du +12 V protégée par un fusible de 500 mA. Le clavier à installer consomme 180 mA. La distance entre la centrale et le clavier est de 12 m aller‑retour. Déterminer la section minimale du câble d’alimentation (en mm²) afin que la chute de tension ne dépasse pas 0,4 V. **Corrigé** : - Courant I = 0,18 A. - Résistivité du cuivre ρ = 0,01724 Ω·mm²/m. - Longueur aller‑retour L = 12 m. - Chute de tension : ΔU = I × ρ × L / S. - On cherche S tel que ΔU ≤ 0,4 V : \[ S \ge \frac{I \times \rho \times L}{\Delta U} = \frac{0,18 \times 0,01724 \times 12}{0,4} = \frac{0,0372672}{0,4} = 0,0932\;mm² \] - La section commerciale la plus proche supérieure est **0,5 mm²** (standard). - Vérification : ΔU = 0,18 × 0,01724 × 12 / 0,5 = 0,0745 V << 0,4 V → conforme. **Réponse** : Utiliser un câble de **0,5 mm²** (2 × 0,5 mm² pour aller et retour). ### Exercice 2 – Câblage de la sirène avec relais **Consigne** : Une centrale possède une sortie d’alarme NO limitée à 200 mA. La sirène à installer consomme 500 mA. La bobine du relais choisi consomme 70 mA à 12 V. La distance entre la centrale et le relais est de 8 m aller‑retour, et entre le relais et la sirène de 6 m aller‑retour. Déterminer : a) La section du câble d’alimentation du relais (entre centrale et relais). b) La section du câble d’alimentation de la sirène (entre relais et sirène). En supposant une chute de tension maximale de 0,3 V sur chaque tronçon. **Corrigé** : **a) Alimentation du relais** - Courant dans ce tronçon = courant de la bobine = 0,07 A. - L = 8 m (aller‑retour). - ΔUmax = 0,3 V. - Section nécessaire : \[ S = \frac{I \times \rho \times L}{\Delta U} = \frac{0,07 \times 0,01724 \times 8}{0,3} = \frac{0,0096544}{0,3} = 0,0322\;mm² \] - Arrondir à la section commerciale supérieure : **0,5 mm²**. **b) Alimentation de la sirène** - Courant dans ce tronçon = courant de la sirène = 0,5 A. - L = 6 m (aller‑retour). - Section nécessaire : \[ S = \frac{0,5 \times 0,01724 \times 6}{0,3} = \frac{0,05172}{0,3} = 0,1724\;mm² \] - Section commerciale supérieure : **0,5 mm²** (on garde la même section pour simplifier le chantier). **Vérification** : - Pour le relais : ΔU = 0,07 × 0,01724 × 8 / 0,5 = 0,0039 V < 0,3 V. - Pour la sirène : ΔU = 0,5 × 0,01724 × 6 / 0,5 = 0,0207 V < 0,3 V. **Réponse** : Utiliser du câble **0,5 mm²** pour les deux tronçons (alimentation du relais et alimentation de la sirène). --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | Oublier de couper l’alimentation avant de toucher aux borniers | Risque de choc électrique ou de détérioration de la centrale | Toujours vérifier l’absence de tension avec un multimètre en mode voltmètre avant toute intervention. | | 2 | Inverser la polarité de la sirène (connecter le + au -) | La sirène ne fonctionne pas ou peut être endommagée (selon le type) | Repérer les marquages + et - sur la sirène et respecter le code couleur (rouge = +, noir = -). | | 3 | Utiliser une section de conducteur trop faible pour la distance | Chute de tension excessive → sous‑alimentation du clavier ou de la sirène → mauvais fonctionnement | Effectuer le calcul de chute de tension (ΔU = I·ρ·L/S×2) et choisir la section commerciale immédiatement supérieure. | | 4 | Omettre la diode de roue libre en parallèle avec la bobine du relais | Surtensions d’induction pouvant endommager la sortie d’alarme de la centrale | Installer systématiquement une diode 1N4001 (ou équivalente) en cathode sur le +12V et anode sur la borne de la bobine. | | 5 | Ne pas serrer suffisamment les vis des bornes | Contacts résistifs → échauffement, risque d’incendie ou perte de signal | Utiliser un tournevis dynamométrique réglé à 0,5 Nm (ou suivre les préconisations du fabricant). | | 6 | Laisser des fils nus dépassant du bornier | Court‑circuit potentiel entre +12V et GND ou entre signaux | Couper proprement les fils, utiliser des gaines thermorétractables ou du ruban isolant pour protéger les parties dénudées. | --- *Fin du cours.* *Ce document respecte les exigences du programme officiel MINESEC/IGE pour la série MIE, niveau Première, et prépare l’élève à l’épreuve pratique du probatoire.*