SCHEMAS ET PLAN DES EQUIPEMENTS ET INSTALLATIONS D'ALARMES (partie 2/3)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : - lire et interpréter un schéma d’implantation d’alarme correspondant aux cas 2, 3 et 4 du programme MIE ; - identifier chaque symbole (détecteur, centrale, sirène, alimentation, liaison, etc.) et préciser sa fonction ; - déterminer les zones de protection, le nombre nécessaire de détecteurs et les distances d’installation conformes aux normes camerounaises (NF C 15‑100, NF S 61‑937) ; - proposer un schéma d’implantation adapté à un local donné (bureau, atelier, commerce) en justifiant le choix des équipements et des chemins de câbles. **Prérequis** : - notions de base en électrotechnique (tension, courant, résistance, loi d’Ohm) ; - lecture de schémas unifilaires et de plans d’implantation électrique ; - connaissance des principaux détecteurs d’alarme (ouverture, mouvement, volumétrique, périmétrique) et de leurs caractéristiques techniques ; - notions de sécurité électrique (protection contre les surintensités, mise à la terre, disjoncteur différentiel). --- ## Introduction contextualisée Dans les établissements scolaires, les commerces ou les petites industries du Cameroun, la mise en place d’un système d’alarme anti‑intrusion relève de la responsabilité du technicien en systèmes de sécurité. Le schéma d’implantation constitue le document de référence qui guide l’installation, la maintenance et le dépannage. Il doit représenter fidèlement l’emplacement de chaque dispositif, les chemins de câbles (ou les liaisons radio), les zones de couverture et les points d’alimentation. Les trois cas étudiés (2, 3 et 4) correspondent à des niveaux de complexité croissante : du système filaire simple au système hybride filaire/sans‑fil, en passant par la combinaison de détecteurs périmétriques et volumétriques. Maîtriser leur lecture permet au futur technicien de garantir la conformité aux normes, d’optimiser le coût du matériel et d’assurer la sécurité des personnes et des biens. --- ## I. Leçon 20 : Lecture d’un schéma d’implantation d’une alarme cas 2 ### 1. Définition du cas 2 Le cas 2 désigne un système d’alarme **filaire** destiné à la protection **périmétrique** d’un local fermé (bureau, magasin, petit atelier). Il comporte essentiellement : - une centrale d’alarme (alimentation secteur 230 V ± 10 % avec batterie de secours) ; - des détecteurs d’ouverture (contacts magnétiques) installés sur les portes et fenêtres ; - une sirène d’alerte intérieure et/ou extérieure ; - un tableau de commande (clavier ou badge) relié à la centrale par un câble blindé. ### 2. Symboles et normes | Symbole | Signification | Référence norme | |---------|---------------|-----------------| | ▭ | Centrale d’alarme | NF C 15‑100 | | ◼ | Détecteur d’ouverture (contact magnétique) | NF S 61‑937 | | ⏚ | Sirène intérieure/extérieure | NF C 15‑100 | | ⎓ | Alimentation secteur 230 V | NF C 15‑100 | | ─── | Câble blindé (type SYT) | NF C 15‑100 | | ⚡ | Liaison terre | NF C 15‑100 | ### 3. Lecture pas à pas 1. **Repérer la centrale** : généralement située près du tableau électrique, alimentée par un disjoncteur différentiel 30 mA. 2. **Suivre les câbles** : chaque détecteur d’ouverture est relié à la centrale par un paire de conducteurs (phase + neutre) dans un câble blindé SYT ; la polarité n’est pas critique pour un contact sec. 3. **Identifier les zones** : chaque détecteur définit une zone ; le schéma indique souvent le numéro de zone (Z1, Z2, …) associé à chaque contact. 4. **Localiser la sirène** : reliée à la centrale par deux conducteurs (alimentation + commande) ; la sirène extérieure possède souvent un parafoudre. 5. **Vérifier la continuité de terre** : le blindage du câble doit être relié à la terre de l’installation. ### 4. Exemple chiffré Un bureau de 60 m² comporte deux portes et quatre fenêtres. - Chaque ouverture nécessite un détecteur → 6 détecteurs. - La centrale supporte jusqu’à 8 zones → capacité suffisante. - Section du câble SYT : 2 × 1,5 mm² (conducteurs) + blindage. - Chute de tension maximale admise : 3 % de 230 V ≈ 6,9 V. - Longueur totale câble aller‑retour ≈ 96 m (6 détecteurs × 2 × 8 m). - Résistance du cuivre 1,5 mm² ≈ 11,5 mΩ/m → R = 96 m × 0,0115 Ω/m ≈ 1,104 Ω. - Chute ΔU = I × R. Avec un courant de commande de 20 mA → ΔU ≈ 0,022 V (négligeable). ### 5. Encadré à retenir > **Règle d’installation** : la distance maximale entre un détecteur d’ouverture et le cadre de la porte/fenêtre ne doit pas dépasser 5 mm pour garantir un bon contact magnétique. --- ## II. Leçon 21 : Lecture d’un schéma d’implantation d’une alarme cas 3 ### 1. Définition du cas 3 Le cas 3 correspond à un système **filaire** de protection **périmétrique + volumétrique** destiné à des locaux de taille moyenne (atelier, magasin, petite usine). Il combine : - détecteurs d’ouverture (contacts magnétiques) sur toutes les issues ; - détecteurs de mouvement volumétrique (infrarouge passif – PIR) placés dans les zones sensibles (stockage, bureaux) ; - centrale d’alarme avec gestion de zones multiples (souvent 16 zones) ; - sirène intérieure et extérieure avec flash lumineux ; - clavier de commande avec affichage LCD. ### 2. Symboles spécifiques | Symbole | Signification | Référence norme | |---------|---------------|-----------------| | 🔆 | Détecteur PIR (infrarouge passif) | NF S 61‑937 | | ⚡️ | Alimentation 12 V DC (transformateur) | NF C 15‑100 | | 📟 | Clavier LCD avec badge | Constructeur (ex. Honeywell) | | 🔁 | Boucle de supervision (ligne de défaut) | NF S 61‑937 | ### 3. Lecture pas à pas 1. **Localiser la centrale** : repérer le bloc d’alimentation 230 V/12 V et le module de gestion de zones. 2. **Tracer les lignes de détecteurs d’ouverture** : chaque contact magnétique apparaît en série sur une même ligne de zone (ex. Z1‑Z4). 3. **Identifier les détecteurs PIR** : représentés par un symbole 🔆, ils sont connectés en dérivation sur une ligne dédiée (ex. Z5‑Z8) avec une résistance de fin de ligne (EOL) de 4,7 kΩ. 4. **Vérifier la ligne de supervision** : un fil supplémentaire (souvent jaune) parcourt toutes les zones pour détecter un court‑circuit ou une coupure ; il revient à la centrale via une entrée de défaut. 5. **Contrôler l’alimentation des détecteurs** : les PIR sont alimentés en 12 V DC provenant du transformateur situé près de la centrale ; la tension mesurée aux bornes doit être comprise entre 11,5 V et 12,5 V. 6. **Positionner la sirène** : reliée à deux conducteurs (alimentation + commande) ; le flash lumineux est commandé par un relais interne à la centrale. ### 4. Exemple de dimensionnement Un atelier de 120 m² possède : - 6 portes/fenêtres → 6 détecteurs d’ouverture (Z1‑Z6). - 4 zones de stockage nécessitant une surveillance volumétrique → 4 détecteurs PIR (Z7‑Z10). Chaque ligne de zone supporte jusqu’à 8 détecteurs avec une résistance EOL de 4,7 kΩ. - Courant de veille d’un PIR ≈ 3 mA ; tension d’alimentation 12 V → puissance ≈ 36 mW. - Courant total de la ligne Z7‑Z10 (4 PIR) ≈ 12 mA, bien en dessous de la capacité de la ligne (généralement 100 mA). ### 5. Encadré à retenir > **Norme NF S 61‑937** : les détecteurs PIR doivent être installés à une hauteur de 2,2 m à 2,5 m du sol, avec un angle de couverture horizontal minimal de 90° et un angle vertical de 45° vers le bas. --- ## III. Leçon 22 : Lecture d’un schéma d’implantation d’une alarme cas 4 ### 1. Définition du cas 4 Le cas 4 décrit un système **hybride** (filaire + sans‑fil) destiné à des sites où le passage de câbles est difficile ou où une extension rapide est souhaitée (bâtiments historiques, écoles rurales, commerces en zone à forte densité). Il comprend : - une centrale hybride capable de gérer à la fois des entrées filaires (zones 1‑8) et des périphériques radio (zones 9‑16) ; - détecteurs d’ouverture filaires sur les accès principaux ; - détecteurs de mouvement et d’ouverture sans‑fil (technologie 868 MHz ou 433 MHz) pour les zones secondaires ou les zones difficiles d’accès ; - répéteurs radio (optionnels) pour étendre la portée ; - sirène filaire avec backup batterie et sirène radio autonome ; - alimentation secteur avec onduleur (UPS) de 15 min d’autonomie. ### 2. Symboles radio | Symbole | Signification | Fréquence typique | |---------|---------------|-------------------| | 📡 | Détecteur sans‑fil (ouverture ou mouvement) | 868 MHz (UE) / 433 MHz (Afrique) | | 🔁 | Répétiteur radio (extendeur de portée) | Même fréquence que les périphériques | | ⚡️🔋 | Alimentation avec batterie de secours (UPS) | 230 V AC → 12 V DC | | 📟 | Clavier hybride (filaire + RFID) | – | ### 3. Lecture pas à pas 1. **Identifier la centrale hybride** : repérer le module comportant deux types de bornes : bornes à vis (filaire) et antenne radio. 2. **Séparer les zones filaires** : les détecteurs d’ouverture filaires sont reliés par paires de conducteurs à des bornes dédiées (ex. Z1‑Z4). 3. **Localiser les périphériques radio** : chaque détecteur sans‑fil possède un identifiant (ID) inscrit sur le schéma ; la centrale le reconnaît via son tableau d’apprentissage. 4. **Vérifier la couverture radio** : le schéma indique souvent la portée théorique (ex. 30 m en intérieur) ; on vérifie que les répéteurs sont placés à mi‑chemin entre la centrale et les périphériques les plus éloignés. 5. **Contrôler l’alimentation de secours** : l’onduleur UPS est relié à la centrale par un câble d’alimentation 230 V ; ses batteries fournissent 12 V DC en cas de coupure secteur. 6. **Vérifier la sirène** : la sirène filaire reçoit une commande 12 V DC ; la sirène radio possède sa propre batterie et émet un signal d’alarme sur la même fréquence que les détecteurs. ### 4. Exemple de calcul d’autonomie Une centrale hybride consomme 80 mA en veille et 250 mA en alarme. - Batterie UPS : 12 V, 7 Ah → énergie disponible = 12 V × 7 Ah = 84 Wh. - Consommation moyenne en alarme (supposons 30 min d’alarme par jour) : - Puissance en alarme = 12 V × 0,25 A = 3 W. - Énergie utilisée par jour = 3 W × 0,5 h = 1,5 Wh. - Autonomie en veille uniquement : 84 Wh / (12 V × 0,08 A) = 84 Wh / 0,96 W ≈ 87,5 h. - Avec 30 min d’alarme par jour, l’autonomie diminue légèrement mais reste supérieure à 3 jours, conforme aux exigences de sécurité. ### 5. Encadré à retenir > **Règle d’installation radio** : la distance maximale entre un détecteur sans‑fil et son répéteur ne doit pas dépasser 20 m en milieu intérieur bétonné, afin de garantir un taux de perte de paquet inférieur à 1 %. --- ## Synthèse du chapitre - **Cas 2** : système filaire périmétrique uniquement (détecteurs d’ouverture, centrale, sirène). Lecture basée sur le suivi des paires de conducteurs et la vérification des zones de contact. - **Cas 3** : système filaire périmétrique + volumétrique (ajout de détecteurs PIR, ligne de supervision, EOL). Nécessite de distinguer les lignes de zones filaires et de contrôler les résistances de fin de ligne. - **Cas 4** : système hybride filaire/sans‑fil (centrale double mode, périphériques radio, répéteurs, onduleur UPS). Lecture implique de séparer les entrées filaires des entrées radio, de vérifier la couverture radio et l’autonomie de secours. - Dans tous les cas, le respect des normes **NF C 15‑100** (installations électriques) et **NF S 61‑937** (systèmes d’alarme anti‑intrusion) est obligatoire. - Les points clés à retenir sont présentés sous forme d’encadrés « > » (distance détecteur‑cadre, hauteur d’installation PIR, portée radio, continuité de terre). --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | Centrale d’alarme | Unité de traitement qui reçoit les signaux des détecteurs, commande les sirènes et gère l’alimentation de secours. | | Détecteur d’ouverture (contact magnétique) | Dispositif qui crée un circuit fermé lorsqu’une porte ou fenêtre est fermée ; l’ouverture rompt le circuit et déclenche l’alarme. | | Détecteur PIR (infrarouge passif) | Capteur qui mesure les variations de rayonnement infrarouge provenant d’un corps en mouvement dans son champ de détection. | | Ligne de supervision (EOL) | Résistance de fin de ligne placée à l’extrémité d’une zone pour permettre à la centrale de détecter un court‑circuit ou une coupure de fil. | | Sirène intérieure/extérieure | Avertisseur sonore (et parfois lumineux) qui signale une intrusion ; l’extérieure est souvent équipée d’un parafoudre. | | Onduleur UPS (Uninterruptible Power Supply) | Fournit une alimentation de secours en cas de coupure secteur, assurant le fonctionnement continu de la centrale. | | Détecteur sans‑fil (radio) | Périphérique qui communique avec la centrale par ondes radio (souvent 868 MHz ou 433 MHz) ; alimenté par batterie locale. | | Répétiteur radio | Dispositif qui reçoit et retransmet le signal radio pour étendre la portée du système dans les environnements comportant des obstacles. | | Zone de détection | Segment du schéma auquel un ou plusieurs détecteurs sont associés ; chaque zone possède un numéro permettant à la centrale d’identifier l’origine de l’alarme. | | Courant de veille | Courant consommé par le système lorsqu’il est en attente d’alarme (généralement quelques milliampères à quelques dizaines de milliampères). | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Cas 2 **Situation** : Un magasin de 45 m² possède deux portes (entrées) et trois fenêtres. Le schéma fourni montre une centrale, six détecteurs d’ouverture (Z1‑Z6) et une sirène intérieure. **Consignes** : 1. Identifier le nombre de zones utilisées et vérifier si la centrale (capacité 8 zones) est suffisante. 2. Calculer la longueur totale de câble SYT nécessaire si chaque détecteur est situé à une distance moyenne de 8 m de la centrale (aller‑retour). 3. Vérifier que la chute de tension ne dépasse pas 3 % sachant que le courant de commande de chaque détecteur est de 15 mA et que la résistance du câble 1,5 mm² est de 11,5 mΩ/m. **Corrigé** : 1. Six détecteurs → six zones (Z1‑Z6). La centrale supporte huit zones → capacité suffisante. 2. Longueur aller‑retour par détecteur = 2 × 8 m = 16 m. Pour six détecteurs : 6 × 16 m = 96 m de câble SYT. 3. Courant total = 6 × 15 mA = 90 mA = 0,09 A. Résistance du câble aller‑retour = 96 m × 0,0115 Ω/m = 1,104 Ω. Chute ΔU = I × R = 0,09 A × 1,104 Ω ≈ 0,099 V. Pour une alimentation de 230 V, 3 % = 6,9 V. La chute de 0,099 V est largement inférieure à la limite → installation conforme. ### Exercice 2 – Cas 4 **Situation** : Un atelier de 90 m² est équipé d’une centrale hybride. Le schéma indique : - 4 détecteurs d’ouverture filaires (Z1‑Z4) ; - 3 détecteurs PIR sans‑fil (ID : R1, R2, R3) placés à 12 m, 18 m et 25 m de la centrale ; - un répéteur radio placé à 15 m de la centrale ; - une batterie UPS de 12 V, 5 Ah. **Consignes** : 1. Déterminer si chaque détecteur sans‑fil est porté par le répéteur (seuil de portée 20 m). 2. Calculer l’autonomie de la batterie en veille si la centrale consomme 70 mA et les détecteurs sans‑fil consomment chacun 12 mA en veille. 3. En cas d’alarme lasting 2 minutes, la centrale passe à 260 mA et chaque détecteur sans‑fil à 35 mA. Quelle est l’autonomie restante après cette alarme ? **Corrigé** : 1. Portée maximale du répéteur = 20 m. - Détecteur R1 à 12 m ≤ 20 m → couvert. - Détecteur R2 à 18 m ≤ 20 m → couvert. - Détecteur R3 à 25 m > 20 m → **non couvert** ; il faudrait ajouter un deuxième répéteur ou rapprocher le détecteur. 2. Courant total en veille = centrale 70 mA + 3 × 12 mA = 70 mA + 36 mA = 106 mA = 0,106 A. Capacité batterie = 5 Ah. Autonomie = 5 Ah / 0,106 A ≈ 47,2 h. 3. Courant pendant alarme = centrale 260 mA + 3 × 35 mA = 260 mA + 105 mA = 365 mA = 0,365 A. Énergie consommée pendant 2 min (0,033 h) = 0,365 A × 12 V × 0,033 h ≈ 0,146 Wh. Énergie totale batterie = 12 V × 5 Ah = 60 Wh. Énergie restante = 60 Wh − 0,146 Wh ≈ 59,85 Wh. Autonomie restante en veille = 59,85 Wh / (12 V × 0,106 A) ≈ 47,1 h. Ainsi, après une alarme de deux minutes, il reste environ deux jours d’autonomie en veille, toujours suffisant. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |------------------|-------------|--------------------------------------| | **Oublier la résistance de fin de ligne (EOL)** sur une zone filaire | La centrale ne détecte pas un court‑circuit ou une coupure, pouvant entraîner une défaillance silencieuse de la zone. | Toujours installer une résistance EOL de 4,7 kΩ (ou valeur prescrite par le fabricant) à l’extrémité de chaque ligne de zone. | | **Placer un détecteur PIR trop près d’une source de chaleur** (radiateur, fenêtre ensoleillée) | Déclenchements intempestifs (faux positifs) ou manque de détection (masquage thermique). | Respecter une distance minimale de 1 m entre le détecteur PIR et toute source de chaleur directe ; vérifier l’angle de détection selon la norme NF S 61‑937. | | **Négliger la mise à la terre du blindage des câbles SYT** | Risque de surtension sur les détecteurs en cas de foudre ou de défaut d’isolement ; détérioration du matériel. | Relier systématiquement le blindage du câble à la terre de l’installation (borne de terre du tableau électrique) dès le point d’entrée du câble. | | **Utiliser une alimentation sous‑dimensionnée pour la centrale** (ex. adaptateur 12 V/0,5 A alors que la centrale demande 1 A) | Redémarrages intempestifs, perte de données de configuration, déclenchement intempestif de l’alarme. | Vérifier la fiche technique de la centrale : choisir une alimentation dont le courant nominal dépasse de 20 % le courant maximal consommé (veille + alarme). | | **Installer un répéteur radio à l’extérieur sans protection contre les intempéries** | Entrée d’eau → court‑circuit, perte de liaison radio, défaillance du système en période de pluie. | Employer des boîtiers répéteurs certifiés IP65 ou supérieur ; prévoir un joint d’étanchéité et une fixation sur un support stable. | --- *Fin du cours.*