Installation d’un nouveau bien : Installations électriques résidentielles (partie 2/4)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : - réaliser un montage électrique simple allumage (un interrupteur commandant un point lumineux) en respectant les normes de sécurité camerounaises (NF C 15-100 adaptée) ; - lire et interpréter un schéma unifilaire d’installation résidentielle ; - mettre en œuvre un montage double allumage (deux interrupteurs commandant le même point lumineux) en appliquant la méthode des navettes ; - réaliser les activités d’intégration prévues au programme (mesure de continuité, test d’isolement, mise en service) ; - identifier les erreurs fréquentes et appliquer les règles de prévention des risques électriques. **Prérequis** : - connaissances de base en électricité (tension, courant, résistance, loi d’Ohm) ; - lecture de schémas électriques simples (symboles normalisés) ; - manipulation sécurisée d’outils de mesure (multimètre, pince ampèremétrique) ; - notions de protection différentielle et de disjoncteur divisionnaire. --- ## Introduction contextualisée Dans les habitations camerounaises, l’éclairage constitue une part importante de la consommation électrique domestique. Les installations résidentielles doivent garantir à la fois confort, sécurité et conformité aux réglementations en vigueur (arrêté n° 001/MINESEC du 12 mars 2022 relatif aux installations électriques basse tension). Le montage simple allumage est le point de départ de toute installation lumineuse : il permet de commander une lampe depuis un seul emplacement. Le montage double allumage, quant à lui, répond aux besoins de contrôle depuis deux points distincts (ex. : entrée et couloir d’une chambre). Les activités d’intégration permettent de valider le bon fonctionnement de l’installation avant sa mise en service définitive. Ce chapitre présente, étape par étape, les procédés de réalisation, les vérifications à effectuer et les bonnes pratiques d’atelier observées sur les chantiers du Cameroun (Yaoundé, Douala, Garoua). --- ## I. Montage simple allumage ### 1. Notions et définitions - **Montage simple allumage** : assemblage constitué d’un interrupteur unipolaire, d’un point lumineux (lampe ou douille) et d’une alimentation monophasée 230 V / 50 Hz, le tout protégé par un disjoncteur divisionnaire de 10 A et un dispositif différentiel de 30 mA. - **Navette** : conducteur reliant les deux bornes de l’interrupteur lorsqu’il s’agit d’un montage double ; absent dans le simple allumage. > **> Règle de sécurité** : Toute intervention sur une installation sous tension est interdite ; couper l’alimentation au disjoncteur général et vérifier l’absence de tension avec un multimètre en position voltmètre alternatif (V~). ### 2. Schéma unifilaire ``` [Disjoncteur 10 A] -- [Différentiel 30 mA] -- [Phase (L)] --[Interrupteur]-- [Lampe] -- [Neutre (N)] ``` Le neutre est directement relié à la lampe ; la phase passe par l’interrupteur avant d’atteindre le culot de la lampe. ### 3. Matériel nécessaire (exemple d’atelier) | Élément | Quantité | Spécification typique (Cameroun) | |---------|----------|----------------------------------| | Disjoncteur divisionnaire | 1 | 10 A, courbe C, 230 V | | Disjoncteur différentiel | 1 | 30 mA, type AC, 230 V | | Interrupteur unipolaire | 1 | 10 A, 250 V AC | | Douille E27 ou porte‑lampe | 1 | 230 V, 60 W max | | Câble cuivre rigide | 2 × 1,5 mm² | Phase et neutre, couleur conforme (rouge/bleu) | | Borne de connexion | 2 | Pour raccordement au tableau | | Gaine ICTA | 1 m | Protection du câble dans les murs | | Multimètre | 1 | Fonction V~, Ω, continuité | ### 4. Procédé de réalisation (pas à pas) 1. **Coupure de l’alimentation** au tableau général ; vérification de l’absence de tension. 2. **Pose du câble** : dérouler 1,5 mm² rouge (phase) et bleu (neutre) dans la gaine ICTA depuis le tableau jusqu’à l’emplacement de l’interrupteur, puis jusqu’à la douille. 3. **Raccordement au tableau** : connecter le rouge au disjoncteur divisionnaire, le bleu au neutre du tableau ; s’assurer du serrage conforme (couple de 0,5 Nm). 4. **Installation de l’interrupteur** : dénuder 10 mm de chaque extrémité du conducteur phase, insérer dans les bornes de l’interrupteur (vis de serrage). 5. **Raccordement de la lampe** : connecter le conducteur phase sortant de l’interrupteur au plot central de la douille ; connecter le conducteur neutre directement au plot extérieur de la douille. 6. **Fixation** : visser l’interrupteur sur sa boîte d’encastrement, fixer la douille au plafond ou au mur avec les chevilles adaptées. 7. **Mise sous tension** : remettre le disjoncteur général, puis le divisionnaire ; actionner l’interrupteur et vérifier l’allumage de la lampe. ### 5. Vérifications d’intégration (activités d’intégration) - **Continuité** : mesurer la résistance entre les deux bornes de l’interrupteur en position fermée (doit être < 0,5 Ω). - **Isolation** : mesurer la résistance entre phase et terre (ou entre phase et neutre) avec le multimètre en mégohmmètre ; valeur attendue > 1 MΩ. - **Test de fonctionnement** : actionner l’interrupteur plusieurs fois ; observer l’absence de chauffe anormale des contacts. > **> Point clé** : Un bon montage simple allumage présente une chute de tension inférieure à 2 % sous charge nominale (Vmesurée ≈ 226 V pour 230 V de source). --- ## II. Activités d’intégration ### 1. Objectif des activités Valider la conformité de l’installation réalisée aux exigences de sécurité et de performance avant la mise en service définitive. Elles comprennent : - les essais électriques (continuité, isolement, tension de fonctionnement) ; - les vérifications mécaniques (fixation, accès, étiquetage) ; - la rédaction du procès‑verbal de réception. ### 2. Tableau de suivi des essais | Essai | Appareil | Consigne | Résultat attendu | Observation | Conclusion | |-------|----------|----------|------------------|-------------|------------| | Continuité de l’interrupteur | Ohmmètre | Mesurer entre les deux bornes, interrupteur fermé | R ≤ 0,5 Ω | 0,3 Ω | Conforme | | Isolement phase‑terre | Méghommètre | Appliquer 500 V DC, mesurer R | R ≥ 1 MΩ | 2,3 MΩ | Conforme | | Tension aux bornes de la lampe | Voltmètre alternatif | Mesurer avec lampe allumée | 220 V‑240 V | 228 V | Conforme | | Test de déclenchement différentiel | Bouton test du différentiel | Simuler fuite 30 mA | Déclenchement < 30 ms | 22 ms | Conforme | | Vérification mécanique | Tournevis, niveau | Vérifier fixation et alignement | Aucun jeu, plaque de finition plane | RAS | Conforme | ### 3. Rédaction du procès‑verbal (extrait) > **> Règle de rédaction** : Le procès‑verbal doit mentionner la date, le lieu, le nom de l’opérateur, la référence du schéma, les résultats de chaque essai avec leurs unités, et la conclusion « Conforme » ou « Non conforme ». Toute non‑conformité doit être accompagnée d’une action corrective et d’une nouvelle vérification. ### 4. Exemple de situation professionnelle Lors d’une intervention à Yaoundé dans une résidence de type F3, l’apprenti a réalisé un montage simple allumage dans la cuisine. Après les essais, le test d’isolement a donné 0,8 MΩ, inférieur au seuil de 1 MΩ. L’action corrective a consisté à remplacer le câble phase présentant une légère abrasion au niveau du passage dans la gaine. Après remplacement, l’isolement est remonté à 2,1 MΩ et l’installation a été déclarée conforme. --- ## III. Montage double allumage ### 1. Notions et définitions - **Montage double allumage** : dispositif permettant de commander un même point lumineux depuis deux interrupteurs distincts (souvent placés aux extrémités d’un couloir ou d’une chambre). Il utilise deux interrupteurs va‑et‑vient (ou interrupteurs inversés) reliés par une **navette** (conducteur de liaison). - **Navette** : conducteur reliant la borne commune de chaque interrupteur va‑et‑vient ; elle transporte le potentiel de commutation entre les deux appareils. > **> Principe de fonctionnement** : Chaque interrupteur va‑et‑vient commute la phase entre sa borne commune et l’une de ses deux bornes de sortie. Lorsque les deux interrupteurs sont dans des positions opposées, la phase atteint la lampe ; lorsqu’ils sont dans la même position, la phase est renvoyée vers le neutre via la navette, la lampe restant éteinte. ### 2. Schéma unifilaire ``` [Disjoncteur 10 A] -- [Différentiel 30 mA] -- [Phase (L)] --[Interrupteur VA‑ET‑VIENT 1]-- | | | Navette (fil bleu ou noir) | | [Interrupteur VA‑ET‑VIENT 2]-- [Lampe] -- [Neutre (N)] ``` Le neutre est directement relié à la lampe ; la phase passe par le premier interrupteur, la navette, le second interrupteur puis la lampe. ### 3. Matériel nécessaire | Élément | Quantité | Spécification | |---------|----------|---------------| | Interrupteur va‑et‑vient | 2 | 10 A, 250 V AC, deux positions | | Douille E27 | 1 | 230 V, 60 W max | | Câble cuivre rigide | 3 × 1,5 mm² | Phase (rouge), Navette (noir), Neutre (bleu) | | Disjoncteur divisionnaire | 1 | 10 A, courbe C | | Disjoncteur différentiel | 1 | 30 mA, type AC | | Gaine ICTA | 1,2 m | Protection des trois conducteurs | | Borne de connexion | 3 | Pour raccordement au tableau | | Multimètre | 1 | Fonctions V~, Ω, continuité | ### 4. Procédé de réalisation (pas à pas) 1. **Coupure de l’alimentation** et vérification de l’absence de tension. 2. **Pose des trois conducteurs** dans la gaine ICTA : rouge (phase) du tableau au premier interrupteur, noir (navette) entre les deux interrupteurs, bleu (neutre) du tableau directement à la douille. 3. **Raccordement au tableau** : phase sur le disjoncteur divisionnaire, neutre sur la barrette neutre. 4. **Installation du premier interrupteur va‑et‑vient** : dénuder les extrémités du conducteur phase et de la navette, les insérer respectivement dans les bornes **L** (entrée) et **1** (sortie) de l’interrupteur ; la borne **2** restera libre pour le moment. 5. **Installation du second interrupteur va‑et‑vient** : connecter la navette à la borne **L** du second interrupteur, et le conducteur allant vers la lampe à la borne **1** ; la borne **2** reste libre. 6. **Raccordement de la lampe** : connecter le conducteur sortant de la borne **1** du second interrupteur au plot central de la douille ; connecter le neutre directement au plot extérieur. 7. **Fixation** : mettre en place les deux interrupteurs dans leurs boîtes d’encastrement, fixer la douille. 8. **Mise sous tension** : remettre le disjoncteur général, puis le divisionnaire ; tester les quatre combinaisons de positions des interrupteurs (haut‑haut, haut‑bas, bas‑haut, bas‑bas) et vérifier que la lampe s’allume uniquement lorsque les interrupteurs sont en positions opposées. ### 5. Vérifications d’intégration - **Continuité de la navette** : mesurer entre les deux bornes navette des interrupteurs (doit être < 0,5 Ω). - **Continuité phase‑lampe** : avec les deux interrupteurs en position opposée, mesurer entre la phase du tableau et le plot central de la lampe (doit être < 0,5 Ω). - **Isolement** : mesurer entre chaque conducteur actif (phase, navette) et terre ou neutre ; valeur > 1 MΩ. - **Test de fonctionnement** : actionner chaque interrupteur séparément et ensemble ; observer l’allumage/extinction conforme au tableau de vérité. > **> Point clé** : La chute de tension maximale admissible dans le circuit d’éclairage est de 3 % (≈ 6,9 V pour 230 V) ; au-delà, il faut vérifier la section des conducteurs ou la longueur du parcours. ### 6. Exemple chiffré de dimensionnement Supposons une longueur totale de câble de 25 m (phase + navette + neutre) avec un courant de charge de 0,26 A (lampe 60 W à 230 V). - Résistivité du cuivre à 20 °C : ρ = 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m. - Section utilisée : S = 1,5 mm² = 1,5 × 10⁻⁶ m². - Résistance du conducteur : R = ρ·L/S = (1,68 × 10⁻⁸ × 25) / (1,5 × 10⁻⁶) = 0,28 Ω. - Chute de tension : ΔU = I·R = 0,26 × 0,28 ≈ 0,07 V (0,03 %). Cette chute est négligeable ; le choix de 1,5 mm² est donc largement suffisant. --- ## Synthèse du chapitre - **Montage simple allumage** : un interrupteur unipolaire commande une lampe ; schéma phase‑interrupteur‑lampe‑neutre ; vérifications de continuité, isolement et tension. - **Activités d’intégration** : essais électriques (continuité < 0,5 Ω, isolement > 1 MΩ, tension 220‑240 V), vérifications mécaniques, rédaction du procès‑verbal conforme au modèle MINESEC. - **Montage double allumage** : deux interrupteurs va‑et‑vient reliés par une navette permettent le contrôle depuis deux points ; schéma phase‑interrupteur1‑navette‑interrupteur2‑lampe‑neutre ; tableau de vérité (lampe allumée quand les interrupteurs sont en positions opposées). - **Sécurité** : couper l’alimentation avant toute intervention, utiliser un différentiel 30 mA, vérifier l’absence de tension, respecter les sections de conducteur (1,5 mm² suffit pour ≤ 60 W sur 25 m). - **Qualité professionnelle** : respecter les couleurs des conducteurs (rouge = phase, bleu = neutre, noir = navette), serrer les connexions au couple recommandé, étiqueter chaque circuit au tableau. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | Disjoncteur divisionnaire | Disjoncteur protégeant un circuit spécifique contre les surintensités (souvent 10 A pour l’éclairage). | | Disjoncteur différentiel | Disjoncteur qui coupe l’alimentation lorsqu’il détecte un courant de fuite supérieur à son seuil (30 mA type AC en habitat). | | Interrupteur unipolaire | Appareil qui ouvre ou ferme un seul conducteur (phase) pour commander une charge. | | Interrupteur va‑et‑vient (ou inversé) | Interrupteur possédant trois bornes (L, 1, 2) permettant de commuter la phase entre deux sorties ; utilisé en montage double allumage. | | Navette | Conducteur reliant les deux interrupteurs va‑et‑vient dans un montage double allumage ; transporte le potentiel de commutation. | | Continuité | Propriété d’un conducteur présentant une résistance très faible (< 0,5 Ω) permettant le passage du courant. | | Isolement | Résistance élevée entre un conducteur actif et la terre ou le neutre (> 1 MΩ) garantissant l’absence de fuite de courant. | | Courbe C | Caracteristique de déclenchement d’un disjoncteur adaptée aux charges avec courants d’appel modérés (éclairage, prises). | | Gaine ICTA | Gaine isolante flexible utilisée pour protéger les conducteurs électriques dans les murs ou les plafonds. | | Tableau de vérité | Représentation tabulaire montrant l’état de la lampe (allumée/éteinte) en fonction des positions des interrupteurs dans un montage double allumage. | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Montage simple allumage **Situation** : Dans une chambre d’une résidence à Douala, il faut installer un point lumineux commandé par un interrupteur placé près de la porte. La lampe est une ampoule LED de 9 W (230 V). **Consignes** : 1. Dessiner le schéma unifilaire du montage. 2. Indiquer la section minimale du conducteur à utiliser (justifier par le calcul de chute de tension). 3. Lister les vérifications d’intégration à réaliser avant mise sous tension. **Corrigé** : 1. Schéma : [Disjoncteur 10 A] – [Différentiel 30 mA] – [Phase] – [Interrupteur] – [Lampe LED] – [Neutre]. 2. Courant de la lampe : I = P/U = 9 W / 230 V ≈ 0,039 A. Longueur maximale estimée du câble (aller‑retour) : 20 m. Chute de tension admissible : 3 % de 230 V = 6,9 V. Résistance maximale autorisée : Rmax = ΔU / I = 6,9 V / 0,039 A ≈ 177 Ω. Résistance du cuivre de 1,5 mm² sur 20 m : R = ρ·L/S = (1,68 × 10⁻⁸ × 20) / (1,5 × 10⁻⁶) = 0,224 Ω << 177 Ω. Donc 1,5 mm² est largement suffisant ; on peut même descendre à 1 mm², mais on garde 1,5 mm² pour conformité aux normes locales. 3. Vérifications : - Continuité de l’interrupteur (fermé) : R ≤ 0,5 Ω. - Isolement phase‑terre : R ≥ 1 MΩ. - Tension aux bornes de la lampe avec charge : 220‑240 V. - Test du différentiel : déclenchement < 30 ms avec fuite 30 mA. - Vérification mécanique : fixation solide, pas de jeu. ### Exercice 2 – Montage double allumage **Situation** : Dans un couloir de 12 m d’une maison à Yaoundé, il faut installer un éclairage commandé depuis les deux extrémités du couloir. La lampe est une ampoule fluocompacte de 15 W. **Consignes** : 1. Réaliser le schéma unifilaire du montage double allumage. 2. Calculer la chute de tension maximale dans la navette (longueur 12 m, section 1,5 mm²) et vérifier qu’elle reste inférieure à 1 % de la tension d’alimentation. 3. Présenter le tableau de vérité du montage. **Corrigé** : 1. Schéma : [Disjoncteur 10 A] – [Différentiel 30 mA] – [Phase] – [Interrupteur VA‑ET‑VIENT 1] – (Navette) – [Interrupteur VA‑ET‑VIENT 2] – [Lampe] – [Neutre]. 2. Courant de la lampe : I = 15 W / 230 V ≈ 0,065 A. Résistance de la navette (12 m, aller‑retour non nécessaire car la navette ne porte que le courant de commande, mais on considère la même valeur) : Rnav = ρ·L/S = (1,68 × 10⁻⁸ × 12) / (1,5 × 10⁻⁶) = 0,134 Ω. Chute de tension : ΔU = I·Rnav = 0,065 A × 0,134 Ω ≈ 0,0087 V = 8,7 mV. Pourcentage : (0,0087 V / 230 V) × 100 ≈ 0,0038 % << 1 %. La navette est donc largement suffisante. 3. Tableau de vérité : | Position Interrupteur 1 | Position Interrupteur 2 | État de la lampe | |-------------------------|-------------------------|------------------| | Haut (1) | Haut (1) | Éteinte | | Haut (1) | Bas (2) | Allumée | | Bas (2) | Haut (1) | Allumée | | Bas (2) | Bas (2) | Éteinte | --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | Oublier de couper l’alimentation avant de travailler sur le tableau | Risque de choc électrocuteur, possible arrêt cardiaque | Toujours mettre le disjoncteur général en position « OFF » et vérifier l’absence de tension avec un multimètre avant toute manipulation. | | 2 | Inverser phase et neutre sur la douille | La lampe peut rester sous tension même lorsque l’interrupteur est ouvert → risque de choc lors du remplacement de la lampe | Respecter le code couleur : rouge = phase, bleu = neutre ; vérifier le schéma avant de serrer les bornes. | | 3 | Utiliser une section de conducteur trop faible (ex. 0,75 mm² pour un circuit d’éclairage de 60 W sur 20 m) | Chute de tension excessive → lampe faible, surchauffe du câble, risque d’incendie | Effectuer le calcul de chute de tension (ΔU = I·ρ·L/S) et choisir une section qui maintienne ΔU < 3 % de la tension d’alimentation. | | 4 | Ne pas serrer suffisamment les vis de bornes d’interrupteur ou de disjoncteur | Augmentation de la résistance de contact → échauffement, détérioration prématurée, risque d’arc | Utiliser une clé dynamométrique réglée au couple indiqué par le fabricant (souvent 0,5 – 0,8 Nm pour les bornes de 10 A). | | 5 | Omettre le dispositif différentiel de 30 mA sur le circuit d’éclairage | Absence de protection contre les courants de fuite → risque d’électrocution en cas de défaut d’isolement | Installer systématiquement un différentiel 30 mA type AC en tête de chaque circuit d’éclairage conforme à l’arrêté MINESEC/IGE. | | 6 | Laisser des fils nus dépasser de la gaine ou de la boîte d’encastrement | Risque de court‑circuit ou de choc si quelqu’un touche le fil nu | Couper les fils à ras de la gaine, utiliser des serre‑câbles ou des colliers pour maintenir les conducteurs à l’intérieur de la gaine et de la boîte. | --- *Fin du cours.*