1.  Introduction

Le cuivre est le meilleur conducteur électrique après l’argent. Celui-ci étant trop cher, on retrouve donc des câbles en cuivre dans le bâtiment.

2.  Origines de la conductivité

2.1  Le courant

Avant de parler de conductivité, il est intéressant de définir ce qu’est le courant. La circulation du courant se fait via des électrons mobiles. Dans le cas de notre fil de cuivre, celui-ci est composé d’atomes autour desquels gravitent des électrons. Lorsqu’on injecte un courant dans le fils, il y a une grande quantité d’électrons célibataire qui arrivent (ils proviennent du générateur par exemple). Il se produit des collisions entre les électrons célibataires et les atomes de cuivre, suite à ces collisions, certains électrons qui gravitaient autour de ces atomes de cuivre sont éjectés de leur orbite, pour devenir à leur tour des électrons célibataires qui vont aller heurter d'autres atomes de cuivre.

2.2  Résistivité

Pour comprendre pourquoi le cuivre est un bon conducteur, il est nécessaire d’introduire la notion de résistivité. La résistivité d’un matériau est la tendance qu’a celui-ci à s’opposer au passage du courant. Le cuivre est un bon conducteur car il a une résistivité réduite, en effet, sa résistivité est de 1.692 * 10-8 ohm*m à 20 °C. Ce qui est relativement faible (cfr tableau)

3.  Composition d'un câble électrique

L’âme en cuivre du fil est protégée par une gaine isolante.Un câble électrique est composé de plusieurs fils eux même regroupés dans une gaine protectrice. (Rouge = phase, bleu = neutre, vers et jaune = prise de terre)

Composition d'un câble  électrique 1
Composition d'un câble  électrique 2

4.  Importance de la section

La section est exprimée en mm², elle est fonction du circuit d’utilisation. Plus la section est importante, plus l’intensité de courant est grande.

Tableau : La tension monophasée est de 230 volts.

Section en mm²

Intensité en ampères

Puissance en watts

1.5

10

2300

2.5

16

3680

4

25

5750

6

32

7360

10

40

9200

16

63

14490

(L’intensité et la puissance indiquée sont les maximums à ne pas dépasser en fonction de la section.)

Il est également important de tenir compte de la longueur de votre câble électrique. Un câble trop long et sous dimensionné entraînera des pertes non négligeables.

Exemple : Tension monophasée de 230 volts. (Cos phi : 0,8).Intensité 16 ampères

Longueur

Section adéquate

Chute de tension

10 mètres

1,5 mm²

1,7 %

15 mètres

1,5 mm²

2,6 %

20 mètres

1,5 mm²

3,5 %

25 mètres

1,5 mm²

4,3 %

30 mètres

2,5 mm²

5,2 %

35 mètres

2,5 mm²

6 %

40 mètres

2,5 mm²

6,9 %

50 mètres

4 mm²

8,6 %

75 mètres

4 mm²

12,9 %

100 mètres

6 mm²

17,3 %

5.  La prise de terre

La prise de terre est un élément important dans l’installation électrique d’un bâtiment. Le but est de relier à la terre les masses métalliques qui risquent d'être mises accidentellement en contact avec le courant électrique par suite d'un défaut d'isolement dans un appareil électrique.

Réalisation d’une prise de terre :

Il existe 3 principes qui sont les plus couramment utilisé.

5.1  Boucle à fond de fouille

Boucle à fond de fouille

La prise de terre ceinture la maison, elle est réalisée en fond de fouille de la maison, un câble de cuivre de 25 mm² de section est placée horizontalement au fond de la tranchée en périphérie de la maison.

5.2  Piquets verticaux

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Une autre solution couramment employée consiste à réaliser la prise de terre avec un ou plusieurs piquets enfoncés verticalement au dessous du niveau permanent d’humidité à une profondeur minimale de 2 m. il faut des piquets de 1.50 m environs. Cette méthode permet de créer une prise de terre pour un bâtiment existant.

Ces piquets peuvent être :

  • des tubes en acier galvanisé de diamètre au moins égal à 25 mm.
  • des profilés en acier doux galvanisé d’au moins 60 mm de côté.
  • des barres en cuivre ou en acier recouvertes de cuivre ou galvanisées d’au moins 15 mm de diamètre.

5.3  Prise de terre en tranchée

L’idée est d’utiliser la tranchée qui sert à l’arrivée du courant, de l’eau, du gaz, etc. pour poser un fil de cuivre nu de section minimale de 25 mm². Il faut que le conducteur soit à une profondeur minimale de 1 m afin que le gel et la sécheresse ne dégradent pas la prise de terre. De plus le conducteur de terre doit être distant de plus 20 cm des autres canalisations.

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6.  Bibliographie