Section de câble industriel

La méthode de dimensionnement NF C 15-100 / UTE C 15-105

Contrairement au résidentiel, où la norme prescrit directement les sections par type de circuit (voir notre calculateur de section résidentiel NF C 15-100), les installations industrielles et tertiaires exigent un calcul complet du courant admissible, codifié par la partie 5-52 de la NF C 15-100 et le guide pratique UTE C 15-105 (équivalents IEC 60364-5-52). C'est la méthode qu'applique ce calculateur, l'analogue européen du dimensionnement AS/NZS 3008 utilisé en Océanie.

Le principe : un câble est correctement dimensionné si son courant admissible Iz, corrigé des conditions réelles d'installation, couvre le calibre de la protection qui le surveille, et si la chute de tension et la tenue au court-circuit restent acceptables.

Comment calculer la section d'un câble : la méthode en 5 étapes

Étape 1 : le courant d'emploi IB. C'est le courant que le circuit véhicule en service normal. Il est mesuré, relevé sur la plaque du récepteur, ou déduit de la puissance active à transporter :

Pour un moteur asynchrone, retenez le courant nominal plaqué (qui intègre le rendement) plutôt que la formule ci-dessus, et pensez au facteur de puissance réel : à 400 V, un départ de 37 kW avec cos φ = 0,85 appelle environ 63 A, mais 76 A si cos φ tombe à 0,7.

Étape 2 : la protection In. On choisit le premier calibre normalisé qui couvre IB : In ≥ IB (disjoncteurs : 2, 4, 6, 10, 16… jusqu'à 1 250 A). C'est bien le calibre de la protection, et non IB, qui dimensionne le câble : le câble doit supporter tout courant que la protection laisse durablement passer.

Étape 3 : le facteur global de correction f. Produit de tous les facteurs applicables : mode de pose (f₀), température (f₁), groupement (f₂), et en pose enterrée la nature du sol (f₃), plus les facteurs complémentaires (neutre chargé, BE3, soleil…). Voir le détail plus bas.

Étape 4 : la lecture du tableau. Le câble doit présenter, dans les conditions de référence de la norme, un courant admissible au moins égal à :

On parcourt alors la colonne du tableau 52H (air) ou 52J (enterré) correspondant à la lettre de sélection, à l'isolant et au nombre de conducteurs chargés, et on retient la première section dont le courant admissible dépasse cette valeur.

Étape 5 : les vérifications complémentaires. La section trouvée n'est définitive qu'après contrôle de la chute de tension sur la longueur réelle du circuit et, si le courant de court-circuit est connu, de la contrainte thermique S ≥ Icc × √t / k. Sur les grandes longueurs, ces vérifications imposent souvent une section supérieure à celle de l'échauffement ; le calculateur les enchaîne automatiquement.

Les lettres de sélection (méthodes de référence)

La cinquantaine de modes de pose de la norme se ramène à cinq méthodes de référence aux conditions de refroidissement équivalentes. La lettre détermine la colonne à lire dans le tableau des courants admissibles (tableau 52H à l'air libre, 52J enterré) :

Les facteurs de correction

Les tableaux de la norme valent pour 30 °C à l'air (20 °C dans le sol), un circuit seul et une pose non jointive. Toute autre situation se corrige par des facteurs multiplicatifs :

• Mode de pose (f₀/K1) : 0,70 à 0,77 pour un conduit noyé dans une paroi isolante, 0,90 en goulotte, 0,95 au plafond ou en vide de construction, 0,80 pour un fourreau enterré ;
• Groupement (f₂/K2), le facteur le plus souvent oublié : 9 circuits jointifs en conduit divisent le courant admissible par deux (0,50) ; sur chemin de câbles perforé, 4 circuits valent déjà 0,77 ; une pose en plusieurs couches ajoute encore 0,80 à 0,68 ;
• Température (f₁/K3) : à 40 °C ambiants : 0,87 (PVC) ou 0,91 (PR) ; à 50 °C : 0,71 ou 0,82 ;
• Enterré : température du sol et résistivité thermique, où un sol très sec (cendres, mâchefer) coûte jusqu'à −35 % (0,65) et un sol humide gagne +13 % (1,13) ;
• Facteurs complémentaires : neutre chargé par les harmoniques de rang 3 (0,84), locaux à risque d'explosion BE3 (0,85), câbles exposés au soleil (0,85), pose non symétrique de câbles en parallèle (0,80).

Quelle section pour quel calibre ? Repères rapides

Pour un pré-dimensionnement, le tableau ci-dessous donne la section minimale d'un câble multiconducteur cuivre / isolant PR en triphasé, posé seul sur chemin de câbles perforé à 30 °C (lettre E, sans aucun facteur de correction ni chute de tension). Dès que le circuit est groupé, enfermé en conduit, enterré ou long, la section réelle monte, d'où le calcul complet.

En aluminium (câbles U1000 AR2V), comptez une à deux sections normalisées de plus à calibre égal ; le calculateur compare les deux matériaux en un clic.

Protection : les trois conditions de la norme

La protection contre les surcharges impose IB ≤ In ≤ Iz et I₂ ≤ 1,45 × Iz (I₂ : courant conventionnel de fonctionnement). Avec un disjoncteur, I₂ = 1,45 × In et la troisième condition est automatiquement satisfaite. Avec des fusibles gG, elle impose une marge supplémentaire que le calculateur intègre via le coefficient k₃ : Iz ≥ 1,10 × In (calibres ≥ 16 A), 1,31 × In (calibres < 16 A) ou 1,45 × In (calibres ≤ 4 A).

Chute de tension et court-circuit : les deux autres garde-fous

Sur les grandes longueurs industrielles, c'est souvent la chute de tension (3 à 8 % selon l'usage et l'origine de l'installation, NF C 15-100 Tableau 6.4) qui impose la section, avant même l'échauffement : le calculateur l'évalue pour chaque section avec la formule UTE C 15-105 et fait monter la section minimale en conséquence. Pour une étude fine (démarrage moteur, courant continu…), utilisez notre calculateur de chute de tension.

Enfin, en cas de court-circuit, le câble doit absorber l'énergie de défaut sans dépasser la température limite de son isolant : c'est la contrainte thermique S ≥ Icc × √t / k (k = 115 pour Cu/PVC, 143 pour Cu/PR, 76 et 94 pour l'aluminium). Renseignez le courant de court-circuit dans les paramètres avancés pour activer cette vérification.

Exemple de calcul complet : départ moteur en atelier

Reprenons l'exemple « départ moteur » préchargé dans le calculateur : circuit triphasé 400 V, courant d'emploi IB = 70 A (cos φ = 0,85), câble multiconducteur cuivre / PR de 85 m sur chemin de câbles perforé avec 3 autres circuits jointifs, atelier à 35 °C, courant de court-circuit présumé 10 kA.

1. Protection : premier calibre normalisé ≥ 70 A : disjoncteur In = 80 A (k₃ = 1).
2. Lettre de sélection : chemin de câbles perforé, câble multiconducteur : méthode E (f₀ = 1).
3. Facteurs de correction : température 35 °C avec isolant PR : f₁ = 0,96 (tableau 52K) ; 4 circuits en simple couche sur tablette perforée : f₂ = 0,77 (tableau 52N). Soit f = 1 × 0,96 × 0,77 = 0,74.
4. Courant admissible requis : Iz ≥ 80 / 0,74 ≈ 108 A. Dans le tableau 52H (colonne E, PR, 3 conducteurs chargés) : 16 mm² n'admet que 100 A, 25 mm² admet 127 A → section thermique 25 mm².
5. Chute de tension : sur 85 m en 25 mm², la formule UTE C 15-105 donne ≈ 2,1 % : conforme.
6. Court-circuit : S ≥ 10 000 × √0,1 / 143 ≈ 22,1 mm² : le 25 mm² tient.

Résultat : câble 4G25 mm² cuivre PR (type U1000 R2V), protégé par un disjoncteur 80 A. On mesure ici le poids du groupement : posé seul, le même circuit ne demanderait que 16 mm² côté échauffement. Un facteur de correction oublié, et c'est un câble sous-dimensionné qui vieillit prématurément.