Sections de câble et leur calcul

Le bon choix de la section de câble ne perd pas en actualité pour les constructeurs et fournisseurs automobiles. C’est la raison pour laquelle, ici, nous voulons mettre en lumière les facteurs essentiels quant aux calculs des sections de câbles.

Quelles valeurs jouent un rôle dans le calcul et pourquoi?

Longueur du câble: d’abord, la longueur du câble doit être définie car, plus le câble est long, plus la valeur de la résistance augmente. Dans les circuits électriques principaux à hauts débits il est important de veiller à un câble aussi court que possible car, plus la résistance augmente, plus la chaleur augmente notablement.

Résistance électrique spécifique e: normalement, des câbles en cuivre sont utilisés comme conducteurs puisqu’ils présentent une très faible résistance de courant de 0.018 Ωmm2/m. Afin de garder les résistances transitoires aussi basses que possible, souvent les raccords de fiches sont en plus argentés. – Avec 0.015 Ωmm2/m, l’argent présente la conductivité la meilleure.

Puissance du courant électrique: combien de courant passe lorsque le consommateur est activé? Ce courant peut être calculé selon la formule I = P / U. 

Exemple: 12 V, 55 W > 55 W / 12 V = 4.58 A

Pertes de tension admises: toutes les pertes de tension admises doivent être respectées selon le tableau 2. Dans les exemples suivants, nous partons du principe qu’il s’agit de véhicules à la carrosserie en métal. Comme la conduite de la masse revient à la batterie via la carrosserie, la perte de tension n’y joue aucun rôle. Pour les carrosserie en matières synthétiques, le câble de la masse ainsi que celui du conducteur «+» doivent être inclus dans les calculs. Nous utilisons une lampe à incandescence de puissance plus importante P en Watt, par exemple 100 W. Grâce à la puissance supplémentaire, un meilleur rendement de lumière en résultera. Toutefois, il ne faut pas négliger les répercutions qui en résultent: Là où davantage de courant passe, la charge supplémentaire est également transmise aux commutateurs, câbles et fusibles. C’est pourquoi il ne faut pas oublier d’adapter également les dimensionnements des composants cités ci-plus haut lorsque la puissance des lampes est augmentée. En générale, une augmentation de pertes de tension de 10% et une perte de lumière de 30% sont constatées. En même temps, la réglementation des puissances maximales pour lampes à incandescence selon OETV (exigences techniques aux véhicules routiers) est à garder en tête. 

Section effective du câble et densité du courant: en calculant la section, une valeur mathématique en résulte, par exemple 0.54 mm2. Cette valeur mathématique effective est alors augmentée à la section normalisée supérieure selon tableau 1. (dans notre exemple, à 1 mm2). Il reste à calculer la densité du courant qui définit combien d’électricité peut circuler par millimètre carré à charge pleine.

Formule pour le calcul de la section effective du câble:

A = I x e x L / Ua = 8.3 x 0.018 x 1.8 / 0.5 = 0.54 mm2

Selon besoin, à présent la perte de tension effective dans le câble peut être calculée. Pour autant que les instructions données ci-plus haut aient été suivies, le résultat devrait être inférieur aux pertes de tension maximales admises selon tableau 2. Pour ceux et celles qui désirent en savoir davantage, nous avons élaboré le tout dans la deuxième partie sous forme d’exemple de calcul.

Section normalisée en mm2Densite de courant admise pour marche en continue en A/mm2Charge totale en

1

10

10

1.5

10

15

2.5

10

25

4

10

40

6636

10

6

60

16696

25

4

100

35

4

143

50

4

200

Tableau 1: Section normalisée des câbles.

Tableau 2: pertes de tension admises

Type de conduite électrique

Perte de tension admise pour la conduite +

Câble pour lumière

du commutateur électrique de lumière borne 30 jusqu’aux lampes de moins de 15 W

du commutateur électrique de lumière borne 30 jusqu’aux lampes de plus de 15 W

du commutateur électrique de lumière borne 30 jusqu’aux phares

0.1 V

0.5 V

0.3 V

Câble de charge

de l’alternateur borne B+ jusquà la batterie

0.4 V par 12 V

0.8 V par24 V

Câble de commande

de l’alternateur jusqu’au régulateur (borne D+, D-, DF)

0.1 V par 12 V

0.2 V par 24 V

Conduites principales du starter

0.5 V par 12 V

1.0 V par 24 V

Câble du starter

du commutateur du starter au starter, borne 50

• Relais de mise en prise à bobinage simple

• Relais de mise en prise avec dispositif d’alimentation et bobinage de maintien

1.4 V par 12 V

2.0 V par 24 V

2.4 V par 12 V

2.8 V par 24 V

Autres câbles de commande

du commutateur au relais, klaxon etc.

0.5 V par12 V

1.0 V par 24 V

Calcul de section de câble par pertes de tension admises

Pour le calcul de la section minimal d’un câble électrique, la perte de tension Ua ainsi que la densité du courant J doivent être pris en considération à cause de l’augmentation de chaleur. Le calcul se fait selon les étapes suivantes:

  1. Définir la longueur du câble

  2. Définir la puissance du courant passant par les câbles et le consommateur 

  3. Calcul de la section des câbles sous considération des pertes de tension admises selon tableau 2 

  4. Choisir la prochaine section supérieure du câble dans tableau 1 

  5. Définir la densité du courant par la section normalisée, comparer le résultat avec la valeur adéquate dans tableau 1, si la densité du courant calculée dépasse la densité du courant normalisée, choisir la section normalisée supérieure.

Exemple: quelle doit être la section de la conduite en cuivre pour un phare, si elle alimente une lampe à incandescence de 12 V / 100 W et que la longueur du câble est de 1.8 m?

Cherché:

I in A, q in mm2, J in A/mm2

Résultat:

Un = 12 V
P = 100 W
L = 1.8 m

Légende:

Un

Tension nominale en V

 

Ua

Pertes de tension selon tableau 2

 

e

Résistance électrique spécifique en mm2

pour cuivre 0.018

 

P

Puissance électrique en W

 
I

Courant en A

 

L

Longueur de la conduite en m

 

A

Section de la conduite (cable) en mm2

 

J

Densité du courant en A/mm2

 

R

Résistance du courant en Ω

Solution:

  1. Longueur de la conduite (câble) 1.8 m

  2. Puissance électrique
    I = P / Un > 100 W / 12 V = 8.3 A

  3. Section de la conduite (câble)
    A = I x e x L / Ua = 8.3 x 0.018 x 1.8 / 0.5 = 0.54 mm2

  4. Section normalisée tableau 1 = 1 mm2

  5. Définir la densité du courant à l’aide du tableau
    J = I / A > 8.3 A / 1 mm2 = 8.3 A / mm2

Désolé © 2019 Jean-Daniel Borgeaud