Solution technique - Avril 2018
N°99 - Comment protéger les tableaux électriques
Parafoudres, disjoncteurs, différentiels, AFDD… ils assurent conjointement la protection des tableaux électriques des logements résidentiels, comme de ceux du tertiaire.
AFDD, ou Arc Fault Detection Devices, autrement dit DPDA, dispositifs pour la détection de défaut d’arcs. Cette fonction de protection contre les défauts d’arcs vient combler un risque qui n’est pas couvert aujourd’hui par la norme NF C15-100 : elle correspond à une évolution majeure et devrait y être intégrée dans la prochaine révision, en 2019. Aux dires de Jean-Yves Jammes, responsable installation électrique au sein du groupement des Industries du génie numérique énergétique et sécuritaire (Ignes), « la miniaturisation des composants électroniques a permis l’intégration de cette fonction dans un volume restreint équivalant au volume d’un disjoncteur domestique. Ce dispositif conserve en mémoire la signature électrique du signal qui permet de mettre en évidence un arc électrique (fonction de détection). Lorsqu’il perçoit cette signature, il déclenche et ouvre le circuit de façon à ce que l’arc ne soit pas amorcé (fonction de protection). Il s’installe dans le tableau, au départ du circuit électrique terminal ». Une fonction préconisée dans le cas de bâtiments à risque (musées, monuments historiques, hôtels, crèches, locaux à somameil), comme dans les industries sensibles (scieries).
Mais attention ! Il y a arc électrique et arc électrique… Le mauvais arc électrique est celui qui va dégénérer pour trois raisons distinctes :
1. le mauvais usage d’une installation électrique : quand une multiprise est surchargée ou que son cordon est écrasé par un meuble ;
2. des raisons accidentelles lors d’un bricolage, en plantant un clou dans le mur, malencontreusement, au travers d’une gaine ;
3. l’usure de l’équipement, compte tenu de la nature des matériaux utilisés.
Il y a, d’autre part, deux types d’arc électrique : le type parallèle dans le cas des arcs entre deux fils qui passent au travers d’une gaine et le type série, lorsque l’on a abîmé l’âme du conducteur. Ces arcs ne sont pas détectés aujourd’hui par les organes de protection du tableau électrique. En effet, le disjoncteur protège l’installation contre les courts-circuits, le différentiel assure une protection contre les fuites à la terre, tandis que le parafoudre lutte contre les surtensions liées à la foudre. Il manque une protection pour lutter contre les arcs électriques et c’est cette fonction que remplit l’AFDD. Ce dispositif est placé en lieu et place d’un disjoncteur standard ou encore sur des lignes de luminaires.
Les défauts d’arcs présentent des caractéristiques uniques et aisément identifiables. Ils sont générateurs de bruit à haute fréquence dans les courants de défaut : ce paramètre est surveillé afin de pouvoir déclencher en cas d’arcs en série ou en parallèle.
Bien entendu, les systèmes de détection des arcs électriques s’installent non seulement dans les locaux d’habitation, mais aussi dans les armoires électriques des entreprises industrielles, des industries de procédé (chimie, verrerie…) ou des hôpitaux avec une unité centrale sur laquelle sont raccordés des capteurs à fibre optique. Chacun d’eux est chargé de détecter la lumière émise par un arc et, en cas de détection, de couper immédiatement l’alimentation électrique s’il y a danger pour le personnel (maintenance…) et pour les installations.
Le virage est pris vers le tableau connecté
Force est de constater d’autre part une insatisfaction de l’utilisateur final vis-à-vis de l’infrastructure électrique : « Quand apparaît un problème chez moi, je ne suis pas vraiment au courant !, entend-on dire. Notamment, quand je suis à l’extérieur, je ne sais pas qu’il y a eu un problème ! De retour de congés, je constate que le disjoncteur du congélateur a disjoncté… » Fort de ce constat, une nouvelle solution apparaît, qui alerte l’utilisateur final lors de la coupure générale ou coupure d’un circuit. Cette solution comporte un produit et un service en lien avec le dysfonctionnement de l’installation électrique. Ce produit s’installe sur le tableau : il est lié à une application que le particulier installe sur son smartphone, avec une procédure à suivre en vue de réenclencher l’installation : un voisin ayant accès aux clés de la maison passe dans le logement pour régler le problème en respectant des consignes. Également possible : mettre l’utilisateur final en relation avec son installateur pour que celui-ci intervienne dans son installation.
Une toute nouvelle dynamique est insufflée au tableau : en faire le hub, l’aiguilleur des énergies du logement. En somme, un nouveau rôle, car l’énergie va, au cours des prochaines années, se complexifier de façon magistrale avec l’arrivée des panneaux photovoltaïques, comme des véhicules électriques… Demain, le tableau devra prendre des décisions complexes : vaut-il mieux autoconsommer l’énergie qui vient d’être produite ou bien, compte tenu de la prévision d’un prochain pic de consommation, utiliser la batterie du véhicule électrique pour aplanir ce pic ? Par ailleurs, la libération des tarifs réglementaires de fourniture d’électricité donnera une nouvelle dynamique au marché avec l’apparition de nouveaux contrats d’effacement, de délestage, etc. Tout ceci aura un impact direct sur le gestionnaire de l’électricité du logement qu’est le tableau électrique. Celui-ci devra partager ses données, se connecter à d’autres plateformes de service et forcément être connecté. À cet effet, trois axes de développement pour :
1. garantir la sécurité visible afin de pouvoir prendre conscience de la mise en sécurité du tableau autour des biens et des personnes qui occupent le logement ;
2. offrir une lecture plus efficace des usages de consommation à travers des explications et des graphiques ;
3. permettre une vraie simplification du quotidien, au travers de la programmation de charges ou de l’éclairage.
La sécurité visible est assurée par des auxiliaires connectés, afin de remonter des alertes directement sur l’application du particulier :
- l’auxiliaire de disjoncteur différentiel (connecté à un détecteur d’arc), qui remonte une alerte en cas d’arrêt du congélateur ou de la pompe de piscine ;
- l’auxiliaire du parafoudre ;
- un auxiliaire se branche sur un interrupteur différentiel, en tête de rangée, de façon à recevoir une notification sur un téléphone mobile en cas d’incident.
Ces nouveautés vont permettre de positionner le tableau dans le nouveau challenge de la gestion de l’énergie du logement au XXIe siècle.
Qu’en est-il du réenclenchement automatique ?
Il est un dispositif stop-and-go connecté qui est utilisé dans le tertiaire (restaurants…) : il donne la possibilité de réarmer à distance et de piloter en local ou à distance des produits de type disjoncteur ou interrupteur différentiels, de manière entièrement sécurisée et ce au travers d’une application. Il est utile aux appareils (aquarium, chambre froide, etc.) pour lesquels la continuité de service est un besoin impératif. En cas de déclenchement intempestif, il permet de réarmer les circuits à distance, et ce en toute sécurité. Il vient s’adosser à un disjoncteur ou à un interrupteur différentiels. Mais, en cas de défaut réel, l’application interdit le réarmement à distance et préconise le passage d’un électricien pour vérifier l’installation.
Quoi qu’il en soit, la généralisation du réenclenchement automatique n’a pas été évoquée jusqu’à présent dans les travaux de normalisation. Le réenclenchement automatique des dispositifs différentiels est interdit en toutes circonstances, sauf dans certains cas très précis où la fonction est tolérée, lorsque les sites sont isolés (cas des phares, par exemple).
Jean-Claude Festinger
