Un disjoncteur magnéto-thermique un dispositif de protection électrique. Sa fonction est de protéger contre les surcharges et les courts-circuits un circuit électrique, sur lequel des appareils électriques sont connectés. En d'autres termes, il est l'interrupteur de sécurité d’un circuit électrique.
C’est typiquement le disjoncteur divisionnaire qui équipe les tableaux électriques de nos maisons ainsi que les armoires électriques de type industriel.
Protection thermique et magnétique d’un disjoncteur
Ceux qui ne sont pas familiers avec le jargon électrique pourraient se demander ce qu'est un disjoncteur magnéto-thermique. Pour faire simple, c'est un dispositif doté de deux types de système de déclenchement :
- Thermique (surintensité)
- Magnétique (court-circuit)
Protection Thermique
Le déclencheur thermique intervient lorsque le système est confronté à un problème d’intensité anormalement élevée dû à une surcharge.
Lorsqu'un moteur par exemple consomme une intensité conforme à son intensité nominale, disons 8 A, le disjoncteur calibré à 10A autorise le passage du courant. Mais imaginons maintenant qu'une surcharge se produise car le moteur force en raison d'un problème mécanique. Supposons que l’intensité monte à 16 A. Le flux de courant accru fait chauffer de manière anormale un bimétal (deux lames de métaux différents assemblés l'une à l'autre) constituant le déclencheur thermique. Cette chaleur fait se déformer le bimétal qui, à son tour, déclenche l'ouverture du contact principal du pôle du disjoncteur. En d'autres termes, le circuit est coupé, protégeant ainsi le moteur et l'installation électrique des dommages potentiellement graves.
Protection magnétique
Maintenant si un court-circuit se produit c’est-à-dire que par exemple la phase et le neutre entrent en contact , c'est la partie magnétique du disjoncteur qui entre en jeu. En présence d'un court-circuit, l'intensité du courant est extrêmement importante. Le déclencheur magnétique réagit en une fraction de seconde généralement quelques millisecondes.
La bobine de la partie magnétique génère un champ magnétique puissant qui déclenche l'ouverture du contact principal, coupant ainsi le circuit et protégeant l'installation électrique contre les dommages dus au court-circuit.
Constituants principaux d'un disjoncteur
Un disjoncteur est plus qu'un simple appareil. Il est un assemblage de plusieurs composants, chacun ayant une contribution vitale à son fonctionnement. Notons que les disjoncteurs existent sous plusieurs types de raccordement :
- Bipolaire ( Neutre+ Phase ou deux phases)
- Tripolaire ( 3 Phases)
- Tétrapolaire (Neutre + 3 Phases)
Les bornes de raccordement sont les points d’entrée et de sortie des divers fils, la bobine est l'élément qui produit le champ magnétique en cas de court-circuit. Le bimétal est ce qui se déforme sous l'effet de la chaleur lors d'une surcharge.
On trouve également une chambre d'extinction d'arc, qui réduit rapidement l'arc électrique créé lors de l'ouverture du ou des contacts, et enfin le levier de manœuvre qui permet d’ouvrir ou de fermer les contacts du disjoncteur.
Le calibre d’un disjoncteur
Le calibre d’un disjoncteur (Courant assigné) est exprimé en Ampère, c’est la limite supérieure qu’un disjoncteur ne doit pas dépasser sous peine d’interrompre l’alimentation du circuit qu’il protège.
Influence de la température
Un disjoncteur est prévu pour fonctionner (In) dans des températures ambiantes normales avec des limites à ne pas dépasser :
- 30 °C pour les disjoncteurs selon les normes NF C 61-410 ou EN 60898.
- 40 °C pour d’autres types de disjoncteurs
Etonnant ! À noter que l’altitude (pression) a aussi des effets sur le fonctionnement d’un disjoncteur, minime bien sûr mais à considérer .
Les différentes courbes de déclenchement d’un disjoncteur
Une des caractéristiques essentielles du disjoncteur réside dans sa courbe de déclenchement. Celle-ci détermine la réaction du disjoncteur face à une surcharge ou un court-circuit. Il existe principalement trois types de courbes : B, C et D. Le choix de la courbe dépend du type d'installation électrique et de la nature des appareils connectés.
La courbe B est souvent utilisée pour des circuits avec des charges faibles ou moyennes, comme ceux des installations résidentielles. Le disjoncteur à courbe B se déclenche entre 3 et 5 fois son intensité nominale, ce qui signifie qu'il convient parfaitement pour protéger des circuits avec des appareils électriques standards tels que les lampes, les prises, etc.
La courbe C, quant à elle, est adaptée aux circuits avec des charges plus élevées. Le disjoncteur à courbe C se déclenche entre 5 et 10 fois son intensité nominale. Il est donc utilisé pour des appareils avec un courant d'appel élevé comme les moteurs, les réfrigérateurs ou les machines à laver.
Enfin, la courbe D est utilisée pour des circuits avec des charges très élevées, comme dans les installations industrielles. Le disjoncteur à courbe D se déclenche entre 10 et 20 fois son intensité nominale, ce qui le rend idéal pour les circuits alimentant des machines électriques avec un courant d'appel très élevé (moteurs et transformateurs).
Normes et réglementations !
Un disjoncteur doit répondre à certaines normes et réglementations pour garantir la sécurité des installations électriques. Ces normes régissent les spécifications et les performances des disjoncteurs, et sont essentielles pour leur utilisation et leur installation.
La norme NF C 15-100 par exemple, est la norme française qui définit les règles d'installation des matériels électriques dont les disjoncteurs. Elle spécifie entre autres le calibre des disjoncteurs en fonction du circuit à protéger, l'emplacement du disjoncteur dans le tableau électrique et le mode de fixation rail pour le disjoncteur.
De plus, la norme IEC 60898 est une norme internationale qui définit les exigences pour les disjoncteurs à usage domestique et commercial, appelés aussi MCB (Miniature Circuit Breaker). Elle régit la conception, l'essai et la performance des disjoncteurs pour garantir leur fiabilité et leur sécurité.
Pour aller plus loin:
