Feeder de cuisine commerciale : déclassement, neutre chargé et ambiance de plafond
Vous terminez l'agrandissement de la cuisine d'un restaurant de Trois-Rivières. Le nouveau tableau de cuisine, alimenté en 120/208 V triphasé 4 fils, part du tableau principal situé à 45 m. Le calcul de charge donne une demande de 165 A. Le contremaître veut réutiliser un conduit EMT de 53 mm (2 po) déjà en place, qui contient six conducteurs porteurs de courant d'autres circuits : le feeder ajouterait quatre conducteurs, pour un total de dix dans le même conduit. Le plafond de la cuisine, traversé par les conduits de hotte, atteint 40 °C en été selon la mesure au thermomètre infrarouge, alors que le devis prévoit 35 °C. Presque toutes les charges sont électroniques : fours à induction, fours à micro-ondes à onduleur, caisses informatisées et éclairage DEL. Le client s'inquiète de la chaleur dégagée par le conduit et demande un écrit. Le CCÉ en vigueur au Québec s'applique et les bornes des appareils sont cotées 75 °C.
1. Déterminez le facteur de correction applicable au feeder et le calibre minimal des conducteurs de phase. Justifiez chaque étape et indiquez si le conduit existant peut être utilisé.
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Étape 1 – Nombre de conducteurs porteurs de courant. Quatre conducteurs s'ajoutent aux six existants : 10 CPP dans le même conduit. Le tableau 5C du CCÉ donne 50 % pour 10 à 20 conducteurs (80 % pour 4 à 6, 70 % pour 7 à 9).
Étape 2 – Température ambiante. À 40 °C, pour des conducteurs à isolation 75 °C avec bornes 75 °C, la correction est de 0,88 (tableaux 5A/5B).
Étape 3 – Facteur combiné. 0,50 × 0,88 = 0,44. Le conducteur doit donc offrir, avant correction, 165 ÷ 0,44 = 375 A. À 75 °C, cela exige du 500 kcmil (380 A).
Étape 4 – Remplissage. Quatre 500 kcmil ne passent pas dans un EMT de 53 mm : la section totale dépasse les 40 % permis (chapitre 9 et annexe C du CCÉ). Le conduit existant est donc inutilisable, même avec du 250 kcmil additionné aux six conducteurs présents.
Conclusion. On tire un conduit neuf pour le feeder. Avec 4 CPP seulement (le neutre compte, voir la tâche suivante), le facteur devient 0,80 × 0,88 = 0,704 et il faut 165 ÷ 0,704 = 234 A, soit du 250 kcmil (255 A à 75 °C). Consigner le calcul et faire approuver le changement par écrit, car il diffère du devis.
2. Le neutre doit-il être compté comme conducteur porteur de courant? Expliquez l'incidence des charges électroniques et les conséquences sur le dimensionnement du neutre.
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Dans un circuit triphasé à 4 fils, on admet souvent que le neutre ne transporte que le déséquilibre et qu'il n'a pas à être compté comme porteur de courant. Cette hypothèse tombe ici : les alimentations à découpage (fours à micro-ondes à onduleur, caisses informatisées, pilotes DEL, variateurs des fours à induction) injectent des harmoniques de rang 3 et multiples de 3 qui s'additionnent en phase dans le neutre au lieu de s'annuler. Le courant du neutre peut alors approcher ou dépasser celui d'une phase.
Conséquences :
- Le neutre est compté comme CPP, d'où le facteur 50 % appliqué plus haut.
- Le neutre doit être de calibre plein, jamais réduit, et la barre de neutre du tableau doit être cotée pour ce courant.
- On vérifie auprès du fabricant des fours à induction et des caisses la distorsion harmonique totale; au besoin, on surdimensionne le neutre ou on ajoute un filtre.
Ignorer cet aspect sous-dimensionne le neutre, provoque un échauffement à la barre et fausse le calcul de déclassement du feeder.
3. Le client ajoute deux friteuses et la demande passe à 180 A. Le même jour, la mesure au plafond donne 45 °C. Le 250 kcmil tient-il? Que proposez-vous?
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Il faut refaire le calcul avec les deux nouvelles valeurs.
Ampacité corrigée du 250 kcmil : 255 A × 0,80 (4 CPP) × 0,82 (45 °C, colonne 75 °C) = 167 A. C'est inférieur à 180 A : le conducteur ne tient plus.
Calibre suivant : 300 kcmil à 75 °C = 285 A; 285 × 0,80 × 0,82 = 187 A ≥ 180 A. C'est acceptable, à condition que le neutre suive (calibre plein) et que la barre et le disjoncteur du tableau soient cotés pour 180 A continus.
Vérifications complémentaires :
- Recalculer la chute de tension sur 45 m; à 180 A et 300 kcmil (environ 0,23 Ω/km à 75 °C), on obtient √3 × 180 × 0,23 × 0,045 ≈ 3,2 V, soit 1,5 % de 208 V, ce qui reste sous le 5 % permis au total.
- Chercher à abaisser la température réelle : hauteur du conduit, écrans, ventilation du plafond. Chaque tranche de 5 °C fait perdre environ 4 % d'ampacité.
- Consigner la mesure de 45 °C comme donnée de conception : le devis à 35 °C est dépassé et un changement au dossier s'impose.