Le fusible qui fond le jour du baptême
À Ségou, la famille Traoré habite une concession alimentée en monophasé 220 V. Le tableau ne comporte qu'un seul fusible de 10 A. Le père veut brancher un chauffe-eau de 2 000 W dans la salle d'eau. La maison compte déjà huit lampes de 15 W, un réfrigérateur de 150 W, un téléviseur de 80 W et un fer à repasser de 1 000 W. Le jour du baptême, tout fonctionne en même temps, le fer branché sur une multiprise avec le téléviseur ; le fusible fond. Un voisin conseille de le remplacer par un clou de 20 A « pour tenir jusqu'à la fin de la fête ». Le chauffe-eau, entartré, chauffe mal. Au marché, deux détartrants sont vendus : l'un à base d'acide chlorhydrique, l'autre à base d'acide citrique ; la cuve du chauffe-eau est en aluminium. La concession ne possède ni disjoncteur différentiel ni prise de terre. Le fils aîné, élève de 9e année, doit expliquer à son père ce qui s'est passé et ce qu'il faut faire avant l'arrivée des invités.
1. Calcule la puissance totale appelée quand tous les appareils fonctionnent, puis l'intensité correspondante. Le fusible de 10 A est-il adapté ? Justifie.
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Puissance totale
- lampes : 8 × 15 = 120 W
- réfrigérateur : 150 W
- téléviseur : 80 W
- fer à repasser : 1 000 W
- chauffe-eau : 2 000 W
Total : 120 + 150 + 80 + 1 000 + 2 000 = 3 350 W.
Intensité En monophasé, P = U × I, donc I = P ÷ U = 3 350 ÷ 220 ≈ 15,2 A.
Interprétation 15,2 A dépasse largement les 10 A du fusible : le fusible a fondu normalement, il a fait son travail de protection. Ce n'est pas une panne, c'est un avertissement : l'installation n'a pas été calculée pour ces appareils simultanés.
Sans le chauffe-eau : 3 350 − 2 000 = 1 350 W, soit 1 350 ÷ 220 ≈ 6,1 A : la maison vivait à l'aise sous 10 A. C'est bien l'ajout du chauffe-eau (et son usage simultané avec le fer) qui fait basculer l'installation.
2. Explique pourquoi le conseil du voisin est dangereux, puis propose une solution correcte et hiérarchisée.
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Pourquoi le clou de 20 A est dangereux Le fusible ne protège pas l'appareil : il protège les conducteurs. Un fil de cuivre de 1,5 mm² supporte environ 14 à 16 A ; avec un clou, l'intensité de 15,2 A (et davantage si d'autres appareils s'ajoutent) passe sans être coupée. Les fils chauffent, la gaine isolante fond, et l'incendie démarre dans une cloison ou derrière une plinthe. Le risque est d'autant plus grave qu'il n'y a ni prise de terre ni différentiel 30 mA : une masse mise accidentellement sous tension ne peut pas être détectée, et l'électrisation devient mortelle. Un fusible surdimensionné transforme une protection en piège.
Solution correcte, par ordre d'urgence
- Ne pas remplacer le fusible par un clou ; remettre un fusible de 10 A et débrancher le chauffe-eau et le fer.
- Circuit dédié au chauffe-eau : disjoncteur 16 A (ou 20 A selon la section), conducteurs cuivre 2,5 mm², prise ou raccordement fixe, fil de terre relié.
- Disjoncteur différentiel 30 mA en tête et prise de terre : c'est la mesure qui sauve des vies.
- Supprimer la multiprise fer + téléviseur : le fer seul consomme 1 000 W, il doit avoir sa prise.
- Faire vérifier l'installation par un électricien et étaler l'usage des gros appareils (fer le matin, chauffe-eau la nuit).
3. Quel détartrant choisir pour le chauffe-eau ? Justifie par la chimie et indique deux précautions d'emploi.
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Le tartre est essentiellement du carbonate de calcium (CaCO₃), un solide basique insoluble dans l'eau. Un acide le transforme en sel soluble, avec dégagement de dioxyde de carbone : c'est le principe du détartrage. Les deux produits marchent donc sur le calcaire, mais pas sur l'aluminium.
Acide chlorhydrique : très efficace sur le tartre, mais il attaque l'aluminium de la cuve. Le métal est un élément réducteur : il réagit avec l'acide en libérant du dihydrogène (gaz inflammable) et en se dissolvant. La réaction est exothermique et peut percer la cuve, surtout dans une zone déjà amincie. À écarter ici.
Acide citrique : acide faible, il dissout le calcaire bien plus lentement mais reste peu agressif pour l'aluminium. C'est le choix raisonnable.
Précautions
- Diluer dans l'eau tiède (jamais bouillante), remplir la cuve, laisser agir plusieurs heures, puis rincerabondamment à l'eau claire et vidanger complètement avant de remettre sous tension.
- Travailler dans un local ventilé, avec gants et lunettes, ne jamais mélanger deux détartrants (acide + eau de Javel = dégagement de chlore), et vérifier l'étanchéité avant la remise en service.