Le disjoncteur de l'atelier de couture
Dans un atelier de couture d'un quartier de Maradi, l'installation électrique est alimentée en 220 V et protégée par un disjoncteur de 10 A. Les fils de cuivre de section 1,5 mm² qui alimentent les prises supportent au maximum 16 A. L'atelier utilise simultanément : trois machines à coudre de 200 W chacune, un fer à repasser de 1 200 W, cinq lampes de 20 W chacune et une bouilloire de 800 W. Le propriétaire se plaint de coupures fréquentes dès que le fer et la bouilloire fonctionnent en même temps que les machines. Un électricien lui propose deux solutions. Solution 1 : remplacer le disjoncteur de 10 A par un disjoncteur de 16 A. Solution 2 : conserver le disjoncteur de 10 A et organiser l'usage des appareils pour ne jamais dépasser 10 A. Le propriétaire préfère la solution 1, car elle lui permet, selon lui, d'utiliser tout son matériel sans rien changer à ses habitudes. Il demande si cette solution est sûre et si elle respecte la protection des fils.
1. Calcule la puissance totale et l'intensité du courant si tous les appareils fonctionnent en même temps.
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Puissance totale :
- Machines à coudre : 3 × 200 = 600 W.
- Fer à repasser : 1 200 W.
- Lampes : 5 × 20 = 100 W.
- Bouilloire : 800 W.
- Total : 600 + 1 200 + 100 + 800 = 2 700 W.
Intensité : la relation est P = U × I, donc I = P ÷ U. I = 2 700 ÷ 220 = 12,27 A environ.
Si tous les appareils fonctionnent ensemble, l'intensité dépasse 10 A : le disjoncteur de 10 A déclenche donc normalement. Ce n'est pas une panne, mais le signal d'une surcharge du circuit.
2. Explique pourquoi le disjoncteur de 10 A déclenche. Vérifie si le disjoncteur de 16 A protégerait correctement les fils de 1,5 mm².
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Le disjoncteur de 10 A déclenche parce que l'intensité totale, 12,27 A, est supérieure à son calibre. Il joue son rôle : il coupe le circuit avant que les fils ne chauffent excessivement.
Avec un disjoncteur de 16 A :
- l'intensité normale de 12,27 A est inférieure à 16 A, donc il ne déclencherait pas dans cette situation ;
- les fils de 1,5 mm² sont donnés comme supportant au maximum 16 A. Le disjoncteur de 16 A est donc, au sens strict, compatible avec la protection du fil : son calibre ne dépasse pas l'intensité maximale admissible.
Mais cette compatibilité est limite : 12,27 A représente environ 77 % de la capacité du fil. La marge devient faible, et le moindre appareil ajouté peut faire grimper l'intensité. De plus, un disjoncteur protège le fil, pas les appareils ; l'augmenter ne doit pas servir à masquer une mauvaise organisation de l'atelier.
3. Le propriétaire veut absolument utiliser tout son matériel en même temps. Rédige un avis argumenté : la solution 1 est-elle acceptable ? Propose une mesure plus sûre.
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La solution 1 est techniquement acceptable pour la consommation actuelle, car 12,27 A < 16 A et le fil de 1,5 mm² supporte 16 A. Elle permettrait donc d'utiliser tous les appareils sans coupure immédiate. Cependant, elle est déconseillée pour trois raisons :
- elle supprime la marge de sécurité : le circuit fonctionne près de sa limite ;
- elle ne corrige pas l'habitude de tout brancher en même temps ;
- elle peut donner une fausse impression de sécurité et encourager l'ajout d'autres appareils.
Mesure plus sûre : conserver le disjoncteur de 10 A et organiser l'usage. Par exemple, ne pas faire fonctionner le fer et la bouilloire en même temps que les trois machines. On peut aussi réserver un circuit séparé au fer à repasser, avec des fils de 2,5 mm² et un disjoncteur adapté. C'est plus coûteux au départ, mais cela protège mieux l'installation et évite les coupures répétées.