Dessin professionnel en électricité - 1

1. Types de schémas électriques

Les schémas électriques représentent les installations ou circuits sous différentes formes selon leur usage. Ils utilisent des symboles normalisés pour les appareils, machines et lignes, et sont toujours dessinés hors tension (sauf circuits à courant de repos).

2. Principes généraux

• Symboles : Représentation graphique des composants électriques.
• Désignation : Chaque élément est identifié par une lettre ou un code spécifique.
• Organisation : Éviter les croisements de conducteurs pour une meilleure lisibilité.
• Types de traits : Différencier les circuits de puissance et de commande.
• Clarté : Appliquer les désignations sans ambiguïté et proprement.

3. Classification des schémas

4. Remarques importantes

• Les schémas sont toujours hors tension, les boutons sont désactivés.
• La différenciation des types de traits améliore la compréhension (ex. circuit puissance vs commande).
• Les modifications sur un schéma de montage sont plus complexes à réaliser.
• La clarté et la lisibilité sont prioritaires pour éviter les erreurs d’interprétation.

À retenir : Le choix du type de schéma dépend de l’objectif : vue d’ensemble, détail de commande ou montage complet.

1. Identification des organes et bornes de raccordement

a) Types de schémas électriques

b) Symboles pour les schémas électriques (sélection)

c) Identification des bornes de raccordement

• Les bornes de raccordement sont repérées par des codes (ex. X1, X2, X3) indiquant leur position dans l’armoire électrique.
• Chaque borne est numérotée (ex. 1, 2, 3, …) pour faciliter le raccordement précis des conducteurs.
• Les bornes sont associées aux organes de commande ou aux équipements (ex. moteurs M1, luminaires, prises RJ45).
• Les schémas de raccordement montrent uniquement la position des bornes, sans indiquer la fonction ou les liens internes des organes.
• Exemple typique : bornes X1 à X3 avec numérotation des points de connexion pour alimentation, lumière, moteur, etc.

À retenir :
Le plan de raccordement sert exclusivement à localiser les bornes pour le raccordement physique, tandis que le plan de câblage détaille les connexions internes et le plan d’installation localise les équipements dans le bâtiment.

1. Symboles pour plans d'installation

a) Repérage des organes de commande selon DIN EN 61346-2

• Les organes de commande sont repérés en fonction de leur fonction.
• Les anciennes annotations ont été modifiées pour s’adapter à cette norme.

b) Identification des bornes de contacteurs et relais

Contacts force (circuit puissance)

• Codés par un nombre et une lettre, ex. :
  • 1L1, 2T1, 3L2, 4T2, 5L3, 6T3
• Réseau raccordé aux bornes 1, 3, 5
• Récepteur raccordé aux bornes 2, 4, 6

Contacts auxiliaires

• Codés par deux chiffres :
  • Premier chiffre = position (numérotation successive)
  • Deuxième chiffre = fonction du contact

c) Exemples d’identification

• Contacteur force 3L avec contact auxiliaire : bornes 1L1, 2T1, A1, A2, etc.
• Relais thermique 3L : contacts principaux 3 NO / 0 NC, contacts auxiliaires 1 NO / 0 NC
• Relais auxiliaire 4 pôles : ex. DIL 22 avec 2 contacts de fermeture et 2 d’ouverture
• Relais temporisé : symboles spécifiques selon fabricant

d) Code couleur pour plans d’installation

• Chaque type d’appareil (interrupteur, bouton-poussoir, prise, luminaire, canalisation, etc.) possède un symbole et une couleur spécifique.
• Exemple d’appareils courants :
  • Interrupteur sch 0, 1, 2, 3, 6
  • Bouton-poussoir lumière ou sonnerie
  • Prises type 12, 13, triple
  • Plafonnier, applique murale, luminaire fluorescent
  • Canalisation (au plafond, au sol, dans mur, paroi creuse, traversante, montante, descendante)
  • Boîte de dérivation, boîte de passage
  • Terre, équipotentialité
  • Installations lumière, force, téléphoniques, antenne, sonnerie, alarme incendie

e) Symboles spécifiques pour installations lumière

f) Symboles pour prises et appareils

• Prises type 12, 13, triple, avec ou sans commande
• Appareils électriques courants : moteur, chauffe-eau, plan de cuisson, four, réfrigérateur, lave-linge, sèche-linge, radiateur infrarouge

g) Remarque sur conducteur de protection (PE)

• Selon la NIBT 4.1.3.1.3.1, un conducteur de protection est tiré sur les points lumineux.
• Pour simplifier les plans, la représentation du conducteur PE peut être omise partiellement.

h) Exemple d’utilisation du symbole interrupteur Sch 0

• Utilisé dans les pièces avec une seule porte (chambre, salle de bains, cave)
• Symbole pour plan d’installation : interrupteur Sch 0 avec boîte de dérivation et plafonnier à ampoule incandescente
• Schéma de montage inclut neutre, retour lampe, interrupteur

À retenir : Les symboles normalisés permettent une identification claire et uniforme des composants électriques sur les plans d’installation, facilitant la compréhension et la maintenance.

1. Interrupteurs et schémas de commande en installations lumière à courant fort

a) Types d’interrupteurs et leurs usages

L’interrupteur rotatif Sch 2 permet d’allumer une seule lampe parmi deux, jamais simultanément.

b) Schéma de montage et fonctions des conducteurs

• L : phase
• N : neutre
• PE : conducteur de protection
• RL : retour de lampe (ex : RLA, RLB)
• C : commun (pour commutateurs)

Le conducteur de phase passe par l’interrupteur avant d’arriver à la lampe, tandis que le neutre est raccordé directement à la douille.

c) Résumé des circuits types

d) Techniques d’installation

• Encastré (UP - unter Putz) : interrupteurs intégrés dans les murs, notamment pour Sch 2.
• Interrupteur échelonné (Sch 1) : remplacé souvent par Sch 3/3 pour plus de flexibilité.
• Commutateur (Sch 3) : commande d’un même point lumineux depuis plusieurs endroits.

e) Détermination du nombre de conducteurs dans un tube

• Représenter le circuit en schéma de montage.
• Nommer chaque conducteur selon sa fonction (L, N, PE, RL, C).
• Exemple pour un plafonnier métallique en déclenchement simple :
  Conducteurs nécessaires = L + N + PE.

f) Exemples pratiques

• Schéma 0 (poussoir) : un seul point de commande, un seul luminaire.
• Schéma 1 (basculant) : commande indépendante de deux lampes depuis un point.
• Schéma 2 (rotatif) : commande exclusive d’une lampe parmi deux, un seul point.
• Schéma 3 (va-et-vient) : commande d’une lampe depuis deux points différents.

g) Remarques importantes

• Le conducteur de protection (PE) ne doit jamais être dérivé via le luminaire, notamment pour les prises commandées.
• Le commutateur Sch 3 est aujourd’hui le plus utilisé, remplaçant souvent Sch 0 et Sch 1.
• Les interrupteurs Sch 2 sont presque toujours rotatifs et utilisés pour des commandes spécifiques (manuel/auto, modes).

Pour un circuit lumière, la phase est toujours interrompue par l’interrupteur, le neutre est raccordé directement au luminaire.

1. Installations de sonnerie et appel de personnes

a) Conducteurs et repérage dans les schémas

• Conducteurs essentiels à noter : phase (L), neutre (N), conducteur de protection (PE), retour de lampe (RL), contacts auxiliaires (RLA, RLB), conducteurs de commande (C), conducteurs communs (CC).
• Règle importante : le conducteur de protection (PE) doit être tiré jusqu’à la dernière boîte de dérivation, sans interruption.
• Dans les schémas, indiquer clairement le nombre de conducteurs nécessaires pour chaque partie du circuit, en respectant les exigences normatives (NIBT).

b) Types de commutations pour l’éclairage

• Schémas de principe : toujours reporter le nombre de conducteurs et leur désignation (L, N, PE, RL, etc.).
• Exemple : Deux lampes peuvent être commandées de deux endroits différents avec un commutateur simple (sch 3).

c) Règles spécifiques pour les circuits d’éclairage

• Pour un double commutateur avec plusieurs points de commande (ex. 4 endroits, 3 luminaires), il est interdit de passer le conducteur PE à travers un luminaire, car cela pourrait interrompre la protection lors d’extensions futures.
• Tous les luminaires doivent être surisolés.
• Le conducteur PE doit être tiré en continu, sans interruption.

d) Installations de sonnerie à courant faible

• Alimentation : généralement 230 V transformé en 6 V via un transformateur de sonnerie.
• Éléments principaux :
  • Transformateur de sonnerie 230/6 V
  • Sonneries (ex. magasin, appartement)
  • Contact de porte
  • Commutateur de sélection de sonnerie
  • Bouton-poussoir (monté vers la porte d’entrée, en parallèle)
• Types de sonneries :
  • Sonnerie à courant continu alimentée par batterie (6 V)
  • Sonnerie à courant alternatif alimentée par transformateur 230/6 V avec plusieurs boutons-poussoirs (2 lieux d’activation)

À retenir : Dans une installation de sonnerie, le bouton-poussoir est toujours monté en parallèle pour permettre l’activation depuis plusieurs points.

2. Synthèse des symboles et conducteurs à utiliser

3. Points clés pour la réalisation des schémas

• Toujours indiquer le nombre de conducteurs dans chaque partie du circuit.
• Respecter la continuité du conducteur PE.
• Utiliser les symboles normalisés pour interrupteurs, boutons-poussoirs, commutateurs simples et doubles.
• Pour les circuits complexes (groupés, multiples), compléter les tableaux de commutation et chronologies d’enclenchement.
• Vérifier la conformité avec la NIBT (normes d’installation électrique).

À retenir : La bonne représentation des conducteurs et la continuité du conducteur de protection sont indispensables pour la sécurité et la conformité des installations de sonnerie et d’appel.

1. Installations de sonnerie avec gâche électrique

• Composants principaux :

  • Transformateur de sonnerie 230 V / 6 V (ou 0-6-12 V selon besoin)
  • Sonnerie (6 V)
  • Bouton-poussoir pour sonnerie
  • Gâche électrique avec bouton-poussoir
  • Contact de porte et commutateur

• Fonctionnement :

  • Le transformateur abaisse la tension secteur (230 V) à une tension de sécurité (6 V ou 12 V).
  • Le bouton-poussoir active la sonnerie.
  • La gâche électrique s’ouvre via un bouton-poussoir dédié, alimenté par la même source basse tension.

• Exemple d’installation :

  • Immeuble locatif 3 étages : platine d’entrée au rez-de-chaussée, bouton à chaque étage pour activer la sonnerie dans chaque logement.
  • Ouvre-porte 6 V actionné par un poussoir dans chaque appartement.

2. Schémas et variantes d’installation de sonnerie

• Règle importante : Le retour de gâche doit être sans dérivation pour éviter les dysfonctionnements.

3. Appel de porte avec signalisation multiple (bureau)

• Fonctionnalités :

  • Bouton « sonner » déclenche la sonnerie.
  • Touche « entrer » active un vibreur et une lampe verte dans le couloir.
  • Boutons « attenter » et « occupé » allument les lampes correspondantes dans le bureau et le couloir.

• Schéma de montage : Intègre poussoirs, lampes indicatrices, vibreur et sonnerie.

4. Installation avec relais pour déviation d’appel

• Principe :

  • Appel au bureau via poussoir.
  • Si bureau inoccupé, appel dévié vers atelier avec klaxon 230 V.
  • Utilisation d’un relais 10 V avec contact à courant fort pour séparer les circuits.

• Avantage : Séparation claire des circuits et gestion de la priorité d’appel.

5. Circuits à relais pas à pas (impulsion de courant)

• Définition : Relais électromagnétiques qui changent d’état à chaque impulsion électrique reçue (activation / désactivation alternée).

• Caractéristiques :

  • Séparation galvanique entre circuit de commande (basse tension) et circuit de puissance (230 V).
  • Possibilité de commander plusieurs poussoirs en parallèle.
  • Attention : Ne pas coupler plusieurs relais pas à pas en parallèle (risque de sortie de cycle et dysfonctionnement).

• Utilisation principale : Remplacement des commutations simples (schéma 3) et doubles (schéma 6) dans les installations d’éclairage.

À retenir : Le relais pas à pas permet de commander un circuit de puissance par impulsions de commande en basse tension, garantissant sécurité et souplesse dans les installations d’éclairage.

1. Boutons-poussoirs lumineux

• Bouton-poussoir avec lampe de contrôle : indique l’état de fonctionnement (allumé ou éteint).
• Bouton-poussoir avec lampe d’orientation : indique l’emplacement du point d’allumage, utile lorsque ce point est hors du local éclairé.
• Remarque : ces boutons nécessitent un conducteur neutre.
• Attention : ne pas dépasser le courant de repos maximal du relais pour éviter une excitation permanente de la bobine.

2. Temporisation par minuterie (cages d’escaliers)

• Fonction : à l’impulsion sur un poussoir, la lumière s’allume pour un temps réglé, puis s’éteint.
• Minuterie réarmable : si un poussoir est pressé avant la fin du temps, la temporisation repart à 100%.
• Types de temporisation :
  1. Électromécanique
  2. Électronique
  3. Pneumatique
• États de fonctionnement (sélecteur) :
  • Pos 0 : off
  • Pos 1 : minuterie / automatique
  • Pos 2 : permanent

a) Circuits de minuterie

• Important : le conducteur neutre ne doit pas être activé dans ces circuits.

3. Minuterie pas à pas

• Deuxième impulsion pendant la temporisation déclenche les consommateurs.
• Exemple :
  1. Pression sur S1 → temporisation 3 min.
  2. Pression sur S3 après 2 min. → nouvelle temporisation.

4. Minuterie avec préavis

• 20 secondes avant la fin du temps réglé, la tension de sortie est réduite à 50% pour éviter une extinction intempestive par nouvelle pression.

5. Horloges

a) Types principaux

• Réserve de marche : capacité de l’horloge à continuer de fonctionner temporairement sans alimentation électrique.
• Alimentation : toujours raccorder phase (L) et neutre (N).

b) Programmation

• Horloges journalières ou hebdomadaires avec contacts de fermeture ou inverseurs.
• Horloges multiples avec canaux indépendants.
• Utilisations courantes : éclairage de vitrines, parkings, éclairage extérieur, ventilation.

À retenir : La minuterie réarmable permet de prolonger l’éclairage par une nouvelle impulsion avant la fin du temps réglé, tandis que la réserve de marche des horloges garantit leur fonctionnement temporaire en cas de coupure de courant.

1. Interrupteurs crépusculaires

• Composition : système de commutation + dispositif de mesure de l’intensité lumineuse, intégrés dans un même boîtier ou séparés.
• Fonction : enclenche l’éclairage lorsque la luminosité ambiante descend en dessous d’un seuil prédéfini.
• Montage : la partie sensible à la lumière doit être protégée des sources lumineuses parasites.
• Utilisation : éclairage de vitrines, cages d’escaliers, éclairage extérieur.
• Horloge crépusculaire : combinaison d’une horloge et d’un interrupteur crépusculaire pour gérer l’éclairage selon horaires et luminosité.

2. Détecteur de mouvement infrarouge passif (PIR)

a) Fonctionnement

• Capte uniquement le rayonnement thermique (IR) émis par les corps chauds en mouvement.
• Divise la zone surveillée en secteurs sensibles et insensibles via un système de lentilles.
• Ne déclenche pas pour des sources fixes ou mouvements très lents (ex : radiateur, soleil).
• Sensible aux ondes IR émises par l’homme (~50 W).

b) Caractéristiques principales

c) Utilisation

• Éclairage extérieur, escaliers, vitrines, archives, sécurité.

d) Procédure d’installation

1. Définir le but : sécurité ou commande, intérieur ou extérieur.
2. Choix du modèle : angle, portée, IP, temporisation, fonctions micro, télécommande.
3. Montage : respecter notice, éviter influences extérieures.
4. Réglages : aligner zone de détection, ajuster sensibilité crépusculaire, temporisation, sensibilité acoustique.

3. Raccordements et variantes d’utilisation des PIR

• Peuvent remplacer des actionneurs traditionnels ou s’associer à d’autres commandes.
• Variante 1 : PIR branché en parallèle à la minuterie, agit comme un poussoir de fermeture externe.
• Variante 2 : PIR utilisé comme poussoir supplémentaire.
• Important : régler la minuterie du PIR sur la durée la plus courte ou en mode impulsion.

4. Exemple d’application : éclairage de vitrine avec horloge

• Horaires d’allumage : 7 h–10 h et 17 h–22 h, du lundi au samedi.
• Prise de courant : alimentée directement.
• Utilisation d’une horloge pour gérer les plages horaires.

5. Commandes d’éclairage avec relais

• Exemple : éclairage de couloir avec relais pas à pas et deux poussoirs équipés de lampes d’orientation.
• Schéma de montage à compléter selon la configuration (exemple : cage d’escaliers sur plusieurs étages).
• Prise non dessinée dans le schéma.

À retenir :
Les interrupteurs crépusculaires et détecteurs PIR permettent une gestion automatique et économique de l’éclairage en fonction de la luminosité et de la présence, avec des réglages précis pour éviter les déclenchements intempestifs.

1. Relais et commandes par impulsion

a) Principes généraux

• Relais : dispositif électromécanique permettant de commander un circuit électrique par un autre circuit de commande.
• Commande par impulsion : actionnement d’un relais par un ou plusieurs boutons poussoirs, générant une impulsion électrique qui modifie l’état du relais.

2. Exemples d’applications

3. Commande par impulsion : principes et schéma

• Boutons poussoirs : génèrent une impulsion électrique pour changer l’état du relais.
• Relais K1 : change d’état à chaque impulsion (tiré ou relâché).
• Boutons en série : pour déclenchement multiple (ex. plusieurs boutons poussoirs en série pour commande unique).
• Boutons en parallèle : pour enclenchement supplémentaire (ex. plusieurs poussoirs d’enclenchement en parallèle).

4. Schéma type de commande par impulsion

5. Règles importantes

• Boutons poussoirs de déclenchement doivent être branchés en série pour un même circuit.
• Boutons poussoirs d’enclenchement supplémentaires doivent être branchés en parallèle.
• La lampe de signalisation peut être intégrée dans le bouton ou installée séparément.
• Le relais conserve son état jusqu’à la prochaine impulsion (commande bistable).
• Pour charges importantes (ex. éclairage), utiliser un contacteur piloté par le relais.

La commande par impulsion permet de contrôler un relais à partir de plusieurs boutons poussoirs, en modifiant l’état du relais à chaque impulsion, avec une gestion adaptée des boutons en série ou en parallèle selon leur fonction.

1. Relais temporisés

• Définition : Les relais temporisés activent leurs contacts après un délai prédéfini. Ce délai peut s’appliquer à l’enclenchement ou au déclenchement de la bobine.
• Types principaux :

  Type de relais	Fonctionnement
  Relais retardé à l’attraction	Contact activé après un délai à la mise sous tension de la bobine
  Relais retardé à la chute	Contact désactivé après un délai à la coupure de la bobine
  Relais retardé à l’attraction et à la chute	Temporisation à l’enclenchement et au déclenchement
  Relais clignotant	Contact qui s’active et se désactive périodiquement

2. Surveillance de la vitesse de rotation d’un moteur

• Objectif : Détecter une baisse critique de la vitesse et déclencher une alarme.
• Fonctionnement (cas 1) :
  • À la détection d’une vitesse trop basse, la lampe s’allume immédiatement.
  • L’avertisseur sonore se déclenche avec un retard de 30 secondes.
  • À la correction du défaut, la lampe et le signal sonore s’éteignent.
• Fonctionnement (cas 2) :
  • Les deux signaux (lampe et klaxon) s’activent immédiatement.
  • Un bouton de quittance permet de couper le klaxon, la lampe reste allumée.
  • À la correction du défaut, la lampe s’éteint.

3. Installation d’interphones

• Installation simple :
  • Circuit d’appel : pôle positif → touche d’appel → touche parole (contact repos) → sonnerie DC → pôle négatif.
  • Circuit parole : pôle positif → microphone (appartement) → haut-parleur → bouton parole (contact fermeture) → écouteur-microphone → pôle négatif.
• Installation avec ouvre-porte :
  • Deux circuits de parole distincts (B1+B4 et B2+B3).
  • Décrochement du microtel interrompt automatiquement l’appel.
  • Respect strict de la polarité (+/-) pour haut-parleurs et écouteurs.
  • Ne pas mélanger simultanément conducteurs AC et DC.
• Installation avec 2 stations d’appartement :
  • Décrochement du microtel de la 1re station coupe l’alimentation de la 2e station pour empêcher l’écoute.

4. Installations de batteries

• Éléments au plomb :
  • Intensité nominale $I = 12\,A$
  • Résistance interne $R_i = 50\,m\Omega$
  • Capacité $Q = 72\,Ah$
• Éléments Leclanché :
  • Intensité nominale $I = 0{,}5\,A$
  • Résistance interne $R_i = 0{,}5\,\Omega$
  • Capacité $Q = 250\,mAh$
• Raccordement :
  • Respecter la polarité.
  • Calculer intensité totale, résistance interne totale et capacité totale selon le montage (série/parallèle).
  • Adapter le nombre de batteries pour respecter la tension et le courant nominal des consommateurs.

5. Installation de surveillance (exemples)

• But : Assurer le fonctionnement correct en déclenchant une alarme ou une action dès dépassement de seuil.

1. Interphones et installations de batteries

a) Installations de surveillance et alarmes

• Éléments à désigner : Chaque composant doit être identifié par lettre et numéro correspondant à sa position dans le schéma (ex. « alarme optique feu flash »).
• Numérotation des contacts : Suivre l’identification des bornes des relais (feuilles 12 et 13).
• Fonctions principales :
  • Surveillance de la température et de la pression.
  • Déclenchement d’une alarme acoustique et optique en cas de défaut.
  • Quittance de l’alarme via un contact d’impulsion (commande par bouton poussoir).
• Quittance de l’alarme :
  • La quittance acoustique est réalisée par un contact d’impulsion pour permettre un arrêt temporaire du signal sonore.
  • La quittance optique (feu flash) et la signalisation restent actives jusqu’à élimination définitive du défaut.

b) Schéma de raccordement et plan de connexion

• Objectif : Établir les liaisons électriques entre conducteurs et éléments, en ordonnant et localisant précisément les appareils.
• Désignation des bornes : Utilisation des bornes X1, X2, etc., selon leur position sur le schéma.
• Lignes de connexion : Nommées W1, W2, etc., pour identifier les câbles.
• Représentations :
  • Unifilaire : Simplifiée, une seule ligne par circuit.
  • Multifilaire : Détaille chaque conducteur, utilisée pour le plan de connexion.
• Raccordement des éléments externes : Bornes spécifiques doivent être prévues pour les capteurs extérieurs (ex. thermostat), avec numérotation continue.

c) Exemple de câblage d’une installation de surveillance

d) Cuisinières électriques : schéma simplifié

• Composants principaux :
  • Champs de cuisson : E1 à E4, avec régulation Q1 à Q4.
  • Four : Commutateurs Q5, lampe E5, ventilateur M1, corps de chauffe E6, E7, E9.
  • Tiroir chauffant : Interrupteur Q6, corps de chauffe E10.
• Raccordement :
  • Bornier X1 pour connexion au réseau.
  • Protection par conducteur de protection (PE).
• Réseaux possibles :
  • Raccordement monophasé 1 x 400 V.
  • Raccordement triphasé 3 x 400 V (préféré pour équilibrer la charge).

e) Raccordement des fours au réseau

• Puissance maximale monophasée limitée à 10 kW par PDIE.

f) Régulation de température et d’énergie

• Principe : Ajustement de la puissance $P$ en fonction de la température $T$ mesurée, pour maintenir une consigne.
• Exemple : Plaques vitrocéramiques avec boutons de réglage, utilisant un champ magnétique pour chauffer.

g) Types de plaques de cuisson

À retenir : La quittance d’une alarme acoustique se fait par un contact d’impulsion pour permettre un arrêt temporaire, tandis que la signalisation optique reste active jusqu’à élimination complète du défaut.

1. Installations de surveillance et schémas de raccordement

a) Commutateurs pour plaques de cuisson

• Commutateur à 5 positions : permet de commuter 4 degrés de puissance (positions 0 à 4).
• Commutateur à 7 positions : permet de commuter 6 degrés de puissance (positions 0 à 6).

Ces commutateurs agissent sur des résistances en série ou en parallèle pour moduler la puissance.

b) Calcul de puissance et résistance

• Puissance dissipée par une résistance $R$ sous tension $U$ :

$$P = \frac{U^2}{R}$$

• Résistance équivalente en série :

$$R_{\text{eq}} = R_1 + R_2 + \cdots$$

• Résistance équivalente en parallèle :

$$\frac{1}{R_{\text{eq}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \cdots$$

c) Exemple de calculs pour commutateur à 5 positions

• Résistances : $R_1 = 114\,\Omega$, $R_2 = 400\,\Omega$
• Tension : $U = 400\,V$

d) Diagramme de puissance

• Le diagramme montre que les commutateurs à 5 positions ne permettent pas un réglage fin de la température.
• Puissances typiques varient de 311 W à 1804 W selon la position.

e) Commutateurs à 7 positions et circuits mixtes

• Trois résistances $R_1$, $R_2$, $R_3$ peuvent être couplées en série, parallèle ou mixte.
• Exemple : $R_1 = 150\,\Omega$, $R_2 = 250\,\Omega$, $R_3 = 350\,\Omega$.
• Chaque position correspond à une combinaison différente, offrant plus de niveaux de puissance.
• Puissance calculée pour chaque configuration avec $U=400\,V$.
• Circuits mixtes augmentent le nombre de positions possibles.

f) Plaques à induction

• Fonctionnement basé sur la transmission de chaleur par induction.
• Un champ magnétique à haute fréquence induit des courants dans la casserole ferromagnétique.
• Régulation possible par commutateurs à 5 ou 7 positions, ou régulation sans palier (automatique).
• Régulation sans palier permet un contrôle très fin de la température.

g) Représentation des commutateurs cylindriques

• Deux types : commutateurs à tambour et commutateurs à cames.
• Contacts de commutation font contact avec bornes selon la position (ex : 1, L1, 2, 3, L2, 4).
• Permettent de sélectionner différentes résistances ou combinaisons pour moduler la puissance.

À retenir : Le choix et le câblage des commutateurs (5 ou 7 positions) déterminent la finesse du réglage de puissance des plaques de cuisson, en jouant sur les combinaisons de résistances en série, parallèle ou mixtes.

1. Cuisinières électriques et couplages de résistances

a) Notions clés

• Dénomination des circuits de résistances :

  • Série : $R_1 + R_2$
  • Parallèle : $R_1 // R_2$

• Plaque de cuisson Ø 220 mm, 7 positions, 2 kW, 1 x 400 V

b) Résistances et puissances

• Calcul de $R$ à partir de la puissance et tension :
  $R = \frac{U^2}{P}$

• Exemple :
  $R_1 = \frac{400^2}{500} = 320 \ \Omega$

c) Positions et couplages de résistances

• Rappel :
  • En série, les résistances s'additionnent :
    $R_{\text{eq}} = R_1 + R_2 + \cdots$
  • En parallèle, la résistance équivalente est donnée par :
    $\frac{1}{R_{\text{eq}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \cdots$

d) Commutateurs à cames

• Fonctionnement :
  Le cylindre de commutation possède des cames qui activent ou désactivent des contacts selon la position.

• Représentation :

  • Diagramme avec contacts cochés "X" pour les positions actives.
  • Contacts actifs doivent rester fermés pendant le changement de position s'ils sont utilisés plusieurs fois.

e) Exercices types

1. Compléter le diagramme des contacts activés selon la position.
2. Représenter le passage du courant dans différentes positions.
3. Calculer les résistances pour une tension de 400 V.

À retenir : La puissance d'une plaque de cuisson est modulée par le couplage en série ou parallèle des résistances, commandé par un commutateur à cames.

2. Chauffe-eau : protections et réglages

a) Types de chauffe-eau

• À écoulement libre :
  L'eau chaude peut déborder dans la conduite d'eau froide.
  Nécessite des dispositifs de sécurité hydrauliques (réducteur de pression, clapet de retenue, soupape de sécurité).

• Sous pression :
  Le récipient est sous pression égale à celle de l'eau froide.
  L'expansion de l'eau chauffe engendre une surpression évacuée par une soupape de sécurité.

b) Dispositifs de sécurité électriques (selon NIBT)

• Thermostat de réglage : contrôle la température normale.
• Limiteur de température : thermostat de sécurité contre la surchauffe.
• Disjoncteur : protège le circuit électrique.

c) Symboles des thermostats

• Thermostat de réglage et limiteur sont représentés par des symboles spécifiques dans les schémas électriques.

d) Exemples de chauffe-eau

À retenir : Les chauffe-eau doivent être équipés de dispositifs hydrauliques et électriques de sécurité pour éviter les surpressions et les surchauffes.

3. Résumé des formules importantes

• Résistance d'une résistance chauffante :
  $R = \frac{U^2}{P}$

• Résistance équivalente en série :
  $R_{\text{eq}} = \sum R_i$

• Résistance équivalente en parallèle :
  $\frac{1}{R_{\text{eq}}} = \sum \frac{1}{R_i}$

1. Types de traits en dessin professionnel

2. Règles essentielles de cotation

1. Traits de cote et traits d’attache : Le chiffre de cote est inscrit sur la ligne de cotation. En cotation verticale, il doit être lisible depuis la droite.
2. Disposition des cotes : Détails cotés près de la pièce, cotes générales (longueur, largeur totales) éloignées pour éviter les croisements.
3. Unités : Les cotes correspondent à la grandeur réelle en millimètres, sans unité écrite.
4. Unicité : Chaque cote est indiquée une seule fois, à l’endroit le plus visible.
5. Cotation des cercles : Préférer le diamètre. En cas de percement, coter le centre. Si le cercle est indistinct, coter le rayon (ex. R12).
6. Symétrie : Utiliser la symétrie pour simplifier la cotation.
7. Propreté : Inscrire les cotes proprement, sans ornements (norme ISO).

À retenir : La cotation doit être claire, précise, unique et refléter les dimensions réelles sans ambiguïté.

3. Échelles usuelles en dessin d’atelier

4. Représentations en perspective

• Isométrique

  • Arêtes représentées à la même échelle.
  • L’objet est vu de face, uniforme.
  • Cotes données en grandeur réelle.

• Dimétrique

  • Faces frontales à l’échelle et angles réels.
  • Arêtes de profondeur à 45° vers le haut à droite, raccourcies de 50%.
  • Faces arrière à l’échelle et angles réels.
  • Cotes en grandeur réelle.

5. Vues PEP (Plan, Élévation, Profil)

• Plan : Vue de dessus.
• Élévation : Vue de face (choisir la plus représentative).
• Profil : Vue latérale.

Chaque vue doit être cotée complètement, avec les cotes placées dans la zone la plus visible.

6. Points clés pour la cotation et le dessin

• La cotation doit être complète et lisible.
• Les cotes sont toujours en millimètres, sans unité.
• Les traits utilisés doivent respecter leur usage (épaisseur, type).
• Les perspectives facilitent la compréhension globale de l’objet.
• L’échelle choisie doit permettre une représentation claire et précise.

7. Exemple d’application

• Plaque aluminium 250 x 150 x 5 mm avec trous de fixation :
  • Deux trous de 5 mm pour prises.
  • Quatre percements de 8 mm pour fixation plaque.
  • Dessin à l’échelle 1:1 avec cotation complète.

À retenir : Le dessin professionnel en électricité nécessite rigueur dans le tracé, la cotation et le respect des normes pour garantir la clarté et la précision des plans.

1. Chauffe-eau et protections thermiques

a) Chauffe-eau : généralités

• Le chauffe-eau est un appareil électrique destiné à chauffer l'eau sanitaire.
• Il est souvent alimenté par un circuit dédié, protégé et contrôlé.
• Le tableau de distribution secondaire (TDS) doit être placé à proximité des gros consommateurs comme le chauffe-eau.

b) Protections thermiques

• Les protections thermiques sont indispensables pour éviter la surchauffe et les risques d'incendie.
• Elles interviennent pour couper l'alimentation électrique en cas de température excessive.
• Ces protections peuvent être intégrées dans le chauffe-eau ou installées en amont.

c) Disposition des circuits et protections

d) Règles d'installation spécifiques au chauffe-eau

• Le chauffe-eau doit être alimenté par un circuit protégé, souvent via un disjoncteur différentiel.
• Le câble d'alimentation doit être dimensionné selon la puissance du chauffe-eau.
• La ligne d'alimentation du TDS (exemple : M 32, 5x6) doit être tracée clairement sur le plan.
• Les fils de commande (pour chauffe-eau, pompe à chaleur) doivent être prévus et identifiés.

À retenir : Le chauffe-eau doit être alimenté par un circuit dédié, protégé thermiquement et électriquement, avec une ligne d'alimentation clairement tracée et des protections adaptées pour éviter toute surchauffe.

e) Représentation sur plans

• Les appareils comme le chauffe-eau sont représentés par des symboles normalisés.
• Les conduites sont tracées en respectant les codes couleurs :
  • Lumière : bleu
  • Chaleur et force : rouge
  • TV : violet
  • Téléphone : vert
  • Sonnerie : brun (ou bleu si 230 V)
• Les conduites doivent être dessinées parallèlement aux parois ou selon le chemin le plus court.
• Les tubes et conducteurs doivent être désignés si différents des standards (ex : tubes autres que M20, conducteurs autres que 1,5 mm²).

Cette organisation garantit une installation sécurisée, claire à lire et conforme aux normes électriques, notamment pour les circuits de chauffe-eau et leurs protections thermiques.

1. Règles générales pour le dessin d'atelier en électricité

• Prise en compte des travaux de gainage et scellement : prévoir les passages et scellements nécessaires.
• Nombre de tubes par boîte Gr 1 : maximum 2 tubes.
• Passage des tubes : privilégier le passage par le sol plutôt que par le plafond.
• Interdictions : pas de tubes traversant puits de lumière, cages d’escaliers, galeries ou cheminées.
• Nombre de fils par tube : respecter les capacités (ex. THF M20 : max. 7 fils de 1,5 mm²).

2. Conducteurs de protection

• Tirer un conducteur de protection pour chaque lampe.
• Tirer un conducteur de protection aux interrupteurs de bain/douche.

3. Installations force et production de chaleur

4. Installations téléphone

• Alimentation unique par appartement, à partir de la boîte dans la cage d’escalier.
• Boîte de dérivation recommandée dans l’appartement (souvent dans le couloir).
• Tubage en boucle pour canalisation ISDN, prévoir tubes de réserve.
• Prises 230 V pour NT et station principale.
• Désignation claire des types de câbles et prises.

5. Installations TV

• Tubage selon système : prises en série ou en étoile à partir de la boîte TV.
• Désignation du câble (ex. coaxial MK 95).

6. Conseils pour plans d’installation (appartement 4 ½ pièces)

a) Installations lumière

• Entrée + couloir : 2 points lumineux à l’entrée, 2 au corridor, au moins 3 endroits de commutation (relais pas à pas ou schéma 6).
• Séjour : prises triple commandées possibles, prises supplémentaires près de la prise T+T ou balcon (type 13, IP54 possible).
• Coin à manger : lampe centrée sur la table, prise commandée au plafond possible, combinaison interrupteur/prise pour aspirateur.
• Cuisine : 1 ou 2 points lumineux, interrupteur schéma 1 ou supplémentaire, prises ménage de chaque côté (3xT13).
• Bains : prise à droite de l’armoire de pharmacie, à au moins 60 cm de la baignoire (T13 + armoire IPX4).
• Chambres enfants et parents : prises combinées interrupteur/prise, éviter prise au milieu de la paroi, prise triple aux tables de nuit, prise 230 V à côté de la prise TV.

b) Installations force et production de chaleur

• TDS placé dans la zone de la colonne montante ou près des gros consommateurs (encastré).
• Prise lave-linge placée dans le compartiment adjacent.

c) Installations téléphoniques et TV

• NT placé dans la pièce disponible, pas dans le séjour, avec prise 230 V.
• Tubes pour téléphone et TV préférentiellement par le sol.

7. Schéma de principe et cotation

• Identifier les interrupteurs avec les lampes ou prises commandées par des lettres (A, B, ...).
• Respecter les sections de câble et types de tubes selon les puissances et usages.
• Exemple de sections courantes :
  • Lumière : 1,5 mm²
  • Force : 2,5 mm² à 6 mm² selon puissance
• Protection différentielle : $I_N = 30\,mA$ recommandée pour circuits lumière et prises.

À retenir : Le dessin d’atelier doit respecter les normes de section, nombre de fils par tube, emplacement des équipements et faciliter la maintenance tout en assurant la sécurité électrique.

1. Perspectives et coupes en dessin technique

a) Définitions clés

• Perspective : représentation graphique d’un objet en trois dimensions sur un plan en respectant les proportions et la profondeur, pour donner un effet réaliste.
• Coupe : représentation d’un objet ou d’un bâtiment comme s’il était sectionné par un plan, permettant de voir l’intérieur et les détails cachés.

b) Types de perspectives

c) Types de coupes

• Coupe verticale : plan de coupe perpendiculaire au sol, montre la hauteur et la structure verticale.
• Coupe horizontale (plan) : plan de coupe parallèle au sol, montre la disposition intérieure à une certaine hauteur.
• Coupe partielle : ne coupe qu’une partie de l’objet pour détailler une zone précise.
• Coupe totale : traverse entièrement l’objet.

d) Règles essentielles pour les coupes

• Le plan de coupe est matérialisé par une ligne épaisse et des flèches indiquant la direction du regard.
• Les surfaces coupées sont hachurées pour les distinguer des autres parties.
• Les éléments visibles derrière le plan de coupe sont dessinés en traits pleins, ceux cachés en traits pointillés.

e) Application en dessin électrique

• Les perspectives permettent de visualiser l’implantation des équipements électriques dans un espace en 3D.
• Les coupes facilitent la compréhension des passages de câbles, des gaines et des emplacements des tableaux électriques dans les murs ou cloisons.
• Les plans d’installation combinent souvent vues en plan (coupe horizontale) et perspectives pour une meilleure lisibilité.

f) Résumé des schémas lumière (Schémas Sch 0 à Sch 6)

g) Notions importantes sur les schémas lumière

• Schéma de montage : représentation réelle avec symboles d’interrupteurs, lampes, conducteurs (en couleur).
• Schéma de principe : simplification fonctionnelle montrant les connexions et le nombre de conducteurs.
• Schéma développé : détail complet des connexions, souvent utilisé pour le câblage.

h) Méthodologie pour la répétition des schémas lumière

1. Lire attentivement la tâche et identifier ce qui est demandé.
2. Esquisser toutes les solutions possibles dans un brouillon.
3. Contrôler et corriger à l’aide des feuilles de résolution.
4. Reporter proprement la solution finale sur la feuille de travail.

À retenir : La maîtrise des perspectives et des coupes est essentielle pour visualiser correctement les installations électriques et assurer une communication claire entre les différents intervenants du projet.

1. Plans d'installation et schémas de distribution

a) Installations de sonnerie

• Tension d'alimentation : généralement 6 V ou 12 V selon les installations.
• Structure : colonnes montantes desservant appartements, cages d'escalier, caves.
• Schéma de principe : représente les connexions entre les sonnettes, les poussoirs et l'alimentation.
• Représentation : symboles normalisés pour les poussoirs (S1, S2, S3...), contacts (K21...), lampes, alimentation (L, N, PE).

b) Circuit pas à pas (ou circuit à impulsion de courant)

• Activation : par impulsions envoyées via des poussoirs.
• Fonctionnement : chaque impulsion modifie l'état du circuit (allumage/extinction).
• Avantages :
  • Séparation galvanique entre circuits de commande et de puissance.
  • Utilisation possible de tensions différentes pour commande et puissance.
  • Extension facile : poussoirs supplémentaires branchés en parallèle.
• Éléments typiques :
  • Boutons-poussoirs (avec ou sans lampe d’orientation).
  • Lampes 230 V.
• Schéma de fonctions : diagramme représentant les impulsions nécessaires pour chaque poussoir.

c) Minuterie

• Utilisation : commande temporisée d’un circuit électrique.
• Composants : relais-minuterie, interrupteur de pontage externe.
• Schéma de montage : inclut alimentation (230 V / 24 V), relais, contacts, bornes de raccordement.
• Commande par minuterie : permet d’activer/désactiver un circuit après un délai réglable.

d) Commande par impulsion à plusieurs points

• Principe : enclenchement/déclenchement d’un appareil depuis plusieurs endroits.
• Schéma développé : montre tous les éléments et connexions.
• Schéma de montage : transposition pratique pour installation.
• Désignation : chaque élément identifié par lettre et chiffre (ex. S21.1, K21).

e) Couplage de batteries

• But : obtenir la tension et le courant nécessaires pour un consommateur.
• Paramètres clés :
  • Tension nominale $U$ (en V).
  • Courant nominal $I$ (en A).
  • Résistance interne $R_i$ (en Ω ou mΩ).
  • Capacité $Q$ (en Ah ou mAh).
• Types de couplage :
  • Série : tensions s’additionnent, courant constant.
  • Parallèle : courants s’additionnent, tension constante.
• Calculs :
  • $U_{total} = \sum U_i$ (série)
  • $I_{total} = \sum I_i$ (parallèle)
  • $R_{i,total} = \sum R_{i}$ (série) ou $1/R_{i,total} = \sum 1/R_i$ (parallèle)
  • $Q_{total} = \sum Q_i$ (parallèle)
• Respecter la polarité lors du couplage.

f) Schéma de raccordement

• Représentation unifilaire : simplifie la visualisation des liaisons électriques.
• Bornier de connexion : point central pour relier les éléments externes au tableau de commande.
• Désignation des lignes : exemple "W1 / Tdc 5 x 2,5 mm² / 3LNPE" indique type et section du câble.
• Éléments typiques :
  • Contacteurs, fin de course (haut/bas), boîtier de commande.
  • Alimentation triphasée 3 x 400 V / 230 V.
  • Accessoires : girophare, interrupteurs.
• Tâche principale : déterminer la connexion exacte entre bornes du boîtier et éléments (hors conducteur de protection).

À retenir : Le circuit pas à pas permet une commande simple et sûre par impulsions, avec séparation galvanique et extension facile, tandis que le couplage de batteries doit respecter polarité et paramètres électriques pour assurer une alimentation correcte.