Types de DDR, fuites et sélectivité

Pourquoi plusieurs types de DDR ?

Souvenez-vous du chapitre 4 : le différentiel est un transformateur. Tant que le courant parti par la phase revient par le neutre, les champs s'annulent dans le tore. Une fuite crée un déséquilibre, donc un champ qui varie, et c'est cette variation qui induit une tension dans la bobine de déclenchement. Or l'électronique moderne redresse le courant : une fuite située après un redresseur n'est plus un joli sinus. D'où des types de plus en plus clairvoyants, chacun faisant tout ce que fait le précédent, comme des poupées russes :

Type	Il détecte	Exemples
AC	l'alternatif sinusoïdal	éclairage, prises simples
A	+ le continu pulsé	plaques de cuisson, électronique
F	+ les courants composés	lave-linge, pompe à chaleur à variateur monophasé
B	+ le continu lisse	bornes de recharge, onduleurs photovoltaïques, variateurs triphasés

D'où vient le continu ? Le piège des 6 mA

Un appareil électronique commence presque toujours par un redresseur suivi de condensateurs : à l'intérieur, il fonctionne en continu. Un défaut d'isolement situé après ce redresseur renvoie à la terre un courant pulsé, voire parfaitement lisse.

Le vrai danger : aveugler tout un groupe de circuits

Un type A est conçu pour rester efficace avec, au plus, 6 mA de fuite en continu lisse. Au-delà, il risque d'être ébloui... et avec lui la protection de tous les circuits qu'il surveille, pas seulement celui de l'appareil fautif.

Exemple : une borne de recharge de voiture est raccordée derrière le type A qui protège aussi les prises de la maison. Un défaut dans la borne laisse fuir 10 mA en continu lisse : le type A est saturé. Le lendemain, quelqu'un touche une rallonge abîmée dans le jardin : le différentiel ne réagit plus.

• Onduleur photovoltaïque, pompe à chaleur, climatiseur, variateur : la notice du fabricant indique le type exigé, et c'est elle qui fait foi.
• Le type minimal exigé pour chaque circuit : voir la NF C 15-100Exigence à vérifier dans la version de la norme en vigueur : elle évolue au fil des révisions. en vigueur.

Les bornes de recharge sont détaillées dans le cours « IRVE bornes », en bas de page.

Les fuites permanentes s'additionnent

Aucun isolant n'est parfait, et beaucoup d'appareils renvoient même volontairement un peu de courant à la terre : leurs filtres CEMContre les parasites dus au découpage, des condensateurs relient phase et neutre à la masse :
dérivent les parasites vers la masse. Chaque appareil fuit peu, de quelques dixièmes de milliampère à quelques milliampères. Mais le différentiel, lui, voit la somme de tout ce qui est branché derrière lui. Exemple : sur un même 30 mA, une box internet 0,5 mA, un ordinateur 1 mA, un téléviseur 0,5 mA, un congélateur 1 mA, un lave-linge 1,5 mA et une pompe à chaleur 2 mA. Total : 6,5 mA en permanence.
Or un 30 mA peut déclencher dès 15 mA (chapitre 4) : il ne reste que 8,5 mA de marge. Une surtension d'orage, qui fait brièvement grimper les fuites des filtres, peut suffire.

Il « saute tout seul » : la méthode

Un différentiel qui déclenche n'a presque jamais tort : il y a une fuite, franche ou additionnée. Enquêter dans l'ordre :

1. Quand ? Pendant un orage, à la mise en route d'un appareil, la nuit ou par temps de pluie (humidité d'une prise ou d'un éclairage extérieur)... Le moment est souvent le premier indice.
2. Mesurer la fuite à la pince de fuitePince ampèremétrique capable de mesurer au dixième de milliampère : les pinces courantes ne descendent pas si bas. : enserrer ensemble tous les conducteurs actifs du circuit, phase et neutre. Le courant aller et le courant retour s'annulent : la pince n'affiche que la différence, c'est-à-dire ce qui fuit. Exactement comme le tore du différentiel !
3. Chercher le circuit : ouvrir un à un les disjoncteurs placés sous le différentiel, et regarder la fuite baisser.
4. Chercher l'appareil : débrancher un à un les appareils du circuit en cause, puis contrôler l'isolement au mégohmmètre, hors tension (électronique sensible déconnectée).

Les solutions :

• Réparer l'isolement défaillant : résistance de chauffe-eau, prise extérieure humide...
• Répartir les appareils qui fuient entre plusieurs différentiels
• Sur les circuits chargés d'électronique : un type F, ou un modèle super immuniséAppellations commerciales Hi, Hpi, Si... suivant les fabricants : le plus souvent des types A à immunité renforcée, pas des types F.
• Jamais : remplacer le 30 mA par un 300 mA, ou le shunter. Il est là pour sauver une vie.

Les simulateurs en bas de page vous entraînent sur ces pannes.

Sélectivité verticale : le type S

Deux différentiels en série voient le même défaut. S'ils déclenchent ensemble, toute la maison est plongée dans le noir pour une simple fuite dans la salle de bain. La sélectivité, c'est obtenir que seul le plus proche du défaut s'ouvre. Deux conditions pour le différentiel placé en amont :

1. Un seuil plus élevé : au moins le double de celui d'aval, trois fois en pratique, par exemple 300 mA au-dessus de 30 mA ;
2. Un retard : c'est le type S, pour sélectif, repéré par un S encadréÀ son seuil, un type S ne déclenche jamais avant 130 ms, alors qu'un différentiel ordinaire s'ouvre en moins de 300 ms, et bien plus vite pour un défaut franc..

Exemple : en France, le disjoncteur de branchement est différentiel, souvent 500 mA de type S. Au-dessus des 30 mA du tableau, les deux conditions sont réunies : 500 mA dépasse largement le double de 30 mA, et il attend.

• Deux 30 mA en série : aucune sélectivité, c'est le plus rapide qui gagne, au hasard.
• Le type S n'existe qu'en seuils élevés (100, 300, 500 mA...) : la protection des personnes à 30 mA reste instantanée.

Sélectivité horizontale : répartir

La sélectivité verticale décide qui déclenche. La sélectivité horizontale décide ce qui s'éteint : un défaut ne doit couper qu'une partie de l'installation.

• Répartir les circuits sur plusieurs 30 mA, et jamais tout l'éclairage derrière le même : un défaut ne doit pas plonger la maison dans le noir complet ;
• isoler les circuits à ne pas couper : le congélateur loin du lave-linge ou des prises extérieures ;
• répartir aussi les appareils qui fuient, pour ne pas épuiser le budget d'un seul différentiel (écran 3).

Le nombre minimal de différentiels dépend de la surface du logement : voir le chapitre 5 et la NF C 15-100Exigence à vérifier dans la version de la norme en vigueur : elle évolue au fil des révisions. en vigueur.

Le cas de l'immeuble :

Chaque logement a son disjoncteur de branchement et ses 30 mA. Les services généraux (éclairage des communs, ascenseur, ventilation...) ont leur propre tableau, souvent avec un 300 mA de type S en tête et des 30 mA derrière. Un défaut chez un voisin ne doit jamais éteindre l'escalier : c'est tout l'enjeu du simulateur « Coupure générale, sélectivité ».