La surcharge électrique se produit lorsque le courant qui circule dans un circuit excède la capacité nominale de ce circuit. En d’autres termes, c’est un excès de demande énergétique qui fait que l’intensité est supérieure à ce que le câblage ou les dispositifs peuvent supporter. Contrairement au court-circuit (une défaillance d’isolement entre conducteurs qui génère un flux subit très intense), la surcharge se manifeste lorsque l’on connecte simultanément trop d’appareils ou des appareils de grande consommation.
Ce phénomène peut se produire tant dans les installations domestiques qu’industrielles, et il est dangereux car il peut endommager des équipements ou provoquer des incendies. Pour mieux comprendre les différences, l’article de Solera sur le court-circuit explique son origine et en quoi il diffère d’une surcharge.
Causes courantes
- Brancher trop d’appareils à haute consommation sur un même circuit (par exemple, plusieurs électroménagers ou équipements électroniques sur la même multiprise). Ce scénario génère une surcharge des prises lorsque la somme des courants dépasse la limite autorisée du circuit.
- Utilisation continue et inadéquate de rallonges ou de multiprises. Lorsque plusieurs équipements sont branchés à répétition sur une même rallonge, l’unique prise de courant connectée se surcharge.
- Équipements ou installations obsolètes ou défectueux. Des câbles anciens, des fusibles ou disjoncteurs défectueux peuvent mal fonctionner et ne pas couper correctement le courant. Un câblage usé augmente la résistance et la chaleur lorsqu’on lui demande plus de courant qu’il ne peut en dissiper.
- Mauvaise distribution des circuits. Dans les habitations anciennes, il est courant que plusieurs prises et luminaires partagent un seul circuit, de sorte qu’une consommation en apparence modérée finit par saturer tout le système.
- Variations de l’alimentation électrique. Des pics ou fluctuations de la tension du réseau peuvent soudainement engendrer des courants élevés qui surchargent l’installation.
Exemples de surcharge électrique
- Surcharge de prises : brancher en même temps un téléviseur, un ordinateur, plusieurs chargeurs de téléphone et une lampe sur la même multiprise est un cas classique. Si le courant total excède la capacité, la prise de courant surchauffe et le disjoncteur du circuit peut se déclencher.
- Surcharge d’éclairage domestique : lorsque toutes les ampoules et luminaires d’un circuit d’éclairage sont allumés en même temps que d’autres appareils connectés, il peut arriver que les lumières scintillent ou faiblissent. Cela indique que la demande dépasse ce que le circuit peut fournir.
- Appareils électroménagers simultanés : allumer simultanément le four électrique, le sèche-linge et le lave-vaisselle peut faire sauter les fusibles. Chacun de ces appareils consomme beaucoup d’énergie et, ensemble, ils dépassent la capacité de la ligne de cuisine ou de buanderie.
- Rallonges surchargées : utiliser plusieurs multiprises en cascade et brancher une grande quantité d’équipements (ordinateurs, imprimantes, lampes) sur une seule prise est dangereux. Ce type de surcharge de prises chauffe les câbles et peut déclencher un incendie.
- Systèmes de chauffage ou de climatisation mal dimensionnés : installer une pompe à chaleur de forte puissance sur un réseau ancien sans le renforcer peut faire sauter à répétition les disjoncteurs du tableau, ce qui indique que le circuit est surchargé.
Conséquences techniques, économiques et de sécurité
- Techniques : dommages aux équipements et aux installations. L’excès de courant chauffe les conducteurs jusqu’à faire fondre les isolants et les câbles. Cela peut provoquer des courts-circuits internes et des pannes permanentes dans les moteurs, transformateurs et appareils électroniques. Il peut aussi entraîner des déclenchements fréquents de fusibles et de disjoncteurs, mettant un circuit entier hors service.
- Sécurité : risque d’incendie et de choc électrique. La surchauffe des câbles et des prises peut provoquer des incendies si le feu atteint des matériaux inflammables. Une odeur de brûlé ou des grésillements sont des signaux de danger imminent. En outre, une installation instable augmente la probabilité de décharges électriques pour les personnes si une partie reste sous tension à cause d’une défaillance.
- Économiques : pertes dues aux réparations et aux arrêts. Remplacer les équipements endommagés (ordinateurs, moteurs, pompes) et réparer le câblage fondu implique un coût direct. Dans les environnements industriels ou commerciaux, une surcharge provoque des interruptions de production, avec des arrêts imprévus qui entraînent des pertes d’activité. Au niveau domestique, un circuit surchargé peut augmenter la consommation apparente et la facture d’électricité, et oblige à investir dans la mise à niveau de l’installation.
Comment éviter la surcharge électrique
- Dimensionner correctement chaque circuit : calculer la charge prévue (puissance totale en watts) et choisir le calibre de câblage et le disjoncteur correspondants. Selon le REBT, chaque circuit doit comporter une protection contre les surintensités et les courts-circuits. Par exemple, dans les habitations on utilise généralement des conducteurs de 1,5 mm² protégés par un disjoncteur de 10–16 A pour l’éclairage, et du 2,5 mm² avec un disjoncteur de 20 A pour les prises de courant générales.
- Ne pas utiliser tous les appareils simultanément : éviter d’allumer en même temps plusieurs équipements à forte consommation (lave-linge, four, climatiseur). Alterner leur utilisation ou les échelonner permet de réduire les pics de demande brutaux.
- Moderniser les anciennes installations : un câblage ou un tableau électrique datant de 20–30 ans ne supporte probablement pas la charge actuelle. Remettre à neuf les lignes et les tableaux avec du matériel moderne élimine les insuffisances et augmente la sécurité.
- Éviter l’excès de rallonges : dans la mesure du possible, branchez les appareils directement sur des prises murales. Si des multiprises ou rallonges sont utilisées, elles doivent être de bonne qualité et calibrées pour la charge. Par exemple, installez plusieurs prises murales au lieu d’enchaîner des multiprises. Parmi les solutions sécurisées figurent les multiprises spéciales de la série L'ION, conçues pour éviter les surintensités internes.
- Vérifier les câbles et les connexions : inspectez régulièrement pour vous assurer qu’il n’y a pas de conducteurs dénudés, de soudures lâches ou de connexions desserrées dans les prises et les bornes. Les dispositifs différentiels doivent également être testés périodiquement. Des signes de danger tels que des étincelles, des bourdonnements ou de la chaleur au niveau des prises ne doivent jamais être ignorés.
- Répartir la charge sur plusieurs circuits : ne concentrez pas trop d’appareils de cuisine ou d’éclairage sur un seul circuit. Créez des circuits indépendants pour la cuisine, la climatisation ou la salle de bain afin de maintenir chaque circuit en dessous de sa capacité nominale.
- Installer des dispositifs de protection adéquats : utilisez des disjoncteurs magnéto-thermiques calibrés à l’ampérage réel de chaque ligne, et des fusibles de valeur appropriée sur les machines. Protégez les circuits critiques avec des interrupteurs différentiels (comme l’exige le REBT) et installez des parafoudres dans le tableau pour dériver les surtensions transitoires.
En Espagne, le Règlement Électrotechnique de Basse Tension (REBT) établit dans son ITC-BT-27 que toutes les dérivations intérieures doivent être dotées d’une protection contre les surintensités. Cela implique de choisir des protections thermiques (fusibles ou disjoncteurs) dont l’intensité nominale est inférieure à l’intensité admissible du câble. Respecter ces normes et suivre les recommandations techniques permet d’éviter la majorité des surcharges.
Recommandations selon le REBT
Le REBT exige de protéger correctement les installations contre les surcharges. Par exemple, dans les tableaux électriques on installe des disjoncteurs et des fusibles avec un pouvoir de coupure suffisant pour interrompre toute surintensité. De plus, la NF C 15‑100 oblige à installer des interrupteurs différentiels dans les circuits de salle de bain, cuisine, extérieur, etc., afin de protéger les personnes en cas de défaut.
En pratique, cela signifie calculer le courant maximal de chaque ligne (I = P/V) et sélectionner les câbles et protections en conséquence. On applique généralement une marge de sécurité et des coefficients de simultanéité (ITC-BT-10) pour que le circuit supporte des pointes temporaires sans se déclencher inutilement. Par exemple, le REBT prévoit des sections minimales de 1,5 mm²/10–16 A pour l’éclairage, et de 2,5 mm²/20 A pour les prises générales, en ajustant ces valeurs à la demande réelle et à la chute de tension admissible.
Bonnes pratiques dans les installations solaires photovoltaïques
Dans les systèmes solaires photovoltaïques, il faut prendre des précautions supplémentaires pour éviter les surcharges dans les composants de l’installation. Chaque string de panneaux (ensemble de modules en série) doit être dimensionné de sorte que le courant généré n’excède pas la capacité du régulateur de charge ou de l’onduleur. Selon Solera, le tableau électrique de protection est essentiel : « il garantit que l’installation est protégée contre les surcharges, les courts-circuits et les décharges électriques ».
Il convient donc de suivre les cinq éléments clés d’une installation solaire (modules, régulateur, onduleur, batteries et tableau de protection) décrits dans l’article correspondant. En particulier, les batteries doivent disposer de protections de charge/décharge pour éviter leur surcharge, et le tableau général doit inclure des disjoncteurs adaptés à la tension et au courant du système. La conception des canalisations et des enveloppes doit permettre de dissiper la chaleur et de faciliter l’inspection. En résumé, appliquer les pratiques de dimensionnement, de protection et de maintenance prévues pour les installations solaires réduit au minimum le risque de surcharge dans l’ensemble du système.
Dimensionnement de la charge et protections suggérées
Pour dimensionner correctement une installation électrique, on calcule la puissance totale demandée et on ajoute une marge de sécurité. À partir de cela, on détermine le courant nominal de chaque circuit et on choisit la section du câble capable de supporter ce courant (conformément à la norme UNE 20460-5-523). Par exemple, dans une habitation monophasée standard, on prévoit généralement 20 A (câble de 2,5 mm²) pour le circuit des prises générales et 10–16 A (câble de 1,5 mm²) pour le circuit d’éclairage.
Une fois les câbles et les conduits définis, on sélectionne des fusibles ou disjoncteurs qui protègeront le câble : l’intensité nominale du dispositif de protection ne doit pas dépasser l’intensité admissible du conducteur, afin que le câble ne fonctionne pas en surchauffe. En pratique, cela signifie installer des disjoncteurs de 20 A sur des lignes en 2,5 mm², et de 16 A sur des lignes en 1,5 mm² (ou selon les préconisations du fabricant). Dans les systèmes triphasés ou industriels, on applique des calculs similaires par phase. Il est toujours conseillé de respecter les exigences du REBT et des instructions techniques complémentaires (ITC) pour que chaque circuit soit cohérent en termes de charge, de section et de protection.
Dispositifs de protection
- Fusible : dispositif à usage unique intégrant un filament métallique interne. Lorsque le courant dépasse sa valeur nominale, le fusible fond et ouvre le circuit. Il est couramment utilisé dans les appareils, transformateurs ou sous-circuits spécifiques. Pour en savoir plus sur son fonctionnement, vous pouvez consulter l’article « Qu’est-ce qu’un fusible et quelle est sa fonction ? ».
- Disjoncteur magnéto-thermique : combine un déclenchement thermique et un déclenchement magnétique. Il protège contre les surcharges (déclenchement lent par effet thermique) et les courts-circuits (déclenchement instantané par champ magnétique). Il s’installe dans le tableau électrique et peut être réarmé après son ouverture.
- Disjoncteurs différentiels : détecte les courants de fuite à la terre. Sa fonction est de protéger les personnes; il n’agit pas contre les surcharges. Ils sont obligatoires sur les circuits de salles de bains, cuisines, extérieurs, etc.
- Protecteurs de sur tensions modulaire : également appelé limiteur de surtension. Il dévie les pics de tension transitoires (dus à la foudre ou à des manœuvres sur le réseau) vers la terre, protégeant ainsi les équipements électroniques. On les installe au tableau général ou sur les prises des équipements sensibles (ordinateurs, électronique).
- Multiprises à protection intégrée : il s’agit de blocs multiprises dotés d’un fusible ou d’un disjoncteur interne, ou d’une conception renforcée pour éviter les surcharges. Par exemple, les multiprises spéciales de la série ION intègrent des mécanismes qui coupent le courant si la capacité nominale est dépassée. Elles sont utiles dans les bureaux ou laboratoires où de nombreux appareils sont connectés, afin d’éviter les incendies dus à la surchauffe des multiprises.
En résumé, prévenir une surcharge électrique nécessite de planifier l’installation avec des critères techniques et de suivre les recommandations normatives. Avec un calcul approprié de la charge, des protections calibrées et de bonnes pratiques de connexion, on réduit drastiquement les risques de dommages et d’accidents électriques. Rappelons-le : il vaut mieux prévoir quelques prises ou circuits supplémentaires que de pousser un système à sa limite.