Circuits de dérivation, alimentateurs et calculs de services

Introduction au chapitre

Ce chapitre couvre l’un des domaines les plus testés à l’examen du Sceau rouge pour les électriciens de construction : le calcul des circuits de dérivation, des alimentateurs et des services. Ces calculs sont régis par le Code canadien de l’électricité, Chapitre V (ci-après « le Code »), plus précisément les règles de la Section 8. La maîtrise de ces concepts est essentielle non seulement pour réussir l’examen, mais aussi pour concevoir des installations sécuritaires et conformes.

Vous devez comprendre la hiérarchie complète : du service (point de raccordement au réseau) jusqu’au circuit de dérivation (alimentation des charges finales), en passant par les alimentateurs (conducteurs entre le panneau de service et les panneaux secondaires ou les charges).

Définitions fondamentales

Service (Service)

Le service est l’ensemble des conducteurs et équipements qui relient le réseau de distribution du fournisseur d’électricité au panneau de service du bâtiment. Il commence au point de raccordement et se termine au dispositif principal de protection (disjoncteur principal ou fusibles principaux).

Alimentateur (Feeder)

Un alimentateur est l’ensemble des conducteurs qui acheminent l’énergie entre le panneau de service (ou un panneau de distribution) et un autre panneau, un tableau de distribution, ou directement à une charge. Les alimentateurs ne desservent jamais directement des récepteurs (prises, luminaires, etc.).

Circuit de dérivation (Branch Circuit)

Un circuit de dérivation est l’ensemble des conducteurs qui partent du dernier dispositif de protection contre les surintensités (disjoncteur ou fusible) pour alimenter une ou plusieurs charges finales. C’est le dernier maillon de la chaîne électrique.

Charge continue et charge non continue

Charge continue : une charge qui demeure à sa valeur maximale pendant 3 heures ou plus (règle 8-104). Exemples : éclairage commercial, moteurs de ventilation, chauffage électrique.

Charge non continue : toute charge qui ne répond pas à la définition ci-dessus. Exemples : prises de courant générales, petits appareils.

Cette distinction est cruciale car le Code exige des facteurs de demande différents pour chaque type.

Règles générales de calcul (Section 8)

Règle 8-104 : Calcul des circuits et des alimentateurs

La règle 8-104 stipule que la capacité des conducteurs et des dispositifs de protection doit être déterminée en fonction de la charge totale du circuit, calculée comme suit :

Charge continue : 100 % de la charge nominale, plus 25 % de marge (soit un facteur de 1,25).

Charge non continue : 100 % de la charge nominale.

En formule : Charge de calcul = (Charge continue × 1,25) + (Charge non continue × 1,00)

Exemple : Un circuit alimente un radiateur électrique de 2 000 W (continu) et une prise de courant de 1 500 W (non continue). La charge de calcul est : (2 000 W × 1,25) + 1 500 W = 2 500 W + 1 500 W = 4 000 W.

À 240 V, le courant de calcul est : 4 000 W ÷ 240 V = 16,67 A. On doit donc prévoir un disjoncteur de 20 A (valeur normalisée supérieure) et des conducteurs calibrés pour au moins 16,67 A (généralement du 12 AWG à 20 A).

Règle 8-106 : Facteurs de demande

Les facteurs de demande permettent de réduire la charge de calcul pour les installations où toutes les charges ne fonctionnent pas simultanément. Le Code prévoit des tableaux spécifiques pour différentes catégories de charges.

Tableau 1 : Facteurs de demande pour l’éclairage général (règle 8-106, tableau 1)

Type d’occupation	Premiers 3 000 W ou moins	Au-delà de 3 000 W jusqu’à 120 000 W	Au-delà de 120 000 W
Habitations	100 %	35 %	25 %
Établissements d’enseignement	100 %	40 %	25 %
Hôpitaux	100 %	40 %	25 %
Hôtels, motels, dortoirs	100 %	40 %	25 %
Magasins, entrepôts	100 %	50 %	25 %
Bureaux	100 %	50 %	25 %
Usines, ateliers	100 %	50 %	25 %

Exemple d’application : Un bureau a une charge d’éclairage totale de 10 000 W. Le calcul est :

Premiers 3 000 W : 3 000 W × 100 % = 3 000 W

Reste (10 000 W – 3 000 W = 7 000 W) : 7 000 W × 50 % = 3 500 W

Charge totale de calcul : 3 000 W + 3 500 W = 6 500 W

Règle 8-200 : Calcul des services et des alimentateurs pour les habitations

Cette règle s’applique aux habitations individuelles (maisons unifamiliales, maisons mobiles, appartements individuels). Elle fournit une méthode simplifiée de calcul.

Étapes du calcul selon la règle 8-200

Étape 1 : Éclairage général et prises de courant

Surface habitable (en m²) × 15 W/m² (minimum 5 000 W pour une habitation individuelle)

Cette valeur inclut les prises de courant générales de 15 A et 20 A.

Étape 2 : Circuits de petits appareils (cuisine, buanderie)

2 circuits de petits appareils de 1 500 W chacun = 3 000 W

1 circuit de buanderie de 1 500 W

Total fixe : 4 500 W

Étape 3 : Sous-total avant facteur de demande

Additionner les étapes 1 et 2.

Étape 4 : Facteur de demande (tableau 8-200)

Premiers 3 000 W : 100 %

De 3 001 W à 120 000 W : 35 %

Au-delà de 120 000 W : 25 %

Étape 5 : Charges fixes (chauffage, climatisation, etc.)

Chauffage électrique : 100 % de la charge (avec facteur 1,25 si continu)

Climatisation : 100 % de la charge

Chauffe-eau électrique : 100 % de la charge

Cuisinière électrique : selon le tableau 8-200 (voir ci-dessous)

Sécheuse électrique : selon le tableau 8-200

Tableau 8-200 : Facteurs de demande pour cuisinières et sécheuses

Nombre de cuisinières/sécheuses	Facteur de demande (%)
1	80 %
2	70 %
3	60 %
4	55 %
5	50 %
6 à 10	45 %
11 à 20	40 %
21 à 50	35 %
51 et plus	30 %

Exemple complet de calcul d’un service résidentiel :

Une maison de 200 m² avec :

Éclairage général : 200 m² × 15 W/m² = 3 000 W

Petits appareils : 4 500 W

Sous-total : 7 500 W

Facteur de demande : (3 000 W × 100 %) + (4 500 W × 35 %) = 3 000 W + 1 575 W = 4 575 W

Chauffe-eau : 4 500 W

Cuisinière (1 unité) : 8 000 W × 80 % = 6 400 W

Sécheuse (1 unité) : 5 000 W × 80 % = 4 000 W

Chauffage électrique : 12 000 W × 1,25 = 15 000 W

Charge totale de calcul : 4 575 W + 4 500 W + 6 400 W + 4 000 W + 15 000 W = 34 475 W

Courant de service : 34 475 W ÷ 240 V = 143,6 A

On doit donc prévoir un service de 150 A (valeur normalisée supérieure) ou de 200 A selon la disponibilité.

Calcul des circuits de dérivation

Règle 8-102 : Nombre maximal de circuits

Le nombre de circuits de dérivation doit être suffisant pour alimenter toutes les charges sans surcharge. Chaque circuit doit être calculé selon les règles de la Section 8.

Règle 14-104 : Protection des circuits

Chaque circuit de dérivation doit être protégé par un dispositif contre les surintensités dont le calibre ne dépasse pas la capacité des conducteurs. Les valeurs normalisées des disjoncteurs sont : 15 A, 20 A, 30 A, 40 A, 50 A, 60 A, 70 A, 80 A, 90 A, 100 A, 110 A, 125 A, 150 A, 175 A, 200 A, 225 A, 250 A, 300 A, 350 A, 400 A, 450 A, 500 A, 600 A, 700 A, 800 A, 1 000 A, 1 200 A, 1 600 A, 2 000 A, 2 500 A, 3 000 A, 4 000 A, 5 000 A, 6 000 A.

Règle 8-110 : Conducteurs en parallèle

Lorsque la charge dépasse la capacité d’un seul conducteur, on peut utiliser des conducteurs en parallèle. Chaque conducteur doit avoir la même longueur, le même calibre et le même type d’isolation. La capacité totale est la somme des capacités individuelles.

Calcul des alimentateurs

Règle 8-202 : Alimentateurs pour bâtiments autres que les habitations

Pour les bâtiments commerciaux, industriels et institutionnels, le calcul des alimentateurs suit les mêmes principes que pour les services, mais avec des facteurs de demande spécifiques selon l’usage.

Tableau 8-202 : Facteurs de demande pour les alimentateurs desservant plusieurs logements

Nombre de logements	Facteur de demande pour l’éclairage et les prises (%)
1	100 %
2	90 %
3 à 5	75 %
6 à 10	65 %
11 à 20	55 %
21 à 50	45 %
51 et plus	40 %

Règle 8-204 : Alimentateurs pour moteurs

Pour les circuits de moteurs, la charge de calcul est basée sur le courant à pleine charge (CPC) du moteur, multiplié par 1,25 pour le conducteur et le dispositif de protection (règle 28-106). Les valeurs de CPC se trouvent dans les tableaux 44 et 45 du Code.

Tableaux de capacité des conducteurs

Tableau 2 : Capacité de courant admissible (extrait, conducteurs de cuivre, 75 °C)

Calibre AWG	Capacité (A)
14	15
12	20
10	30
8	45
6	60
4	80
3	95
2	110
1	125
1/0	145
2/0	170
3/0	195
4/0	225

Important : Ces valeurs s’appliquent aux conducteurs de cuivre avec isolation de type TW, THW, THHN, etc., à une température ambiante de 30 °C. Des facteurs de correction s’appliquent pour les températures plus élevées (tableau 5A) et pour le regroupement de conducteurs (tableau 5C).

Facteurs de correction

Règle 4-004 : Température ambiante

Lorsque la température ambiante dépasse 30 °C, on doit appliquer un facteur de correction. Par exemple, à 40 °C, le facteur est de 0,88 pour les conducteurs de 75 °C.

Règle 4-006 : Regroupement de conducteurs

Lorsque plus de 3 conducteurs porteurs de courant sont regroupés dans un même conduit, on doit réduire la capacité. Le facteur est de 0,80 pour 4 à 6 conducteurs, 0,70 pour 7 à 9 conducteurs, 0,50 pour 25 à 42 conducteurs.

Pièges à éviter

100.Oublier le facteur 1,25 pour les charges continues : C’est l’erreur la plus fréquente. Un radiateur, un chauffe-eau, un moteur ou un éclairage commercial sont des charges continues. Ne jamais appliquer le facteur 1,25 aux charges non continues.

101.Confondre les tableaux de facteurs de demande : Le tableau 1 (éclairage général) et le tableau 8-200 (habitations) ont des pourcentages différents. Lisez attentivement l’intitulé du tableau avant de l’utiliser.

102.Utiliser la surface en pieds carrés au lieu du mètre carré : Le Code canadien utilise le système métrique. La surface habitable doit être calculée en mètres carrés (m²). Si on vous donne la surface en pieds carrés, convertissez : 1 m² = 10,764 pi².

103.Oublier les circuits de petits appareils : Les 4 500 W (deux circuits de 1 500 W pour la cuisine et un pour la buanderie) sont souvent oubliés dans les calculs résidentiels.

104.Ne pas arrondir au calibre supérieur : Après le calcul, le courant de service doit être arrondi à la valeur normalisée supérieure du disjoncteur ou des fusibles. Par exemple, 143,6 A → 150 A, jamais 125 A.

105.Confondre la charge de calcul et la charge réelle : La charge de calcul inclut les facteurs de demande et les marges. C’est elle qui détermine la taille des conducteurs et des dispositifs de protection, pas la charge réelle mesurée.

106.Ignorer les facteurs de correction : Si les conducteurs traversent un local à haute température ou sont regroupés en grand nombre, la capacité doit être réduite. Un conducteur de 12 AWG (20 A) dans un conduit avec 6 autres conducteurs ne peut transporter que 16 A (20 A × 0,80).

107.Oublier le neutre dans les calculs : Pour les circuits triphasés déséquilibrés, le conducteur neutre doit être dimensionné pour le courant maximal déséquilibré. Dans les systèmes triphasés à 4 fils, le neutre ne doit pas être compté comme conducteur porteur de courant dans les calculs de regroupement si les charges sont équilibrées.

Procédure pas à pas pour un calcul de service

Étape 1 : Identifier le type de bâtiment

Habitation individuelle → règle 8-200

Bâtiment commercial/industriel → règle 8-202 et tableaux de la Section 8

Bâtiment agricole → règles spécifiques (Section 8, partie III)

Étape 2 : Calculer la charge d’éclairage général

Surface (m²) × densité de charge (W/m²) selon le tableau 14 du Code

Pour les habitations : 15 W/m² (minimum 5 000 W)

Étape 3 : Ajouter les charges fixes

Petits appareils (résidentiel) : 4 500 W

Chauffe-eau : puissance nominale

Cuisinière : puissance nominale × facteur de demande

Sécheuse : puissance nominale × facteur de demande

Chauffage : puissance totale × 1,25 (si continu)

Climatisation : puissance nominale

Étape 4 : Appliquer les facteurs de demande

Utiliser les tableaux appropriés selon le type de charge et le type de bâtiment

Étape 5 : Calculer le courant total

Courant (A) = Puissance totale (W) ÷ Tension (V)

Pour un service monophasé 120/240 V : diviser par 240 V

Pour un service triphasé 120/208 V : diviser par (208 V × √3) = 360,3 V

Pour un service triphasé 347/600 V : diviser par (600 V × √3) = 1 039,2 V

Étape 6 : Dimensionner les conducteurs et le dispositif de protection

Choisir le calibre du conducteur selon le tableau 2 (ou les tableaux 1 à 4 du Code)

Appliquer les facteurs de correction si nécessaire

Choisir le disjoncteur ou les fusibles de calibre normalisé supérieur

Exemple complet : Bâtiment commercial

Un petit immeuble de bureaux de 500 m² avec :

Éclairage : 500 m² × 20 W/m² = 10 000 W (charge continue)

Prises de courant générales : 5 000 W (non continue)

Chauffage électrique : 20 000 W (continu)

Chauffe-eau : 4 500 W (continu)

Climatisation : 8 000 W (non continue)

Calcul de l’éclairage avec facteur de demande (tableau 1, bureaux) :

Premiers 3 000 W : 3 000 W × 100 % = 3 000 W

Reste (7 000 W) : 7 000 W × 50 % = 3 500 W

Total éclairage : 6 500 W

Charges continues :

Éclairage : 6 500 W × 1,25 = 8 125 W

Chauffage : 20 000 W × 1,25 = 25 000 W

Chauffe-eau : 4 500 W × 1,25 = 5 625 W

Charges non continues :

Prises : 5 000 W

Climatisation : 8 000 W

Charge totale de calcul : 8 125 W + 25 000 W + 5 625 W + 5 000 W + 8 000 W = 51 750 W

Courant (triphasé 600 V) : 51 750 W ÷ (600 V × √3) = 51 750 W ÷ 1 039,2 V = 49,8 A

Conducteurs : 6 AWG (capacité 60 A) ou 4 AWG selon les facteurs de correction.

Dispositif de protection : disjoncteur de 60 A.

Résumé

La Section 8 du Code canadien de l’électricité régit tous les calculs de circuits, d’alimentateurs et de services.

Les charges continues doivent être multipliées par 1,25 ; les charges non continues par 1,00.

Les facteurs de demande permettent de réduire la charge de calcul pour les grandes installations.

La règle 8-200 s’applique aux habitations individuelles ; la règle 8-202 aux bâtiments multi-logements et commerciaux.

Les tableaux de capacité des conducteurs (tableaux 1 à 4 du Code) donnent les ampacités de base à 30 °C.

Les facteurs de correction (température, regroupement) doivent être appliqués dans les conditions particulières.

Le courant de calcul se détermine en divisant la puissance par la tension (monophasé) ou par la tension × √3 (triphasé).

Le dispositif de protection doit être arrondi à la valeur normalisée supérieure.

Les conducteurs en parallèle sont permis pour les fortes charges, à condition d’avoir la même longueur et le même calibre.

Pièges à éviter (récapitulatif)

171.Oublier le facteur 1,25 pour les charges continues.

172.Confondre les tableaux de facteurs de demande (tableau 1 vs tableau 8-200).

173.Utiliser les pieds carrés au lieu des mètres carrés.

174.Oublier les circuits de petits appareils (4 500 W en résidentiel).

175.Arrondir au calibre inférieur au lieu du supérieur.

176.Ignorer les facteurs de correction de température et de regroupement.

177.Négliger le neutre dans les calculs triphasés déséquilibrés.

178.Confondre charge réelle et charge de calcul.

179.Oublier que le chauffage et la climatisation ne sont pas calculés simultanément (on prend la plus élevée des deux, selon la règle 8-200).

180.Ne pas vérifier la chute de tension : bien que le Code recommande 3 % pour les circuits de dérivation et 5 % pour l’ensemble (règle 8-102), ce n’est pas une exigence obligatoire, mais c’est une bonne pratique à connaître pour l’examen.

Conseils pour l’examen

Lisez chaque question deux fois : identifiez le type de bâtiment, la tension, les charges continues vs non continues, et les facteurs de demande applicables.

Écrivez toutes vos étapes : même si la réponse finale est fausse, vous pouvez obtenir des points partiels pour la méthode.

Mémorisez les valeurs clés : 15 W/m² pour l’éclairage résidentiel, 4 500 W pour les petits appareils, les facteurs de demande du tableau 1 et du tableau 8-200.

Pratiquez avec des exemples variés : résidentiel, commercial, industriel, avec et sans moteurs, avec et sans facteurs de correction.

Utilisez le Code pendant l’examen : l’examen du Sceau rouge est à livre ouvert. Sachez naviguer rapidement dans la Section 8 et les tableaux.

Vérifiez vos unités : le Code canadien utilise le système métrique. Convertissez toujours les pieds carrés en mètres carrés.

En maîtrisant ce chapitre, vous serez en mesure de résoudre correctement les questions de calcul de circuits, d’alimentateurs et de services, qui représentent une part importante de l’examen du Sceau rouge. La pratique régulière avec des exercices variés est la clé de la réussite. Bonne préparation !

Circuits de dérivation, alimentateurs et calculs de services