Calcul de la chute de tension dans une installation électrique

Pourquoi calculer la chute de tension ?

Quand un courant parcourt un câble, une partie de la tension est "perdue" à cause de la résistance et de la réactance du conducteur. Résultat : la tension au récepteur est plus basse que la tension au tableau. Si la chute est trop importante :

• Les luminaires éclairent moins (vieillissement des lampes accéléré)
• Les moteurs chauffent et tournent moins vite (usure prématurée)
• Les appareils électroniques peuvent mal fonctionner ou s'arrêter
• Les circuits de commande deviennent instables

D'où les valeurs limites imposées par les normes.

Valeurs limites en Suisse (NIBT 2020)

La NIBT 2020 (Norme sur les installations à basse tension, basée sur IEC 60364) impose les limites suivantes de chute de tension depuis l'origine de l'installation (tableau général) jusqu'au récepteur :

Ces valeurs sont comptées depuis le tableau général du bâtiment. Pour les installations alimentées en basse tension directement depuis un transformateur dédié, on peut utiliser des valeurs plus larges (jusqu'à 6-8% total).

Les formules

Monophasé

ΔU = 2 × L × I × (R × cos φ + X × sin φ)

ΔU   = chute de tension (V)
L    = longueur du câble (m)
I    = courant nominal (A)
R    = résistance linéique du conducteur (Ω/km)
X    = réactance linéique du conducteur (Ω/km)
cos φ = facteur de puissance de la charge
sin φ = √(1 - cos²φ)

Triphasé équilibré

ΔU = √3 × L × I × (R × cos φ + X × sin φ)

Le facteur √3 remplace le 2 du monophasé car en triphasé équilibré, il n'y a pas de retour par le neutre (le courant du neutre est nul).

Valeurs typiques de R et X

Pour les câbles en cuivre couramment utilisés (T25 / NYY / H07RN-F), à 70°C en service :

Pour des calculs plus précis, utilisez les valeurs exactes du constructeur de câble.

Exemple concret

Moteur triphasé 400V, 10 kW, cos φ = 0,85, câble 4×6 mm² cuivre, longueur 80 m.

1. Courant nominal : I = P / (√3 × U × cos φ) = 10000 / (1,732 × 400 × 0,85) ≈ 17 A
2. R pour 6 mm² : 3,62 Ω/km. X : 0,10 Ω/km
3. ΔU = √3 × 0,08 × 17 × (3,62 × 0,85 + 0,10 × 0,527)
4. ΔU = 1,732 × 0,08 × 17 × (3,077 + 0,053)
5. ΔU = 1,732 × 0,08 × 17 × 3,13 ≈ 7,37 V
6. En pourcentage : 7,37 / 400 × 100 ≈ 1,84 %

Si ce moteur est alimenté depuis un sous-tableau, il faut ajouter la chute de tension du câble d'alimentation du sous-tableau pour obtenir le total depuis le tableau général. Si le total reste < 5%, c'est conforme.

Règles pratiques

• Distance × courant : au-delà d'un "L×I ≈ 1000 A·m" en basse section, la chute dépasse souvent 3%. Commence à songer à monter en section.
• Doubler la section divise approximativement la chute de tension par deux (pour les sections courantes).
• L'aluminium a une résistance 1,6× supérieure au cuivre — attention si vous changez de matériau.
• Câbles parallèles : deux câbles en parallèle divisent la résistance par deux, et donc la chute de tension par deux.
• Neutre surchargé : en triphasé déséquilibré, le neutre peut chauffer et augmenter la chute de tension apparente.

Outils de calcul

Pour les calculs manuels, une feuille Excel suffit. Pour les projets importants, un logiciel de dimensionnement (Caneco, Dialux evo, ou le module de calcul intégré aux logiciels d'installation électrique) vaut le coup. Dans AutoCAD, vous pouvez utiliser des cellules de calcul dans un tableau (commande TABLE) qui référencent les attributs des blocs disjoncteurs pour générer une note de calcul automatiquement.

Documentation dans le schéma

Il est de bon usage d'indiquer directement sur le schéma unifilaire :

• La longueur de chaque départ
• La section du câble
• Le courant nominal et le courant de démarrage (pour les moteurs)
• La chute de tension calculée (en % ou en V)
• Le courant de court-circuit estimé au point de raccordement

Ces annotations peuvent être gérées via les attributs des blocs ElectroBlocs et exportées dans la nomenclature via EC_BOM.

Conclusion

Le calcul de la chute de tension est une étape obligatoire du dimensionnement d'une installation électrique, imposée par la NIBT en Suisse. Maîtriser les formules et les valeurs limites permet de choisir la bonne section dès la phase d'étude — sans surdimensionner inutilement ni sous-dimensionner dangereusement.