Le conducteur neutre suivant la norme française d’installation

La norme française NF C 15-100-1 parties 5-52 et 5-54 précise ou modifie les règles énoncées précédemment concernant les points ci-après.

Dimensionnement du conducteur neutre

Règle générale

Le paragraphe § 524.2 de la norme NF C 15-100-1 introduit dans la règle générale :

la possibilité de circulation de courants harmoniques de rang 3 importants dans le réseau,
la possibilité d’avoir un conducteur neutre de section supérieure à celle des conducteurs de phase (pour des TH3 > 33%),
la détermination de la section et de la protection dans le cas de circulation de courants harmoniques de rang 3 importants.

Les autres prescriptions sont inchangées.

Influence du schéma des liaisons à la terre

Les mêmes prescriptions s’appliquent.

Influence des courants harmoniques

Le paragraphe § 524.2 de la norme NF C 15-100-1 considère 4 niveaux significatifs pour le dimensionnement du circuit (voir le tableau de la Figure Gf1).

Les règles de dimensionnement s’appuient sur les deux critères introduits au chapitre Influence des courants harmoniques mais modifiés comme suit.

Facteur de correction (pour conducteur neutre chargé) :
la valeur de ce facteur de correction est 0,86.
Courant d’emploi I_B du circuit :
dans le cas de courants harmoniques de rang 3 importants (TH3 > 33% et 45%), le courant de charge du circuit à considérer est :
- pour un circuit constitué d’un câble multiconducteur : le courant de charge du conducteur neutre I_Bneutre est donné par de nouvelles formules (voir le tableau Figure Gf1),
- pour un circuit constitué de câbles monoconducteurs :
  - le courant de charge du conducteur neutre I_Bneutre est donné par de nouvelles formules,
  - le courant de charge sous conditions^[1] des conducteurs de phase (voir le tableau Figure Gf1).

Synthèse des règles des paragraphes 524.2.1, 524.2.2 et 524.2.3

Fig. Gf1 – Tableau de synthèse : courant d’emploi du conducteur de neutre en fonction du THDI (d’après tableau 52.20 de la norme NF C 15-100.1)

Taux d'harmoniques en courant de rang 3 (TH 3)	Circuits monophasés	Circuits triphasés + neutre (câbles multiconducteurs)	Circuits triphasés + neutre (câbles monoconducteurs)	Cas
0 < TH 3 ≤ 15%^[a]	I_Bneutre = I_B	I_Bneutre < I_B /2 S_neutre < S_phase admis^[b] avec neutre protégé	I_Bneutre < I_B /2 S_neutre < S_phase admis^[b] avec neutre protégé	1
15% < TH 3 ≤ 33%^[c]		I_Bphase = I_B /0,86 S_neutre = S_phase	I_Bphase = I_B /0,86 S_neutre = S_phase	2
33% < TH 3 ≤ 45%^[d]		I_Bneutre = I_B x TH 3 x 3 /0,86 S_phase = S_neutre	I_Bneutre = I_B x TH 3 x 3 /0,86 S_neutre > S_phase	3
TH 3 > 45%		I_Bneutre = I_B x TH 3 x 3 S_phase = S_neutre	I_Bneutre = I_B x TH 3 x 3/0,86 S_neutre > S_phase	4
^ Il est recommandé de s'assurer qu'il n'y ait pas de déséquilibre de courant dans les phases qui permettrait de dépasser I_B /2 en tenant compte du taux de distorsion d'harmoniques. ^ ¹ et ² Section minimale du conducteur NEUTRE ≥ 16 mm² cuivre et ≥ 25 mm² aluminium, voir l'article 524.2.3 de la norme NF C 15-100-1. ^ A défaut d'information des constructeurs, circuits d'éclairage alimentant des lampes de type LEDs, des lampes à décharge dont les tubes fluorescents dans des bureaux, ateliers, grandes surfaces, etc. ^ A défaut d'information des constructeurs, circuits dédiés à la bureautique, l'informatique, appareils électroniques dans des immeubles de bureaux, centres de calcul, banques, salles de marché, magasins spécialisés, etc.
Le facteur 0,86 est pris en application de l'article 523.6.3 de la norme NF C 15-100-1

Dans le cas de circuits triphasés avec neutre et lorsque le taux de courant harmonique de rang 3 n’est défini ni par l’utilisateur ni par l’application, il est recommandé que le concepteur applique au moins les règles suivantes :

prévoir une section du conducteur neutre égale à celle des conducteurs de phase (avec un facteur de correction = 0,86),
protéger le conducteur neutre contre les surintensités.

Mise en œuvre de ces critères

Courant harmonique de rang 3 (TH3) < 15% :
Le dimensionnement du circuit est réalisé comme pour le cas général.
15 % ≤ courant harmonique de rang 3 (TH3) < 33% :
Le dimensionnement du circuit est réalisé comme pour le cas général en appliquant un facteur de correction supplémentaire de 0,86 à cause du neutre chargé.
33 % ≤ courant harmonique de rang 3 (TH3) < 45% :
Le dimensionnement du circuit est réalisé en prenant en compte le courant de charge du neutre soit I_Bneutre égal à I_Bphase x TH3 x 3 / 0,86. Deux cas d’utilisation sont possibles :
- circuit constitué d’un câble multiconducteur (soit S_phase = S_neutre) : le câble est dimensionné pour le courant de charge du conducteur neutre,
- circuit constitué de câbles monoconducteurs : tous les câbles peuvent être dimensionnés pour leur courant de charge sous conditions (soit S_neutre > S_phase).
Courant harmonique de rang 3 (TH3) ≥ 45% :
Deux cas d’utilisation sont possibles :
- circuit constitué d’un câble multiconducteur : le dimensionnement du circuit est réalisé en prenant en compte le courant de charge du neutre soit I_Bneutre égal à I_Bphase x TH3 x 3. Le câble est dimensionné pour le courant de charge du conducteur neutre (soit S_phase = S_neutre).
- circuit constitué de câbles monoconducteurs : le dimensionnement du circuit est réalisé en prenant en compte le courant de charge du neutre soit I_Bneutre égal à I_Bphase x TH3 x 3 / 0,86. Tous les câbles peuvent être dimensionnés pour leur courant de charge sous conditions (soit S_neutre > S_phase).

Exemple

Soit un circuit triphasé chargé (I_B = 146 A) et alimenté par quatre conducteurs, isolé au PVC (méthode de référence F). Le facteur de correction a été calculé égal à 0,74.

1) Le circuit est protégé par un disjoncteur standard (avec une protection du conducteur neutre égale à celle des conducteurs de phase) ou sans protection du conducteur neutre.

Le réglage de la protection Long retard Ir est de 160 A.

En cas de présence de 50 % de courant harmonique de rang 3 :

le choix se base sur le courant de neutre qui est : 160 (Ir) × 50% x 3 = 240 A,
un facteur de réduction supplémentaire est à appliquer : 0,86.

Le courant admissible est de ce fait  :

I’z = 240 / (0,74 x 0,86) = 377 A

Avec le tableau 52.8F de la NF C 15-100-1, pour ce circuit, un câble de 185 mm² est nécessaire pour chaque conducteur (neutre et phases).

2) Le circuit est protégé par un disjoncteur Compact NSX 250 N équipé d’un déclencheur Micrologic 5 (réglage de la protection Long retard (Ir) par pas de 1 A et protection OSN -Over Sized Neutral- intégré).

En cas de présence de 50% de courant harmonique de rang 3 :

le choix se base sur le courant de neutre qui est : 146 (Ir) × 50% x 3 = 219 A,
les conducteurs de phases sont dimensionnés pour leur courant de charge soit 146 A.
Un facteur de réduction supplémentaire est à appliquer : 0,86.

Le courant admissible est de ce fait  :

I’z neutre = 219 / (0,74 x 0,86) = 344 A,

I’z phase = 146 / (0,74 x 0,86) = 229 A

Avec le tableau 52.8F de la NF C 15-100-1, pour ce circuit, il faut :

un câble de 150 mm² est nécessaire pour le conducteur neutre,
trois câbles de 95 mm² sont nécessaires pour les conducteurs de phase.

Donc le choix de la protection OSN procure un gain économique substantiel.

Protection du conducteur neutre

Les prescriptions du paragraphe 7.2 s’appliquent en considérant le circuit dimensionné comme ci-dessus.

Afin de protéger les câbles, les fusibles ou les disjoncteurs doivent être dimensionnés en prenant la plus grande des valeurs des courants transitant dans les conducteurs (phases et neutre) ou, si la protection le permet, spécifiquement pour chaque conducteur selon le courant qui le parcourt (voir l’exemple ci-dessus).

Notes

^ Dans ce cas la protection doit être assurée par des dispositifs spécifiques (par exemple disjoncteur Compact NSX équipé d’un déclencheur OSN). Cela peut représenter un gain économique réel pour des câbles de section importante (≥ 70 mm²) voir exemple ci-après.

[D-2] Il est recommandé de s'assurer qu'il n'y ait pas de déséquilibre de courant dans les phases qui permettrait de dépasser I_B /2 en tenant compte du taux de distorsion d'harmoniques.

[C-3] ¹ et ² Section minimale du conducteur NEUTRE ≥ 16 mm² cuivre et ≥ 25 mm² aluminium, voir l'article 524.2.3 de la norme NF C 15-100-1.

[A-4] A défaut d'information des constructeurs, circuits d'éclairage alimentant des lampes de type LEDs, des lampes à décharge dont les tubes fluorescents dans des bureaux, ateliers, grandes surfaces, etc.

[B-5] A défaut d'information des constructeurs, circuits dédiés à la bureautique, l'informatique, appareils électroniques dans des immeubles de bureaux, centres de calcul, banques, salles de marché, magasins spécialisés, etc.

[Ref1-1] Dans ce cas la protection doit être assurée par des dispositifs spécifiques (par exemple disjoncteur Compact NSX équipé d’un déclencheur OSN). Cela peut représenter un gain économique réel pour des câbles de section importante (≥ 70 mm²) voir exemple ci-après.

[1]

[a]

[b]

[c]

[d]