Électricien Industriel

Appareillage, schémas et armoires électriques

Module 2 / 5

Module 2 : Appareillage, schémas et armoires électriques 22 min de lecture

2.1 Appareillage : protection, sectionnement et commande

Dans une armoire industrielle, chaque appareil a une raison d'être. Certains protègent, d'autres coupent pour travailler en sécurité, d'autres encore commandent les récepteurs. Mélanger ces fonctions, c'est ne plus savoir ce qui se passe quand un défaut arrive. Ce chapitre pose le vocabulaire de l'appareillage : ce que fait chaque appareil, contre quoi il protège, et le réflexe terrain associé.

Les trois grandes fonctions de l'appareillage

Protéger

Couper automatiquement sur surcharge, court-circuit, défaut d'isolement ou surtension : disjoncteur, fusible, DDR, relais thermique, parafoudre.

Sectionner / couper

Isoler un circuit du réseau pour travailler en sécurité : sectionneur, interrupteur-sectionneur.

Commander

Mettre en marche et arrêter un récepteur, souvent à distance et de façon répétée : contacteur, relais.

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Trois fonctions, à ne pas confondre

On appelle appareillage électrique l'ensemble des appareils qui se trouvent entre la source d'énergie et les récepteurs (moteurs, éclairage, automates). Ils ne se valent pas : chacun remplit une fonction précise.

  • Protéger : couper automatiquement le circuit dès qu'un défaut apparaît, pour préserver les personnes et les biens. C'est une action subie, qui se déclenche toute seule.
  • Sectionner et couper : isoler volontairement une partie de l'installation du réseau pour intervenir dessus. C'est une action voulue, par l'opérateur, dans une logique de mise en sécurité.
  • Commander : mettre en marche et arrêter un récepteur dans le cadre du fonctionnement normal, souvent de façon répétée et automatique.

Un même circuit peut avoir un appareil pour chaque fonction. Le piège classique est de croire qu'un appareil de commande (contacteur) protège, ou qu'un appareil de protection (disjoncteur) suffit à garantir une coupure de sécurité pour travailler. Ce sont des rôles distincts.

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Protéger : disjoncteur, fusible, différentiel, parafoudre

La protection regroupe les appareils qui coupent automatiquement le circuit face à un défaut. Chaque type de défaut a son protecteur.

  • Le disjoncteur magnéto-thermique combine deux protections : la fonction thermique (un bilame qui réagit à l'échauffement) protège contre les surcharges ; la fonction magnétique (un électroaimant à action quasi instantanée) protège contre les courts-circuits. Une fois déclenché, il se réarme.
  • Le fusible protège lui aussi contre surcharges et courts-circuits : un élément fusible fond et coupe le circuit. Contrairement au disjoncteur, il est à usage unique et se remplace après fusion (calibre identique).
  • Le dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) compare le courant entrant et le courant sortant : si la différence dépasse un seuil (le courant de défaut s'échappe à la terre), il coupe. Il protège contre les défauts d'isolement et le risque de contact, donc les personnes.
  • Le relais thermique protège un moteur contre les surcharges prolongées en surveillant le courant absorbé ; on le retrouve associé au contacteur (voir zone 5).
  • Le parafoudre protège l'installation contre les surtensions (origine atmosphérique ou manœuvre) en écoulant l'énergie excédentaire vers la terre.
Point d'attention. Le DDR protège contre le défaut d'isolement, pas contre la surcharge ; le disjoncteur protège contre la surcharge et le court-circuit, pas contre le défaut d'isolement. Beaucoup d'appareils combinent les fonctions (disjoncteur différentiel), mais le réflexe terrain reste : je vérifie quel défaut chaque appareil couvre avant de conclure qu'un circuit est protégé.
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Sectionner et couper : isoler pour intervenir

Avant de travailler sur un équipement, on l'isole de sa source. C'est le rôle des appareils de sectionnement et de coupure.

  • Le sectionneur assure le sectionnement : il sépare visiblement (ou de façon certaine) le circuit de la source, pour pouvoir intervenir hors tension. Attention : un sectionneur seul ne doit pas être manœuvré en charge — il s'ouvre et se ferme à vide, le circuit étant déjà coupé en aval.
  • L'interrupteur-sectionneur ajoute au sectionnement la capacité d'établir et couper le courant en charge : on peut l'ouvrir alors que le récepteur fonctionne. Il combine la fonction d'interrupteur (coupure en charge) et celle de sectionneur (isolement sûr).

Le sectionnement est la base de la consignation : on sépare le circuit, on condamne l'organe en position ouverte (cadenas), on vérifie l'absence de tension. C'est cette chaîne, et non un simple bouton d'arrêt, qui met en sécurité pour intervenir.

Réflexe terrain. Je ne confonds pas « arrêter » (couper la commande, le récepteur s'arrête) et « sectionner » (isoler du réseau, condamner). On n'intervient jamais en se fiant à un appareil de commande : on sectionne, on condamne, on vérifie l'absence de tension.
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Commander : contacteur et relais

La commande permet d'ouvrir et de fermer un circuit dans le fonctionnement normal, souvent à distance et de manière répétée. Deux appareils structurent cette fonction.

  • Le contacteur est un interrupteur commandé électriquement : une bobine, lorsqu'elle est alimentée, ferme des contacts de puissance qui alimentent le récepteur (un moteur par exemple). Dès que la bobine n'est plus alimentée, les contacts s'ouvrent. Il est dimensionné pour des manœuvres fréquentes et des courants importants.
  • Le relais fonctionne sur le même principe (une bobine pilote des contacts) mais dans le circuit de commande, pour des courants faibles : il sert à la logique (mémoriser un état, multiplier un contact, temporiser avec un relais temporisé), pas à alimenter directement la puissance.

La distinction est fondamentale : le contacteur agit sur la puissance (le récepteur), le relais agit dans la commande (la logique qui décide quand fermer le contacteur). On retrouvera cette séparation puissance / commande au chapitre suivant, sur le schéma.

Appareil, fonction et défaut couvert
AppareilFonctionAgit contre / pour quoi
Disjoncteur magnéto-thermiqueProtectionSurcharge (thermique) et court-circuit (magnétique) ; réarmable
FusibleProtectionSurcharge et court-circuit ; à remplacer après fusion
DDR (différentiel)ProtectionDéfaut d'isolement / fuite à la terre ; protection des personnes
Relais thermiqueProtection moteurSurcharge prolongée d'un moteur ; associé au contacteur
ParafoudreProtectionSurtensions (atmosphériques, manœuvre)
SectionneurSectionnementIsolement sûr du réseau (manœuvre à vide)
Interrupteur-sectionneurCoupure + sectionnementCoupe en charge et isole
ContacteurCommandeAlimente / coupe la puissance d'un récepteur
RelaisCommandeLogique de commande (faibles courants)
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Le contacteur dans un circuit moteur

L'exemple le plus courant en industrie est le départ moteur. On y retrouve l'appareillage assemblé pour remplir les trois fonctions.

  • En tête, un appareil de protection contre les courts-circuits (disjoncteur ou fusibles).
  • Le contacteur alimente le moteur : c'est lui qu'on ferme pour démarrer, qu'on ouvre pour arrêter.
  • Le relais thermique, placé en aval du contacteur, surveille le courant du moteur et protège contre la surcharge prolongée (moteur bloqué, surcharge mécanique). En cas de défaut, il agit sur la commande du contacteur, qui s'ouvre.

Cet ensemble protection + contacteur + relais thermique constitue un départ moteur classique. La logique de commande (boutons marche/arrêt, auto-maintien par contact auxiliaire du contacteur) décide quand la bobine est alimentée — c'est l'objet du schéma de commande, vu au chapitre 2.2.

Pour aller plus loin sur la partie automatisée d'un démarrage : Découvrir la sensibilisation automaticien
À retenir
  • L'appareillage remplit trois fonctions distinctes : protéger (coupure automatique sur défaut), sectionner / couper (isoler pour intervenir), commander (marche/arrêt du récepteur).
  • Protection : le disjoncteur magnéto-thermique couvre surcharge et court-circuit, le fusible aussi (usage unique), le DDR le défaut d'isolement (personnes), le parafoudre les surtensions.
  • Sectionnement : le sectionneur isole (manœuvre à vide), l'interrupteur-sectionneur coupe en charge et isole. Base de la consignation.
  • Commande : le contacteur agit sur la puissance du récepteur, le relais dans la logique de commande (faibles courants).
  • Le départ moteur assemble protection + contacteur + relais thermique (surcharge prolongée du moteur).
  • Réflexe terrain : je ne confonds pas arrêter et sectionner, et je vérifie quel défaut chaque protection couvre avant de conclure qu'un circuit est protégé.