Comment fonctionne un AFDD

Le problème que l’AFDD résout

Les statistiques européennes montrent qu’environ 30–40 % des incendies d’origine électrique sont déclenchés par des arcs électriques au niveau de connexions desserrées ou d’isolants détériorés. Le courant qui traverse un arc série est généralement inférieur au courant nominal du disjoncteur — un arc de quelques ampères sur un circuit avec un disjoncteur calibré à 16A ne déclenche rien. L’interrupteur différentiel ne déclenche pas non plus, car les courants dans L et N sont égaux. L’arc brûle en silence pendant des heures, surchauffant les matériaux combustibles environnants.

Les causes fréquentes des défauts d’arc dans les installations résidentielles :

• Conducteurs pincés sous une vis ou par un meuble (détérioration de l’isolant)
• Connexions desserrées dans les boîtes, tableaux ou prises (contact intermittent)
• Câbles détériorés lors de rénovations (perçage, frottement mécanique)
• Isolant usé sur de vieux câbles ou sur des tronçons souples
• Rongeurs qui rongent l’isolant des câbles
• Humidité infiltrée dans les boîtes ou les prises
• Prises avec des fiches défectueuses ou mal montées

Ce qu’est un défaut d’arc

Un arc électrique est une décharge électrique continue à travers un milieu gazeux — le plasma ionisé peut atteindre plus de 6 000°C dans les installations basse tension, suffisant pour enflammer immédiatement tout matériau combustible à proximité. Les défauts d’arc se présentent sous trois formes :

Fig. 1 — Les trois types de défaut d’arc détectés par l’AFDD

La différence par rapport à l’arc « normal » (celui de l’ouverture d’un disjoncteur ou d’un relais) :

• L’arc de commutation (disjoncteur, relais) : dure quelques millisecondes, la chambre de coupure le contrôle intentionnellement
• Le défaut d’arc : persistant, intermittent, apparaît à des endroits imprévus (boîtes, prises, derrière les appareils), impossible à éteindre sans couper le courant

Comment l’AFDD détecte l’arc

Le principe fondamental : un arc électrique génère un bruit électromagnétique haute fréquence (100 kHz – 1 MHz) superposé à la sinusoïde de 50 Hz. Ce bruit apparaît surtout aux passages par zéro de la sinusoïde — l’instant où l’arc peut se réamorcer. L’AFDD capte le courant du circuit au moyen d’un transformateur de courant (CT ou bobine de Rogowski), filtre la composante de 50Hz et analyse numériquement ce qui reste.

Un DSP (processeur de signal numérique) exécute des algorithmes de reconnaissance de motifs qui identifient la signature d’un arc et la distinguent du bruit des charges normales (variateurs, moteurs, alimentations à découpage). Si la signature correspond à un défaut d’arc, l’AFDD commande le déclenchement immédiat du circuit.

La structure interne d’un AFDD

Un AFDD compact à fonction combinée (AFDD + RCBO) intègre plusieurs mécanismes physiques distincts :

Les composants clés d’un AFDD moderne :

• La bobine de Rogowski — capteur de courant à réponse dans le domaine HF (100kHz–1MHz) ; elle capte la signature de l’arc sans être saturée par le courant à la fréquence industrielle
• La carte PCBA avec microprocesseur DSP — effectue la conversion analogique-numérique et exécute l’algorithme de détection ; elle stocke les profils des charges normales pour la discrimination
• Le relais de déclenchement — commandé par le microprocesseur ; il déconnecte le circuit en quelques dizaines de millisecondes
• Le tore différentiel (dans les versions combinées) — détecte le courant résiduel de 30mA, identique à celui d’un RCCB/RCBO
• La lame bimétallique (dans les versions combinées) — déclenchement thermique en cas de surcharge, identique à celui d’un disjoncteur
• La chambre de coupure de l’arc — éteint l’arc de commutation au déclenchement, comme dans tout disjoncteur

Temps de déconnexion selon l’IEC 62606

La norme IEC 62606 (SR EN 62606 en Roumanie) impose des temps de déconnexion maximaux en fonction du courant d’arc — plus l’arc est fort, plus l’AFDD doit réagir vite :

La norme calcule l’énergie totale de l’arc pour évaluer le risque d’incendie. L’AFDD n’agit pas à la première « suspicion », mais seulement lorsque l’énergie accumulée dépasse le seuil de danger — évitant ainsi les fausses alarmes dues à des étincelles accidentelles.

Le défi des fausses alarmes

Le problème clé dans la conception d’un AFDD est d’éviter les fausses alarmes. Certaines charges normales génèrent un bruit HF similaire à celui d’un arc :

• Variateurs (triac) — coupent la sinusoïde à un angle contrôlé, générant du HF
• Moteurs électriques — étincelles au collecteur (balai) ou aux contacts des relais de démarrage
• Alimentations à découpage (SMPS) — fonctionnent volontairement à des dizaines–centaines de kHz
• Sèche-cheveux, aspirateurs — moteur universel à balais
• Onduleurs et chargeurs rapides — transitions de tension brusques

Les AFDD conformes à l’IEC 62606 disposent de bases de données de profils des charges normales et les excluent de l’analyse. La norme impose un taux de fausse alarme inférieur à 1 sur 6 mois dans des conditions d’utilisation normales.

Variantes d’intégration dans le tableau

L’IEC 62606 permet trois méthodes d’intégration de la fonction AFDD dans le tableau :

La variante AFDD + RCBO est la plus complète : un seul appareil de 2 modules assure la protection contre les arcs (AFDD), l’électrocution (DDR 30mA) et les surintensités (disjoncteur). Il remplace trois appareils distincts et économise de la place dans le tableau.

Où il est recommandé/obligatoire

La norme IEC 60364-4-42 recommande ou impose un AFDD sur les circuits terminaux (prises ≤32A) dans :

• Chambres — câbles cachés dans les murs, matériaux combustibles (matelas, tapis, rideaux)
• Séjour et bureau — forte densité d’appareils, prises fortement sollicitées
• Bâtiments à ossature combustible — maisons en bois, greniers, combles
• Zones à risque d’incendie élevé — entrepôts de matériaux inflammables, collections de biens irremplaçables
• Logements de type HMO (Houses in Multiple Occupation) et résidences étudiantes
• Bâtiments résidentiels de grande hauteur (plus de 18m ou 6 étages) — réglementation britannique depuis 2022, modèle pour les futures mises à jour européennes

Référence normative — les mises à jour 2023

La norme internationale pour les AFDD est l’IEC 62606 (SR EN 62606 en Roumanie), qui définit les exigences de performance, les méthodes d’essai et les seuils de détection.

Les mises à jour 2023 de l’I7-2011 introduisent l’AFDD comme exigence pour les bâtiments résidentiels neufs. Selon les modifications apportées au référentiel, l’installation d’un AFDD est recommandée sur les circuits des chambres et des séjours dans les bâtiments neufs, avec une mise en œuvre progressive. Les électriciens autorisés doivent consulter le texte intégral des mises à jour 2023 pour établir l’obligation exacte à la date du projet.

Circuits prioritaires recommandés : chambres, séjour, bureau — des zones où les câbles cheminent dans les murs sans visibilité et où des matériaux combustibles sont présents.