Exercices d’équilibrage triphasé
Installations dont toute la puissance est concentrée sur une seule phase. Vous redistribuez les consommateurs sur R/S/T, suivez le déséquilibre en temps réel et obtenez une validation selon l’Art. 3.1.5.8 I7-2011.
Calculateur de déséquilibre & courant de neutre
La puissance sur chaque phase → déséquilibre, courant de neutre, verdict V43
Déséquilibre
150 %
Courant de neutre
15.7 A
✗ Déséquilibre
déséquilibre% = (5.0 − 1.0) / 2.67 × 100 = 150 %
I_N = √(I_R² + I_S² + I_T² − I_R·I_S − I_S·I_T − I_T·I_R) · I_phase = P / (230 × cos φ)
Seuils V43 (ingénierie) : ≤ 15 % équilibré · 16–30 % attention · > 30 % erreur. L’Art. 3.1.5.8 exige seulement une « charge aussi équilibrée que possible ».
Répartiteur sur les phases (exercice interactif)
Déplacez les consommateurs sur R/S/T jusqu’à ramener le déséquilibre sous 15 %
Tous les consommateurs démarrent sur la phase R — déséquilibre maximal. Appuyez sur le bouton de phase de chacun (R → S → T) pour le déplacer, ou utilisez « Équilibrer automatiquement ». Cible : déséquilibre sous 15 %.
Pompe à chaleur
3.5 kW
Plaque vitrocéramique
3.0 kW
Four électrique
2.5 kW
Lave-linge
2.2 kW
Chauffe-eau électrique
2.0 kW
Climatisation
1.5 kW
Éclairage + prises
1.0 kW
Cible : ramenez le déséquilibre sous 15 % en déplaçant les consommateurs sur les phases.
Hypothèses de calcul et domaine d’application
- Convention : déséquilibre = (P_max − P_min) / P_moyenne × 100, arrondi à l’entier ; verdict V43 (identique au validateur) : équilibré à ≤ 15 %, attention de 16 à 30 %, erreur au-delà de 30 % (seuils d’ingénierie, et non des limites chiffrées de l’I7-2011)
- Le courant de neutre est estimé pour des charges linéaires au même cos φ (courants déphasés de 120°) ; les harmoniques de rang 3 (LED, sources à découpage) s’additionnent dans le neutre et peuvent l’augmenter davantage
- Les courants par phase se calculent à 230 V (consommateurs monophasés) : I = P / (230 × cos φ). Un circuit triphasé équilibré (RST) contribue également sur les trois phases
- La vérification se fait au niveau de l’installation (tous les tableaux cumulés), et non par tableau — un tableau monophasé est « déséquilibré » localement, mais peut être équilibré globalement
L’équilibrage triphasé — pas à pas
De la définition du déséquilibre au courant de neutre, la base normative et la méthode d’équilibrage.
A. Qu’est-ce que le déséquilibre triphasé
Trois phases déphasées de 120°
Le réseau triphasé délivre trois tensions alternatives déphasées de 120° : les phases R, S et T. Les consommateurs monophasés (prises, éclairage, électroménager) se raccordent un par un sur une seule phase.
Charges égales → neutre déchargé
Lorsque la puissance est répartie également sur les trois phases, les courants de ligne s’annulent vectoriellement et le courant dans le conducteur de neutre (N) est nul ou minimal. Une répartition inégale charge le neutre et distord les tensions.
B. La formule du déséquilibre
Rapportez l’écart à la moyenne
déséquilibre% = (P_max − P_min) / P_moyenne × 100
P_max et P_min sont les puissances de la phase la plus chargée et de la moins chargée ; P_moyenne = (R + S + T) / 3.
Exemple
R = 5 kW, S = 3 kW, T = 1 kW → moyenne = 3 kW → déséquilibre = (5 − 1) / 3 × 100 = 133 %.
≤ 15 %
équilibré
16–30 %
attention
> 30 %
erreur
Les seuils 15 % / 30 % sont des conventions d’ingénierie (règle V43), et non des limites chiffrées de l’I7-2011.
C. Le courant dans le conducteur de neutre
La somme vectorielle des trois courants
I_N = √(I_R² + I_S² + I_T² − I_R·I_S − I_S·I_T − I_T·I_R)
La formule est valable pour des charges linéaires au même cos φ (courants déphasés de 120°). À I_R = I_S = I_T, on obtient I_N = 0.
Les harmoniques de rang 3 augmentent le neutre
Les charges non linéaires (LED, sources à découpage) injectent des harmoniques de rang 3 qui s’additionnent dans le neutre au lieu de s’annuler. C’est pourquoi l’Art. 5.2.4.6.3 exige un neutre de pleine section lorsque les harmoniques dépassent 15 %.
D. La base normative — I7-2011
Art. 3.1.5.8 — I7-2011
« La répartition sur les phases, et respectivement sur les circuits d’alimentation, des récepteurs électriques doit se faire de manière à assurer une charge aussi équilibrée que possible des phases. »
Art. 5.2.4.6.1 (d) — la section du neutre
« La section du conducteur de neutre ... doit être égale à la section des conducteurs de phase ... d) en fonctionnement normal l’équilibrage entre phases et neutre n’est pas assuré (par exemple les tableaux d’éclairage et de prises). »
Art. 5.2.4.6.3 (a) — quand le neutre peut être plus petit
« ... la section du conducteur de neutre peut être inférieure à celle des conducteurs de phase, si ... a) la charge ... est répartie de manière équilibrée sur les phases et le niveau des harmoniques de rang 3 ... ne dépasse pas 15 % dans le conducteur de phase. »
Les seuils de 15 % et 30 % utilisés par la règle V43 proviennent de la pratique d’ingénierie ; ce ne sont pas des limites chiffrées du normatif — l’Art. 3.1.5.8 exige seulement une « charge aussi équilibrée que possible ».
E. Comment équilibrer en pratique
Répartissez les gros consommateurs à tour de rôle
Les consommateurs ≥ 3 kW se placent un par phase, en faisant tourner R → S → T. L’algorithme « le plus gros sur la phase la moins chargée » (LPT) minimise le déséquilibre — exactement ce que fait le bouton « Équilibrer automatiquement ».
Vérifiez au niveau de l’installation
Additionnez les charges de la même phase de tous les tableaux (principal + divisionnaires). Un tableau monophasé est « déséquilibré » localement, mais peut être parfaitement équilibré globalement.
Documentez la phase de chaque circuit
Notez la phase affectée à chaque circuit dans le schéma détaillé remis à la réception (PIF), afin que la vérification soit reproductible.
F. Le facteur de simultanéité (ce que vous équilibrez réellement)
Puissance installée vs puissance absorbée
Pa = Pi × k_u × k_s
k_s (simultanéité) = puissance en fonctionnement simultané / puissance installée ; k_u (utilisation) = puissance réelle / puissance installée d’un consommateur. Tous les consommateurs ne fonctionnent pas au maximum en même temps.
Vous équilibrez la charge SIMULTANÉE, et non l’installée
Dans les conducteurs et dans le neutre ne circule que la puissance effective (absorbée). C’est pourquoi la répartition sur les phases se fait sur Pa, et non sur la somme des plaques signalétiques. Ex. : Pi = 12 kW, k_s = 0,5 → Pa = 6 kW à équilibrer sur R/S/T.
Art. 3.2.1.2 / 3.2.2.1 — I7-2011
« Pour déterminer la puissance absorbée ... il faut tenir compte du facteur de simultanéité (k_s) et du facteur d’utilisation (k_u). ... Pa = Pi · k_u · k_s. » (valeurs indicatives dans les Tableaux 3.3–3.5)
Détails et tableaux de valeurs (k_u, k_s par types de logement) : l’article « Facteurs de simultanéité » sur le blog.
Exercices — choisissez la bonne option
Vous parcourez chaque étape en choisissant la bonne réponse. Faux ? Vous réessayez.
Déséquilibre — appartement
Un appartement a R = 4 kW, S = 2 kW, T = 1 kW (consommateurs monophasés sur les trois phases).
Étape 1 : Quelle est la puissance moyenne par phase ?
Redistribution — la phase optimale
Le tableau a R = 3 kW, S = 3 kW, T = 1 kW. Vous ajoutez un nouveau consommateur de 2 kW.
Étape 1 : Sur quelle phase le placez-vous pour équilibrer ?
Le courant de neutre — installation équilibrée
Charges parfaitement égales et résistives sur les trois phases : R = S = T = 3 kW.
Étape 1 : Quel est le courant dans le conducteur de neutre ?
Simultanéité — puissance à équilibrer
Appartement avec une puissance installée Pi = 12 kW et un facteur de simultanéité k_s = 0,5.
Étape 1 : Quelle est la puissance simultanée (absorbée) Pa = Pi × k_s ?
Exercices — vous calculez chaque étape
Cette fois, c’est vous qui saisissez la valeur de chaque étape. Des indices vous aident si vous vous trompez.
Déséquilibre — à vous de calculer
Un tableau a R = 5 kW, S = 3 kW, T = 1 kW.
Étape 1 : La puissance moyenne par phase = ?
Le courant de neutre — trois courants inégaux
Les courants de phase (charges résistives) : I_R = 10 A, I_S = 6 A, I_T = 2 A.
Étape 1 : Le courant dans le neutre I_N = ?
Équilibrage cible — répartition parfaite
Installation de 12 kW de consommateurs monophasés, répartis parfaitement sur les trois phases (cos φ = 1).
Étape 1 : La puissance sur chaque phase = ?
Simultanéité — puissance absorbée
Villa avec Pi = 20 kW, facteur d’utilisation k_u = 0,6 et facteur de simultanéité k_s = 0,83.
Étape 1 : La puissance absorbée Pa = Pi × k_u × k_s = ?
Exercices — réponse directe
Vous résolvez seul et donnez la réponse finale. Le corrigé pas à pas reste disponible si besoin.
Déséquilibre direct
R = 6 kW, S = 4 kW, T = 2 kW. Quel est le déséquilibre (pourcentage) ?
Le courant de neutre — une phase manquante
I_R = 16 A, I_S = 16 A, I_T = 0 A. Quel est le courant dans le neutre (A) ?
Le courant de neutre — trois charges
I_R = 20 A, I_S = 12 A, I_T = 8 A. Quel est le courant dans le neutre (A) ?
Puissance simultanée directe
Pi = 15 kW installé, facteur de simultanéité k_s = 0,6. Quelle est la puissance simultanée absorbée (kW) ?
Discussion
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