La protection par coupe-circuit (cartourche fusible)
Sectionneur porte fusible

• 1. Symboles et définition
• 2. Présentation
• 3. Principe de fonctionnement
• 4. Les caractéristiques électriques
• 5. Choix d'un fusible
• 6. Extrait catalogue Legrand
• 7. Exercices d'application

Vous avez sûrement déjà pris en main un fusible ou vu une ancienne installation électrique domestique équipée de portes fusibles contenant des cartouches fusibles.
• Mais connaissez-vous la fonction et la raison pour laquelle on utilise une cartouche fusible ?
• Peut-on encore utiliser des fusibles quand on réaliser une installation électrique neuve ?
• Quels sont les avantages et les inconvénients d'un fusible ?
Réponses à toutes ces question et bien d'autres dans cet article.

1. Symboles et définition :

1.1. Symboles :

Pour représenter un sectionneur porte fusible et une cartouche fusible il faut utiliser les symboles suivants :

Symboles interactifs d'une cartouche fusible et d'un sectionneur porte fusible (coupe-circuit)

1.2. Définition :

L'association coupe circuit et la cartouche fusible permettent de :
- Séparer mécaniquement et physiquement un circuit électrique de son alimentation (sectionneur).
- Protéger contre les surintensités (surcharge et court-circuit) le circuit dans lequel la cartouche est insérée.

Note :
Depuis l'amendement 5 (A5) à la NF C 15-100 paru le 27/06/2015 la protection par fusible dans le domestique est interdite pour les installations neuves ou les rénovations.

2. Présentation :

2.1. Vues extérieures du sectionneur porte fusible :

Présentation d'un coupe circuit Legrand à bornes à vis réf : 058 21

Présentation d'une cartouche fusible domestique sans voyant 10,3 x 31,5mm de calibre 16A réf : 116 16

2.2. Vue intérieure d'une cartouche fusible :

Sur l'animation ci-contre, associer les noms suivants aux bons numéros :
- Embout supérieur.
- Embout inférieur.
- Fil fusible (maintient du percuteur).
- Elément fusible.
- Intérieur de la cartouche rempli de silice.
- Percuteur - voyant de fusion.
- Ressort du voyant de fusion.
- Corps de la cartouche.
- Soudure de l'élément fusible.

Pour obtenir les réponses cliquer sur chaque numéro.

animation interactive d'un fusible, structure interne, intérieur d'une cartouche fusible avec voyant indicateur réf : 114 10

3. Principe de fonctionnement :

- Si le courant traversant le fusible dépasse la valeur spécifiée sur la cartouche (calibre en Ampère) pendant un temps donné, l'élément fusible fond et ouvre ainsi le circuit dans lequel il est inséré.

- Lorsqu'un fusible est fondu, il faut rechercher la cause du défaut, y remédier puis remplacer la cartouche fusible défectueuse par un fusible neuf.

- Pour tester un fusible hors tension on utilise un multimètre sur le calibre ohmmètre branché aux 2 extrémités de la cartouche.
En fonction des indications du multimètre on saura si la cartouche est en cause ou non :
- si le fusible est sain la valeur indiquée doit être de 0Ω.
- si le fusible est défectueux la valeur indiquée sera O.L. (Over Load) ou ∞Ω.

4. Les caractéristiques du fusible et du coupe circuit (porte fusible) :

4.1. Le type ou classe du fusible :

Les cartouches gG (usage général) protègent contre les faibles et fortes surcharges et les courts-circuits.
Les cartouches aM (accompagnement moteur) protègent contre les fortes surcharges et les courts-circuits.
Elles sont fabriquées de manière à résister à certaines surcharges temporaires (démarrage d'un moteur I_démarrage=7xI_N).
La protection par cartouche fusible doit être obligatoirement associée à un dispositif de protection thermique (exemple : le relais thermique) contre les faibles surcharges.

4.2. Le courant nominal ou calibre en Ampère : I_N

C'est le calibre normalisé du fusible :
- 1A - 2A - 4A - 6A - 8A - 10A - 12A - 16A - 20A - 25A - 32A - etc...

4.3. Le nombre de pôles du coupe circuit :

Cela dépend du type d'installation qu'il devra protéger :
- Unipolaire = 1 pôle = 1 Phase
- Unipolaire + Neutre = 2 pôles = 1 Phase et 1 Neutre
- bipolaire = 2 pôles = 2 Phases
- tripolaire = 3 pôles = 3 Phases
- tétrapolaire = 4 pôles = 3 Phases et 1 Neutre

4.4. Tension d’emploi - tension nominale en Volt :

- Monophasé : 230 V
- Triphasé : 400 V
- Triphasé : 690 V

4.5. Le Pouvoir de coupure :

C’est le courant de défaut maximal que peut couper la cartouche fusible.

Il s’exprime en kA (1kA = 1000A).

Pour les cartouches industrielles de type aM : 20 kA à 100 kA (100 kA = 100000 A HPC Haut Pouvoir de Coupure).

4.6. La courbe de fusion d'une cartouche fusible :

Cette courbe permet de déterminer pour un calibre donné et un temps conventionnel (convenu), la valeur du courant de fusion et du courant de non fusion.

Sur la courbe (au dessus ou à droite de la courbe) il y aura fusion du fusible.
A gauche ou en dessous de la courbre il n'y aura pas fusion du fusible.

animation interactive sur les courbes de fusion d'une cartouche fusible, courbe de fusion de cartouche de typ aM (accompagnement moteur), courbe de fusion de cartouche de typ gG (usage général) — **Courbes** de **fusion** de **cartouches fusibles** de type gG et aM.

4.7. Forme et dimension de la cartouche :

Il existe une grande variété de fusibles pour l’électronique, la basse tension et la haute tension.
Les dimensions changent mais l’allure générale reste la même.

Forme :
- Cylindriques (domestique ou industriel)
- A couteaux (industriel).

Taille de la cartouche cylindrique :

Type	Dimensions en mm		Tailles en mm	Calibre en A
Type	Ø	a	Tailles en mm	Calibre en A

	6,3	23	6,3 x 23	2 - 4 - 6 A
	8,5	23	8,5 x 23	2 - 4 - 6 - 10 A
	10,3	25,8	10,3 x 25,8	6 - 10 - 16 A
	8,5	31,5	8,5 x 31,5	0,5 - 1 - 2 - 6 - 8 - 10 - 16 - 20 A
	10,3	31,5	10,3 x 31,5	16 - 20 - 25 A
	10,3	38	10,3 x 38	32 A

5. Choix d'un fusible :

Pour des cartouches fusibles protégeant un circuit domestique on doit se référer à la norme NF C 15-100.
Pour des cartouches de type gG on prend des cartouches dont le calibre correspond au courant à pleine charge de l’installation à protéger.

Le choix d’une cartouche s’effectue en fonction de :
- l'installation terminale : installation domestique ou industrielle.
- la section des conducteurs en mm².
- le calibre I_N ou courant nominal en Ampère.
- la tension d'emploi U en Volt.
- le pouvoir de coupure en kA.
- la taille du fusible.

6. Extrait catalogue Legrand :

extrait catalogue Legrand sur coupe circuit et porte fusible

7. Exercices d'application :

7.1. Exercice n°1 :

1. Déterminer le calibre de la cartouche fusible adaptée à la protection d'une installation de chauffage électrique monophasé consommant une puissance de 4200 W.
2. Préciser la section des conducteurs à mettre en oeuvre.
3. Donner les dimensions, le repérage couleur et la référence de la cartouche sans voyant (extrait catalogue Legrand).
4. Donner les caractéristiques et la référence du coupe-circuit domestique (extrait catalogue Legrand).

Solution exercice n°1 :
- 1. D'après la norme NF C 15-100 le calibre d'une cartouche fusible devant protéger un circuit convecteur électrique de 4200W est de 20A
  2. D'après la norme NF C 15-100 la section des conducteurs adaptée est de 2,5 mm².
  3. Les dimensions de la cartouche sont : 8,5x31,5 mm.
  Le repérage couleur est vert.
  La référence est : 0 123 20.
  4. Le coupe circuit domestique adapté à pour caractéristiques :
  Cartouche fusble cylindrique domestique
  Nombre de pôles Uni+Neutre
  Dimensions de la cartouche 8,5x31,5 mm.
  Référence du coupe-circuit 0 058 22.

7.2. Exercice n°2 :

Un fusible de type gG de calibre I_N = 10A est parcouru par courant de surcharge de 20A.
D’après la courbe de fusion des cartouches de type gG, déterminer le temps de fusion de l’élément fusible.

Solution exercice n°2 :
- Le fusible coupera le circuit par fusion au bout de 70 secondes après le début de la surcharge.

7.3. Exercice n°3 :

1. Un circuit prise de courant (8 socles de prise) est câblé à l’aide d’un conducteur de cuivre de quelle section ?
2. Quel doit être le calibre de la cartouche fusible gG ?
3. Quel est le temps de fusion si le courant de défaut I_D = 20 A ?
4. Quel est le temps de fusion si le courant de défaut I_D = 40 A ?

Solution exercice n°3 :
- 1. D'après la norme NF C 15-100 la section des conducteurs adaptée est de 2,5 mm².
  2. D'après la norme NF C 15-100 le calibre de la cartouche est de 16 A.
  3. Pour un courant de défaut de I_D = 20 A, la cartouche fusible ne fondra pas car le courant de défaut n'est pas assez important.
  4. Pour un courant de défaut de I_D = 40 A, le temps de fusion est de 4 secondes.

7.4. Exercice n°4 :

On doit protéger le circuit d'alimentation monophasé d'une plaque de cuisson à induction (L+N+PE) avec un fusible sans voyant :
1. Déterminer la section du câble à installer.
2. Préciser le calibre et les dimensions de la cartouche fusible.
3. Déterminer la référence de la cartouche fusible adaptée.
4. Déterminer la référence du coupe circuit domestique adapté.
5. La cuisinière se met brutalement à absorber un courant de 80A, déterminer le temps de fusion du fusible de type gG.
6. Un court-circuit apparaît sur la cuisinière, un courant très important de 16000A apparaît, préciser si la cartouche fusible est efficace contre ce défaut, expliquer pourquoi ?
7. Si un court-circuit apparaît d'une valeur de 22000A, que se passe t'il ?

Solution exercice n°4 :
- 1. D'après la norme NF C 15-100 la section des conducteurs adaptée est de 6 mm².
  2. D'après la norme NF C 15-100 le calibre de la cartouche est de 32 A.
  3. La référence de la cartouche est 0 133 32 et ses dimensions sont 10,3x38 mm.
  4. La référence du coupe circuit est : 0 058 24.
  5. Pour un courant de défaut de I_D = 80 A le temps de fusion est de 35 secondes.
  6. Pour un courant de défaut de I_D = 16 kA, la cartouche est efficace son pouvoir de coupure est 20 kA.
  7. Pour un courant de défaut de I_D = 22 kA, la cartouche n'est pas garantit d'être efficace, son pouvoir de coupure maximum est 20 kA au delà le constructeur ne garantit pas le bon fonctionnement du matériel.

7.5. Exercice n°5 :

Soit un chauffage d'appoint de 2000 W, qui se branche sur une prise de courant (cordon d'alimentation mobile).
1. Ce radiateur d'appoint est-il considéré comme un circuit de chauffage ?
2. Préciser par quel type de circuit est alimenté ce chauffage d'appoint.
3. Déterminer le calibre de la cartouche fusible à placer en tête de cette alimentation.

Solution exercice n°5 :
- 1. Le chauffage étant mobile (chauffage d'appoint) car alimenté par une cordon d'alimentation mobile sur prise de courant ne peut donc pas être assimilé comme un circuit de chauffage mais il sera alimenté en provisoire par un circuit prise de courant.
  2. Ce radiateur d'appoint doit être alimenté par le circuit prise de courant.
  3. Le calibre de la cartouche fusible dépendra de la section des conduteurs alimentant ce circuit prise (16 A pour du 2,5 mm² et 10 A pour du 1,5 mm²).

7.6. Exercice n°6 :

Un radiateur électrique de 2kW est branché sur une rallonge électrique (monophasé), on y branche également un fer à repasser de 1000W et un aspirateur de 1,6kW.
1. Déterminer la puissance totale des appareils raccordés.
2. Calculer les différents courants absorbés : I_Rad, I_Fer, I_Aspi.
3. Calculer le courant total absorbé (circuit monophasé).
4. La protection de la prise de courant est un fusible gG de 16 A, que se passe-t-il ?
Lors de la mise en route de l'aspirateur, son moteur absorbe 10 fois son intensité nominale pendant 2 secondes.
5. Calculer le courant absorbé par l'aspirateur lors de son démarrage.
6. Calculer le courant total absorbé en prenant en compte le démarrage de l'aspirateur.
7. Lorsque tous les appareils sont branchés et en fonctionnement et lors du démarrage de l'aspirateur, que se passe-t-il ?

Solution exercice n°6 :
- 1. La puissance totale absorbée est : P_Total = P_Rad + P_Fer + P_Aspi = 2000 + 1000 + 1600 = 4600 W.
  2. Les intensités totale absorbées sont : I_Rad = P_Rad / U = 2000 / 230 = 8,69 A.
  I_Fer = P_Fer / U = 1000 / 230 = 4,34 A.
  I_Rad = P_Aspi / U = 1600 / 230 = 6,95 A.
  3. L'intensité totale absorbée est : I_Total = P_Total / U = 4600 / 230 = 20 A.
  4. Pour un courant de défaut de I_D = 20 A, la cartouche fusible ne fondra pas car le courant de défaut n'est pas assez important.
  5. L'intensité absorbée par le démarrage de l'aspirateur est : I_{D Aspi} = 10 x I_Aspi = 10 x 1600 / 230 = 69,56 A.
  6. L'intensité totale absorbée par le démarrage de l'aspirateur et les autres récepteurs est :
  I_Total = I_Rad + I_Fer + I_{D Aspi} = 8,69 A + 4,34 A + 69,56 A = 82,6 A.
  7. Lorsque les appareils sont tous raccordés et que l'aspirateur démarrage (2 secondes) le courant de défaut est : I_D = 82,6 A, la cartouche va fondre en 0,2 secondes pour protéger contre la surcharge.

La protection par coupe-circuit (cartourche fusible)
Sectionneur porte fusible

1. Symboles et définition :

1.1. Symboles :

1.2. Définition :

2. Présentation :

2.1. Vues extérieures du sectionneur porte fusible :

2.2. Vue intérieure d'une cartouche fusible :

3. Principe de fonctionnement :

4. Les caractéristiques du fusible et du coupe circuit (porte fusible) :

4.1. Le type ou classe du fusible :

4.2. Le courant nominal ou calibre en Ampère : I_N

4.3. Le nombre de pôles du coupe circuit :

4.4. Tension d’emploi - tension nominale en Volt :

4.5. Le Pouvoir de coupure :

4.6. La courbe de fusion d'une cartouche fusible :

4.7. Forme et dimension de la cartouche :

5. Choix d'un fusible :

6. Extrait catalogue Legrand :

7. Exercices d'application :

7.1. Exercice n°1 :

Solution exercice n°1 :

7.2. Exercice n°2 :

Solution exercice n°2 :

7.3. Exercice n°3 :

Solution exercice n°3 :

7.4. Exercice n°4 :

Solution exercice n°4 :

7.5. Exercice n°5 :

Solution exercice n°5 :

7.6. Exercice n°6 :

Solution exercice n°6 :

1. Symboles et définition :

1.1. Symboles :

1.2. Définition :

2. Présentation :

2.1. Vues extérieures du sectionneur porte fusible :

2.2. Vue intérieure d'une cartouche fusible :

3. Principe de fonctionnement :

4. Les caractéristiques du fusible et du coupe circuit (porte fusible) :

4.1. Le type ou classe du fusible :

4.2. Le courant nominal ou calibre en Ampère : IN

4.3. Le nombre de pôles du coupe circuit :

4.4. Tension d’emploi - tension nominale en Volt :

4.5. Le Pouvoir de coupure :

4.6. La courbe de fusion d'une cartouche fusible :

4.7. Forme et dimension de la cartouche :

5. Choix d'un fusible :

6. Extrait catalogue Legrand :

7. Exercices d'application :

7.1. Exercice n°1 :

Solution exercice n°1 :

7.2. Exercice n°2 :

Solution exercice n°2 :

7.3. Exercice n°3 :

Solution exercice n°3 :

7.4. Exercice n°4 :

Solution exercice n°4 :

7.5. Exercice n°5 :

Solution exercice n°5 :

7.6. Exercice n°6 :

Solution exercice n°6 :

4.2. Le courant nominal ou calibre en Ampère : I_N