Tout ce qui précède décrivait un système monophasé : une phase, un neutre, une tension de 230 V. Le réseau public, lui, est triphasé : trois phases déphasées entre elles, et un neutre commun. La maison française est habituellement branchée sur l’une des trois phases et reçoit du monophasé ; mais dès que la puissance demandée ou la surface dépasse certains seuils — et c’est le cas du manoir — le branchement est en triphasé. Ce module explique pourquoi le triphasé existe, ce qui change par rapport au monophasé, et comment on conçoit un tableau et une distribution triphasés en résidentiel. Le tableau du M10 est repris ici en triphasé.
À l’issue de ce module, je suis capable de :
| Concept | Définition courte |
|---|---|
| Système triphasé | Trois tensions alternatives sinusoïdales de même fréquence, déphasées de 120° |
| Phase (L1, L2, L3) | Conducteur portant l’une des trois tensions |
| Neutre (N) | Conducteur de retour commun aux trois phases |
| Tension simple (V) | Tension entre une phase et le neutre — 230 V en France |
| Tension composée (U) | Tension entre deux phases — 400 V en France |
| Système équilibré | Les trois phases portent le même courant en module et même déphasage |
| Couplage étoile (Y) | Charges reliées entre une phase et le neutre |
| Couplage triangle (Δ) | Charges reliées entre deux phases |
| Courant dans le neutre | Somme vectorielle des courants des trois phases ; nul si équilibre parfait |
| Disjoncteur tétrapolaire | Disjoncteur 4 pôles (3 phases + neutre) |
| Tableau tétrapolaire | Tableau dont le peigne distribue les 3 phases + N |
Les sections précises seront confirmées dans le guide Promotelec.
Une question légitime : pourquoi la maison française vit-elle, le plus souvent, en monophasé, alors que le réseau public, lui, distribue toujours en triphasé ? Trois bonnes raisons font exister le triphasé partout en amont, et le rendent nécessaire dès qu’on dépasse l’échelle du logement modeste.
En résidentiel, le triphasé devient nécessaire dès que la puissance totale dépasse les 12 kVA (limite haute de l’abonnement monophasé Enedis, M3), ou dès qu’une charge spécifique exige du triphasé : pompe à chaleur de puissance, borne de recharge VE 22 kW, plaque de cuisson triphasée, etc.
Un système triphasé est un ensemble de trois tensions alternatives sinusoïdales, de même fréquence (50 Hz en Europe), de même amplitude, et déphasées entre elles de 120° (soit un tiers de période).
v1(t) v2(t) v3(t) ╱╲ ╱╲ ╱╲ ╱ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲─────╱──────╲───────────╱──────╲────────────╱──────╲──────── ╲ ╱ ╲ ╱ ╲ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲ ╲╱ ╲ ╱ ╲ ╲ ╱ ╲╱ L1 L2 L3 0° 120° 240°Les trois conducteurs sont appelés phases et notés L1, L2, L3 (anciennement R, S, T). Un quatrième conducteur, le neutre N, sert de référence commune : c’est par rapport à lui que sont mesurées les tensions simples de chaque phase.
À tout instant :
C’est la propriété fondamentale du système équilibré : la somme instantanée des trois tensions est nulle. Conséquence directe pour les courants : dans un système parfaitement équilibré (mêmes charges sur les trois phases), la somme instantanée des courants est aussi nulle, et le courant qui revient par le neutre est nul — le neutre, en théorie, ne sert à rien.
En pratique, on n’est jamais parfaitement équilibré ; le neutre collecte le résiduel du déséquilibre. C’est la section 7 qui traitera ce point.
À partir des trois phases, on peut mesurer deux tensions distinctes :
En France, le réseau public basse tension est dimensionné pour :
Ces deux valeurs ne sont pas indépendantes : elles sont reliées par la géométrie du système triphasé. Quand on calcule la différence entre deux tensions sinusoïdales déphasées de 120°, on obtient une tension d’amplitude :
Soit, numériquement : V.
| Mesure | Conducteurs concernés | Valeur en France |
|---|---|---|
| Tension simple V | L1–N, L2–N, L3–N | 230 V |
| Tension composée U | L1–L2, L2–L3, L3–L1 | 400 V |
Implication pratique. Un appareil branché entre phase et neutre voit 230 V — exactement comme en monophasé. C’est le cas de toutes les prises de courant et tous les circuits monophasés classiques d’un tableau triphasé. Un appareil branché entre deux phases voit 400 V : c’est le cas de certains équipements triphasés (moteurs, plaques tri en couplage triangle).
Une charge triphasée peut être raccordée de deux façons au système — c’est le couplage.
Couplage étoile (Y)
Chaque enroulement ou élément de charge est branché entre une phase et le neutre. Il voit donc la tension simple V = 230 V. Le point commun des trois éléments est relié au neutre. Usage : la plupart des charges triphasées résidentielles (radiateurs tri, plaques tri 3 × 230 V).
Couplage triangle (Δ)
Chaque enroulement ou élément de charge est branché entre deux phases. Il voit donc la tension composée U = 400 V, et aucun retour au neutre n’est utilisé. Usage : moteurs triphasés de plus forte puissance, plaques tri 400 V triangle.
Un même moteur peut souvent être couplé soit en étoile soit en triangle, selon la tension du réseau et le besoin de couple au démarrage : démarrage étoile-triangle classique des moteurs industriels. En résidentiel, l’étoile suffit dans l’écrasante majorité des cas.
La puissance totale appelée par une charge triphasée équilibrée s’écrit, à partir de la tension composée U et du courant par phase I :
Avec U = 400 V et le facteur de puissance (M1), I le courant en ampères dans chacune des trois phases (égal sur les trois par hypothèse d’équilibre), P la puissance active en watts.
On peut aussi l’écrire à partir de la tension simple V :
Les deux formes sont équivalentes : .
Application : trouver le courant par phase. À l’envers :
Exemple. Une pompe à chaleur triphasée appelle P = 9 kW avec .
À titre de comparaison, la même puissance en monophasé sous 230 V imposerait A par conducteur — section et calibres tout autres. C’est l’économie typique du triphasé : à puissance égale, on divise le courant par environ 3.
Enedis propose des abonnements monophasés jusqu’à 12 kVA et triphasés à partir de 9 kVA et jusqu’à 36 kVA (tarif bleu résidentiel).
| Puissance | Type | Intensité réglée du disjoncteur de branchement |
|---|---|---|
| 6 kVA | Mono | 30 A |
| 9 kVA | Mono ou Tri | Mono : 45 A · Tri : 3 × 15 A |
| 12 kVA | Mono ou Tri | Mono : 60 A · Tri : 3 × 20 A |
| 15 kVA | Tri | 3 × 25 A |
| 18 kVA | Tri | 3 × 30 A |
| 24 kVA | Tri | 3 × 40 A |
| 30 kVA | Tri | 3 × 50 A |
| 36 kVA | Tri | 3 × 60 A |
(Les valeurs précises de réglage sont à confirmer en M3 / sur le catalogue Enedis en vigueur.)
Le disjoncteur de branchement triphasé est tétrapolaire : il coupe simultanément les trois phases et le neutre. Son calibre nominal est réglable, sur des plages typiques (10/30 A, 30/60 A, 60/90 A) que choisit Enedis selon l’abonnement souscrit. Comme en monophasé, il est sélectif S (courbe lente) pour laisser aux protections aval le temps de déclencher.
Quand passer en triphasé ? Trois critères, dont un seul suffit :
Pour le manoir, les trois critères sont remplis. Le manoir sera donc en triphasé.
Dans un tableau triphasé, la plupart des circuits restent monophasés : chaque circuit est branché entre une phase particulière et le neutre. La phase utilisée dépend du disjoncteur : un disjoncteur monopolaire sur le peigne tétrapolaire capte la phase de la position où il est inséré.
Le principe de l’équilibrage. On répartit les circuits monophasés entre les phases L1, L2, L3 de manière équilibrée, en visant que les trois phases voient un courant total similaire. Un déséquilibre dégrade le réseau (côté Enedis), augmente le courant dans le neutre (côté installation) et peut faire déclencher le disjoncteur de branchement sur une phase alors que les autres sont sous-utilisées.
Méthode d’équilibrage. On estime, pour chaque circuit, sa puissance probable. On affecte les circuits en alternant les phases, en tenant compte de leur simultanéité : deux gros appareils susceptibles de fonctionner ensemble (lave-linge et sèche-linge, par exemple) sont mis sur des phases différentes, de sorte qu’ils ne sollicitent pas la même.
Le courant dans le neutre. En triphasé équilibré, la somme vectorielle des courants des trois phases est nulle, donc le courant dans le neutre l’est aussi :
En présence de déséquilibre, cette somme n’est plus nulle et le neutre transporte le résiduel. Conséquence : le neutre doit être dimensionné comme les phases — il peut en pratique porter un courant comparable.
Le tableau triphasé reprend l’architecture en deux étages du M10, avec ces différences clés :
Architecture type d’un tableau triphasé résidentiel :
Enedis triphasé │ 3P+N (4 conducteurs) │ ┌────────────┴────────────┐ │ AGCP tétrapolaire │ sélectif S │ 3 × In A │ └────────────┬────────────┘ │ ┌────────────┼────────────────────────────────────┐ │ │ │ ▼ ▼ ▼[ ID tétra ] [ ID bipo L1 ] [ ID bipo L2 ] [ ID bipo L3 ] 4P 40 A type A 40 A type A 40 A type A 40 A type B │ │ │ │ ├ Plaque tri ├ Circuits L1 ├ Circuits L2 ├ Circuits L3 ├ PAC tri │ mono │ mono │ mono └ Borne VE │ │ │ 22 kW (équilibrer le total de chaque colonne)Décision pour le manoir. Compte tenu :
→ le branchement du manoir sera triphasé, d’une puissance à choisir entre 18 et 36 kVA selon l’étude détaillée des charges. Le tableau du M10 est repris ici en triphasé : mêmes principes de répartition (règle des 8 circuits par ID, séparation des fonctions vitales, type adapté), avec en plus l’équilibrage par phase comme contrainte supplémentaire.
| Source | Sujet couvert | Durée |
|---|---|---|
| Le courant triphasé — électricité pour les débutants (ép. 5) | Tensions V/U, équilibre, étoile/triangle | — |
| Monophasé ou triphasé : comprendre les différences | Critères, abonnements, choix | — |
| Brancher un tableau triphasé : schéma, équilibrage | Câblage, répartition, différences avec le mono | — |
| Calculs de puissance en triphasé (ép. 4) | Formules P = √3·U·I·cos φ, exemples | — |
| Brancher un compteur Linky et disjoncteur d’abonné triphasé | Branchement tri, NF C 14-100, calibres tétrapolaires | — |
Livrable attendu : un dossier dossier-manoir/M11/ contenant :
bilan-puissance.md — bilan de puissance complet du manoir,
par circuit et par zone. Pour chaque charge : puissance nominale,
cos φ supposé, facteur de simultanéité estimé. Total appelé
simultané estimé en kVA, en deux scénarios (hiver / été). Choix
et justification de l’abonnement triphasé retenu (puissance
et courant par phase).
affectation-phases.md — pour chaque circuit monophasé du
manoir issu du dossier M10, affecter une phase (L1, L2 ou L3) en
équilibrant la charge totale et en séparant les appareils
susceptibles de fonctionner ensemble. Table récapitulative :
somme estimée par phase, écart relatif inférieur à 15 % visé.
schema-unifilaire-triphase.svg — reprise du schéma
unifilaire monophasé du M10 en triphasé : AGCP
tétrapolaire, ID tétrapolaire pour les circuits tri, ID
bipolaires par phase pour les groupes monophasés, disjoncteurs.
Chaque circuit monophasé porte sa phase en étiquette.
circuits-tri-manoir.md — note dédiée aux circuits
triphasés purs du manoir (plaque tri si retenue, PAC tri si
retenue, borne VE 22 kW, éventuellement subdistribution tri vers
les dépendances) : puissance, section, courant par phase, type
d’ID, calibre du disjoncteur tétrapolaire.
subdistribution-dependances.md — esquisse de la
subdistribution triphasée vers les écuries / communs : départ
protégé au tableau principal, longueur, section retenue (calcul
chute de tension de M6 refait en triphasé avec b = √3), tableau
divisionnaire éventuel.
Ce dossier produit le jalon mois 6 (SPECS §11) : « Schéma unifilaire complet du manoir, en triphasé ».
Calculer V à partir de U et inversement. Sur tableur, à partir de U = 400 V, calculer V = 230 V et vérifier la relation . Faire de même à partir d’un réseau industriel 690 V — déduire V. Confirmer mentalement le facteur 1,732.
Bilan de puissance triphasée — exercice. Pour une PAC de 12 kW , une plaque tri de 6 kW, un VE en charge à 22 kW , et un éclairage cumulé monophasé de 1,5 kW, calculer le courant par phase à pleine sollicitation. Choisir l’abonnement adéquat.
Équilibrer un tableau. Reprendre la liste des circuits du dossier M10, affecter une phase à chacun, calculer la somme des puissances par phase, et itérer jusqu’à un déséquilibre relatif inférieur à 15 %.
Simuler un système triphasé sur Falstad. Construire trois sources sinusoïdales 230 V déphasées de 120°. Visualiser la superposition des trois tensions, mesurer la tension entre deux phases et retrouver 400 V. Observer le neutre : courant nul en équilibre, courant non nul si on retire une charge sur une phase.
Câbler un mini-tableau triphasé sur QElectroTech. Reproduire le schéma type de la section 8 dans QElectroTech (SPECS §10), avec AGCP tétrapolaire, un ID tétrapolaire, un ID bipolaire par phase, et un circuit terminal par groupe. Exporter en SVG.
Seuil : 80 %.
FORMATION ÉLECTRICITÉ — M11 — Fiche de synthèse================================================
SYSTÈME TRIPHASÉ 3 phases L1, L2, L3 sinusoïdales 50 Hz déphasées de 120° + 1 neutre N commun Somme instantanée v1 + v2 + v3 = 0 (système équilibré)
TENSIONS Tension simple V = phase-neutre = 230 V Tension composée U = phase-phase = 400 V Relation U = V × √3 (≈ 1,732)
COUPLAGES DES CHARGES Étoile (Y) : chaque élément phase-neutre → voit V = 230 V Triangle (Δ) : chaque élément phase-phase → voit U = 400 V
PUISSANCES (triphasé équilibré, U composée, I par phase) P = √3 × U × I × cos φ = 3 × V × I × cos φ I = P / (√3 × U × cos φ) Exemple : 9 kW cos φ = 0,9 → I ≈ 14 A par phase (en mono : ≈ 43 A — division par 3)
ABONNEMENTS ENEDIS (tarif bleu) Mono : 3 / 6 / 9 / 12 kVA (30 A / 45 A / 60 A mono) Tri : 9 à 36 kVA (3 × 15 A à 3 × 60 A) > 12 kVA → tri obligatoire
DISJONCTEUR DE BRANCHEMENT TRI Tétrapolaire (3 P + N), coupure simultanée Sélectif S, réglable selon abonnement Calibres typiques : 10/30 — 30/60 — 60/90 A
ÉQUILIBRAGE Répartir les circuits mono sur L1/L2/L3 Séparer les charges simultanées (lave-linge/sèche-linge…) Objectif : déséquilibre < 15 % Courant neutre = somme vectorielle ; nul si équilibre parfait ⚠ Neutre = MÊME SECTION que les phases (harmoniques, déséquilibre)
TABLEAU TRIPHASÉ Peigne tétrapolaire (3P + N) ID tétrapolaire pour circuits tri ; ID bipolaire par phase pour mono Disjoncteurs tétra (circuits tri) ou 1P+N (circuits mono) Étiqueter chaque circuit mono avec sa PHASE (L1, L2 ou L3)
LE MANOIR Triphasé décidé (PAC, borne VE 22 kW, dépendances, > 12 kVA) Abonnement à 18–36 kVA selon bilan Reprise du schéma unifilaire du M10 en triphasé Sub-distribution tri vers les dépendances (chute de tension : b = √3)À conserver avec les fiches M0 à M10. M12 enchaîne avec les circuits spécialisés (chauffage, PAC, plancher chauffant, ECS, piscine, borne VE) dont plusieurs sont triphasés et exploitent directement les choix faits ici.