M12 · Circuits spécialisés

Un logement résidentiel moderne ne se résume plus à des lumières et des prises. Pompe à chaleur, plancher chauffant basse température, ballon thermodynamique, piscine, borne de recharge VE : autant d’équipements de puissance dont chacun exige son propre circuit, son propre calibre, son propre type de différentiel — et, dans certains cas, sa propre géométrie de zones de sécurité. Le manoir, par sa surface et son programme d’équipements, les concentre tous. Ce module traite chaque famille séparément, et fournit le bilan complet des circuits spécialisés que le tableau (M10, M11) doit accueillir.

Objectifs de fin de module

À l’issue de ce module, je suis capable de :

Distinguer les familles d’appareils de puissance résidentiels et nommer pour chacune ses contraintes électriques propres.
Dimensionner un circuit de chauffage électrique direct (section, calibre, fil pilote).
Identifier les besoins d’alimentation d’une pompe à chaleur air-eau résidentielle et arbitrer entre monophasé et triphasé.
Spécifier l’alimentation d’un chauffe-eau et son asservissement heures creuses.
Tracer les volumes de sécurité autour d’une piscine et choisir le matériel admissible dans chacun.
Produire le bilan des circuits spécialisés du manoir, intégré au tableau triphasé du M11.

Concepts clés

Concept	Définition courte
Circuit spécialisé	Circuit dédié à un usage unique (M9, rappel)
Fil pilote	Conducteur indépendant transmettant un ordre de chauffe à un radiateur
Pompe à chaleur (PAC)	Machine déplaçant de la chaleur d’un milieu à un autre — air-eau, air-air, géothermique
COP	Coefficient de performance — puissance thermique fournie / puissance électrique consommée
PCRBT	Plancher chauffant rayonnant basse température
ECS	Eau chaude sanitaire
Ballon thermodynamique	Chauffe-eau intégrant une mini-PAC pour produire l’ECS
Contacteur HC/HP	Contacteur enclenchant la chauffe pendant les heures creuses
Volume (piscine)	Zone géométrique autour du bassin imposant matériel TBT, IP, classe d’isolation
Délestage	Coupure temporaire d’un circuit secondaire pour rester sous l’abonnement
Borne VE	Wallbox de recharge de véhicule électrique — 3,7 à 22 kW en résidentiel
Type B (différentiel)	Détecte aussi les courants continus lisses, requis VE / PV (M5)

Exigences NF C 15-100 mobilisées

Chaque circuit spécialisé est dédié et possède son propre disjoncteur (cf. M9). NF C 15-100 [§ 771 — à confirmer].
Les circuits de chauffage électrique direct sont dimensionnés selon leur puissance : 1,5 mm² / 10 A jusqu’à environ 2 250 W, 2,5 mm² / 20 A jusqu’à environ 4 500 W, 6 mm² / 32 A jusqu’à environ 7 250 W. NF C 15-100 [section ?].
Tout circuit de salle d’eau et toute installation comportant un plancher chauffant électrique est sous 30 mA (M5, M9).
Les locaux contenant une piscine sont régis par la section 702 : volumes 0, 1, 2 définis autour du bassin, matériel spécifique selon volume, LES locale obligatoire. NF C 15-100 [section 702].
Les bornes de recharge VE imposent un dispositif différentiel type B, sauf borne intégrant un détecteur de courant continu équivalent qui autorise un type A. NF C 15-100 [section 722, à confirmer]. Détail en M17.

Les sections précises seront confirmées en consultation du guide Promotelec et des guides Schneider / Hager dédiés aux usages.

Cours

1. Le chauffage électrique direct

Le chauffage électrique direct — convecteurs, panneaux rayonnants, radiateurs à inertie sèche ou fluide — convertit directement de l’énergie électrique en chaleur, par effet Joule dans une résistance. Rendement de 100 % au point d’usage, mais coût d’usage élevé : 1 kWh consommé = 1 kWh restitué, sans le facteur multiplicateur d’une PAC.

Dimensionnement de la ligne. Un convecteur ou panneau rayonnant a une puissance nominale affichée (P en W). Le courant d’emploi en monophasé vaut $I_B = P / U$ avec U = 230 V et $\cos\varphi = 1$ (résistif pur).

La NF C 15-100 retient trois associations standard pour les circuits de chauffage électrique direct :

Section (cuivre)	Calibre	Puissance maximale par circuit
1,5 mm²	10 A (souvent retenu pour le chauffage)	≈ 2 250 W
2,5 mm²	20 A	≈ 4 500 W
6 mm²	32 A	≈ 7 250 W

Le fil pilote. Indépendamment des conducteurs d’alimentation, un fil pilote noir (1,5 mm²) est tiré jusqu’à chaque radiateur moderne, transmettant un ordre de chauffe (confort, éco, hors gel, arrêt). Il est commandé par un gestionnaire d’énergie (M15 KNX, ou centrale dédiée) qui orchestre les zones du logement. Le fil pilote n’est pas un conducteur de puissance ; il ne porte qu’une information.

Répartition par zones. On ne met pas tous les radiateurs sur un seul circuit. Une bonne pratique : un circuit de chauffage par pièce ou par petit groupe de pièces homogènes, ce qui permet une commande zone par zone et limite les conséquences d’un défaut.

2. La pompe à chaleur (PAC)

La pompe à chaleur déplace de la chaleur d’un milieu froid vers un milieu chaud, en consommant beaucoup moins d’énergie électrique que le chauffage par effet Joule. Le COP (Coefficient de Performance) exprime ce rapport : un COP de 3 signifie que la PAC restitue 3 kWh thermiques pour 1 kWh électrique consommé.

Type de PAC	Source froide	Source chaude	Usage résidentiel typique
Air-eau	Air extérieur	Circuit d’eau (radiateurs, PCRBT, ECS)	Chauffage + ECS d’une maison
Air-air	Air extérieur	Air intérieur (climatiseur réversible)	Chauffage + climatisation
Géothermique sol-eau	Sol (sondes)	Circuit d’eau	Manoir, gros logement

Puissance électrique appelée. Bien plus faible que la puissance thermique nominale, dans le rapport du COP. Une PAC air-eau de 12 kW thermiques avec COP 3,5 appelle environ 3,4 kW électriques au point de fonctionnement nominal. Mais le courant d’appel au démarrage du compresseur, et la puissance crête par grand froid (quand le COP s’effondre et qu’une résistance d’appoint se met en route), peuvent être très supérieurs.

Mono ou triphasé ?

PAC jusqu’à ≈ 7–8 kW thermiques : monophasée 230 V.
PAC au-delà : triphasée. Le COP s’améliore aussi en triphasé (compresseur scroll triphasé, démarrage plus doux).

Alimentation. Circuit dédié, calibrée d’après la plaque signalétique de la PAC choisie. Différentiel : type A si la PAC est mono, type B si elle intègre une électronique générant des courants continus lisses (rare en résidentiel, mais à vérifier). Section et calibre dictés par la puissance électrique appelée maximale, et par le courant de démarrage de pointe.

Asservissement. La PAC est elle-même un gros consommateur asservissable au tarif heures creuses pour l’ECS, et à un délestage quand la puissance souscrite est dépassée par un autre gros appareil simultané (M3, M11).

3. Le plancher chauffant

Deux familles distinctes.

Plancher chauffant à eau (basse température). L’eau chaude circule dans des serpentins noyés dans la chape. Le chauffage proprement dit est en eau ; côté électrique, on alimente la PAC (section 2), le circulateur d’eau, les vannes motorisées par zone, et le thermostat / régulation. Le circuit électrique en lui-même est modeste, en dehors de la PAC.

Plancher chauffant rayonnant basse température (PCRBT) électrique. Un câble chauffant noyé dans la chape, alimenté directement en 230 V. L’ensemble est un élément résistif dont la puissance dépend de la surface et de la densité.

Surface chauffée	Puissance typique	Section / calibre
Jusqu’à ≈ 20 m²	1,5 à 2 kW	2,5 mm² / 16 A
20 à 40 m²	2 à 4 kW	2,5 mm² / 20 A
Au-delà	> 4 kW	sectionner en plusieurs circuits

Protection 30 mA obligatoire, comme pour tout circuit encastré dans un sol (M5). Régulateur à sonde de sol, alimentation distincte du circuit chauffant.

Pour le manoir, la solution probable est le plancher chauffant à eau, alimenté par la PAC air-eau ou géothermique. Le PCRBT électrique est plutôt réservé aux petites surfaces (salle de bain, par exemple, pour le confort des pieds).

4. L’eau chaude sanitaire (ECS)

Quatre solutions techniques, deux dominantes en résidentiel actuel.

Chauffe-eau à effet Joule (résistance). Le classique cumulus : une résistance immergée chauffe l’eau du ballon. Puissance typique 1 500 à 3 000 W. Circuit dédié 2,5 mm² / 20 A, type A ou AC selon technologie.

Ballon thermodynamique. Intègre une mini-PAC qui prélève les calories sur l’air ambiant (cellier, garage ventilé) ou sur l’air extérieur. Consommation électrique 3 à 4 fois inférieure au cumulus. Circuit dédié 2,5 mm² / 20 A en monophasé pour les modèles résidentiels courants.

ECS via PAC air-eau. La même PAC qui chauffe le bâtiment peut préparer l’ECS dans un ballon. Solution la plus économe à l’usage, retenue avec un système global PAC. Pas de circuit ECS distinct au tableau — l’ECS est portée par le circuit de la PAC.

Solaire thermique avec appoint. Hors périmètre de ce module, mais le circuit d’appoint électrique d’un ballon solaire suit la même règle : 2,5 mm² / 20 A dédié.

Asservissement HC/HP. Pour profiter du tarif Heures Creuses, un contacteur (typiquement bipolaire) commande l’alimentation du chauffe-eau. Sa bobine est pilotée par un contact sec issu du compteur Linky (signal HC/HP) ou par une horloge. L’interrupteur de mode du contacteur a trois positions : AUTO (asservi), MARCHE FORCÉE, ARRÊT. Repérage clair en porte de tableau.

5. Le local piscine et la section 702

Les locaux contenant une piscine relèvent de la section 702 de la NF C 15-100. Comme pour la salle d’eau (M9), des volumes sont définis autour du bassin, dans lesquels les contraintes sont spécifiques.

Volume	Géométrie	Matériel admissible
0	Intérieur du bassin et de ses parois	TBT 12 V SELV uniquement (projecteurs, capteurs) — IP X8
1	Bande de 2 m de large autour du bord du bassin, jusqu’à 2,5 m de hauteur	Matériel classe II, IP X5 (extérieur) ou IP X4 (intérieur). Socles 16 A interdits
2	Bande supplémentaire de 1,5 m latéralement (jusqu’à 3,5 m du bord)	Matériel classe II ou conventionnel sous 30 mA, IP X4 minimum (intérieur)
Hors volume	Au-delà	Matériel courant, sous 30 mA

Tous les circuits desservant la zone piscine sont sous 30 mA, sans exception. Une LES locale obligatoire relie entre eux : PE local, masses des appareils (projecteur immergé, pompe de filtration, électrolyseur), canalisations métalliques, échelle métallique du bassin, jets et buses métalliques.

Équipements à alimenter.

Pompe de filtration : circuit dédié, monophasé 230 V le plus souvent en résidentiel, calibre selon la pompe (typiquement 2,5 mm² / 16 A). Hors volumes 0/1.
Projecteur immergé : alimenté en TBT 12 V, via un transformateur de sécurité placé hors volume.
Électrolyseur au sel ou pompe doseuse : monophasée 230 V, hors volumes, circuit dédié.
Robot nettoyeur : prise dédiée hors volume 1.
Pompe à chaleur de piscine : selon puissance, mono ou triphasée — souvent triphasée au-delà de 9 kW thermiques.

6. La borne de recharge VE — introduction

Le détail est traité en M17. Ici, on retient ce qui concerne le tableau du manoir dès la conception.

Puissances usuelles en résidentiel.

Puissance	Tension / phases	Cas d’usage
3,7 kW	230 V mono, 16 A	Charge lente sur prise renforcée
7,4 kW	230 V mono, 32 A	Wallbox monophasée standard
11 kW	400 V tri, 16 A	Wallbox triphasée
22 kW	400 V tri, 32 A	Charge rapide résidentielle

Circuit dédié obligatoire, distinct de tout autre usage. Section calibrée d’après le courant nominal de la borne ; protection par disjoncteur tétrapolaire en triphasé, par disjoncteur 1P+N en monophasé.

Différentiel. Type B par défaut. Une borne moderne intégrant un dispositif de détection du courant continu (DDB / 6 mA DC detection) peut être protégée par un type A — vérifier la fiche technique de la borne. C’est l’un des rares cas où l’on dépose un type B dans un tableau résidentiel.

Délestage. Une borne 22 kW (32 A par phase) absorbe en pointe ce que l’abonnement Enedis du logement peut tout juste fournir : en activité, toute autre charge importante simultanée fait disjoncter l’AGCP. Un délesteur (intégré à la borne ou au tableau) coupe temporairement la borne — ou des circuits secondaires — pour rester sous l’abonnement. Pour le manoir, le délesteur est obligatoire dès qu’une 22 kW est installée sans augmenter l’abonnement à 36 kVA.

7. Méthode : produire le bilan des circuits spécialisés

C’est la production attendue de ce module — la liste exhaustive, chiffrée, des circuits spécialisés à porter au tableau.

Recenser les équipements spécialisés prévus au manoir : PAC, PCRBT et/ou plancher chauffant à eau (avec ses auxiliaires), ECS (chauffe-eau, ballon thermo ou PAC), four, plaque, lave-linge, lave-vaisselle, sèche-linge, congélateur, piscine (pompe, projecteur, électrolyseur, PAC piscine), borne VE.
Pour chaque équipement, relever la puissance et la phase (mono/tri) : à partir des fiches techniques visées et des guides fabricants. Distinguer puissance nominale et courant d’appel (compresseurs, moteurs).
Affecter une section et un calibre au circuit, en appliquant la coordination de M6 (IB ≤ In ≤ Iz) et les minima de M9. Tenir compte d’une marge sur les charges variables (PAC).
Déterminer le type de différentiel requis : A en standard, B pour borne VE et PV (sauf exceptions), F si charge à variateur.
Identifier les contraintes spécifiques : volume piscine, LES, asservissement HC/HP, fil pilote, délestage.
Intégrer ces circuits au tableau triphasé du M11 : affecter une phase à chaque circuit mono, regrouper sous ID en respectant les règles de M10.

8. Le manoir : tableau de synthèse des circuits spécialisés

À partir des SPECS §7 (zones du manoir) et des choix faits en M11, le manoir présente la liste prévisionnelle suivante (à affiner dans le dossier de ce module) :

Équipement	Mono/Tri	Puissance	Section	Calibre	Type ID	Particularités
PAC air-eau / géothermique	Tri	10 kW él.	4 mm² tri	25 A	A (B si onduleur DC)	Démarrage compresseur, COP à vérifier
Plaque de cuisson tri	Tri	7 kW	2,5 mm² tri	20 A	A	NF C 15-100
Four	Mono	3 kW	2,5 mm²	20 A	A	—
Lave-linge	Mono	2,5 kW	2,5 mm²	20 A	A	Obligatoire
Lave-vaisselle	Mono	2,5 kW	2,5 mm²	20 A	A	—
Sèche-linge	Mono	2,5 kW	2,5 mm²	20 A	A	—
Congélateur dédié	Mono	0,5 kW	2,5 mm²	20 A	A	Disjoncteur diff. dédié
ECS (ballon thermodynamique)	Mono	0,8 kW él.	2,5 mm²	20 A	A	Contacteur HC/HP
PCRBT salle de bain	Mono	1,2 kW	2,5 mm²	16 A	A	Sonde de sol
Borne VE 22 kW	Tri	22 kW	6 mm² tri	32 A	B	Délestage obligatoire
Pompe piscine	Mono	1 kW	2,5 mm²	16 A	A	Hors volume 0/1
Transformateur projecteur piscine	Mono	0,1 kW	1,5 mm²	10 A	A	Hors volume
Électrolyseur piscine	Mono	0,3 kW	2,5 mm²	16 A	A	Hors volume
PAC piscine	Tri	6 kW	2,5 mm² tri	20 A	A	Saisonnière

Ce bilan, croisé avec celui des circuits non spécialisés des M9 et M10, complète la définition du tableau du manoir. Il sera arbitré contre l’abonnement triphasé retenu (M11) et les marges de délestage.

Vidéos sélectionnées

Source	Sujet couvert	Durée
Comment fonctionne le fil pilote d’un radiateur	Fil pilote, ordres, gestionnaires d’énergie	—
Le raccordement électrique de la pompe à chaleur — Dimplex	Mono vs tri, démarrage, dimensionnement	—
Raccordement électrique du thermostat avec sonde thermique	Plancher chauffant, sonde, régulation	—
Câblage d’un contacteur heures creuses	Câblage, signal du compteur, marche forcée	—
Piscine privée : les normes électriques NF C 15-100	Section 702, volumes, sécurité	—
Tuto d’installation d’une borne Wallbox Copper SB — Carplug	Câblage, choix du différentiel, mise en service	—

Étude de cas — manoir

Livrable attendu : un dossier dossier-manoir/M12/ contenant :

bilan-circuits-specialises.md — table exhaustive (modèle : section 8 du cours), pour chacun : équipement, mono/tri, puissance, section, calibre, type d’ID, contraintes spécifiques, phase affectée pour les circuits monophasés.
chauffage-zones.md — décomposition du chauffage du manoir en zones : pièces ou groupes desservis par la PAC (en eau, serpentins de PCRBT), pièces sur PCRBT électrique (typiquement salles d’eau), pièces avec radiateurs électriques d’appoint si nécessaire. Pour chaque zone : type, puissance, alimentation prévue, asservissement / fil pilote.
piscine-plan-volumes.svg — plan à l’échelle de la zone piscine (intérieure et extérieure du manoir), tracé des volumes 0, 1, 2 de la section 702. Positionnement de chaque appareil (projecteur immergé, pompe de filtration, électrolyseur, PAC piscine, prises et éclairage du local technique), classe et IP retenus, schéma de la LES.
ecs-asservissement.md — choix de la solution ECS du manoir (PAC + ballon, ballon thermodynamique dédié, ou combinaison), circuit dédié, câblage du contacteur HC/HP, signal de pilotage (Linky vs horloge), affectation au tableau.
borne-ve-introduction.md — préfiguration de la borne VE : puissance retenue (3,7 / 7,4 / 11 / 22 kW), emplacement (garage), type de différentiel choisi en fonction du modèle de borne, dispositif de délestage prévu. Le détail complet est en M17.

Ce dossier alimente directement la mise à jour du tableau triphasé du dossier M11, qui devient ainsi le tableau définitif du manoir — prêt pour validation Consuel (M19).

Travaux pratiques sur le banc d’essai

Décoder une plaque signalétique. Sur la plaque d’une PAC, d’un chauffe-eau, d’une pompe ou d’un radiateur (catalogue fabricant ou matériel existant), relever : puissance, tension, intensité nominale, intensité de démarrage, cos φ. Déduire le circuit à prévoir (section, calibre, type d’ID).
Câbler un contacteur HC/HP. Sur le banc, monter un contacteur bipolaire commandant un récepteur résistif (lampe simulant le chauffe-eau), avec inverseur de mode AUTO / MARCHE / ARRÊT. Tester chaque mode et vérifier l’ordre des bornes (commande sur A1/A2, puissance sur 1/3 - 2/4).
Tracer les volumes piscine sur plan. À partir du plan d’une piscine type 8 × 4 m semi-enterrée avec local technique mitoyen, tracer les volumes 0, 1, 2 à l’échelle. Placer trois équipements (projecteur, pompe, prise robot) en justifiant les choix.
Audit d’un fil pilote. Sur un schéma de chauffage électrique à 4 zones avec fil pilote piloté par une centrale, identifier les conducteurs : phase, neutre, PE, fil pilote. Vérifier que le fil pilote est bien tiré jusqu’à chaque radiateur et raccordé au gestionnaire.
Étudier un délestage VE. À partir d’un abonnement 12 kVA tri (3 × 20 A) et d’une borne VE 11 kW (3 × 16 A), identifier les charges concurrentes potentielles (plaque, four, PAC) et spécifier la logique de délestage : qui coupe quoi, et quand ?

Quiz de validation

Seuil : 80 %.

Fiche de synthèse

FORMATION ÉLECTRICITÉ — M12 — Fiche de synthèse
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CHAUFFAGE ÉLECTRIQUE DIRECT
  1,5 mm² / 10 A    → 2 250 W      (1 à 2 radiateurs)
  2,5 mm² / 20 A    → 4 500 W
  6 mm²  / 32 A    → 7 250 W
  Fil pilote NOIR 1,5 mm² indépendant, ordre de chauffe
  1 circuit par zone, gestion centralisée

POMPE À CHALEUR
  COP = P_th / P_él       → ex. 12 kW th, COP 3,5 → 3,4 kW él
  ≤ ≈ 7-8 kW th → mono       > → triphasé
  Circuit dédié, calibre selon plaque + démarrage
  Différentiel A (B si élec à DC interne — rare)
  Asservissement délestage à prévoir

PLANCHER CHAUFFANT
  À EAU : alim PAC + circulateur + vannes + régulation
  PCRBT électrique : câble chauffant noyé en chape
    2,5 mm² / 16-20 A par 20-40 m²
    Différentiel 30 mA obligatoire · sonde de sol

EAU CHAUDE SANITAIRE (ECS)
  Cumulus Joule (1,5-3 kW)        → 2,5 mm² / 20 A
  Ballon thermodynamique          → 2,5 mm² / 20 A · COP ≈ 3
  ECS via PAC air-eau             → pas de circuit dédié
  Contacteur HC/HP : signal Linky · AUTO/MARCHE/ARRÊT

PISCINE — SECTION 702
  Volume 0 (intérieur bassin)        TBT 12 V SELV · IP X8
  Volume 1 (2 m / 2,5 m)             classe II · IP X5/X4 · pas socle
  Volume 2 (+1,5 m)                  classe II ou 30 mA · IP X4
  Hors volume                        matériel courant sous 30 mA
  Tous circuits sous 30 mA. LES LOCALE obligatoire :
    PE, masses pompe/projecteur/électrolyseur, canalisations, échelle.
  Transfo projecteur 12 V → toujours HORS volume.

BORNE VE (introduction — détail M17)
  3,7 / 7,4 kW mono · 11 / 22 kW tri
  Circuit DÉDIÉ · différentiel TYPE B (sauf borne avec DDB → A)
  Délesteur obligatoire si abonnement non suffisant

MÉTHODE
  1. Recenser tous les équipements spécialisés
  2. Plaque signalétique → P, U, I, démarrage, cos φ
  3. Section / calibre → coordination M6
  4. Type ID : A par défaut, B pour VE/PV
  5. Contraintes : volume piscine, LES, HC/HP, fil pilote, délestage
  6. Intégrer au tableau triphasé du M11

À conserver avec les fiches M0 à M11. M13 traite l’éclairage (LED, gradation, scénarios), qui s’interface avec le fil pilote introduit ici et anticipe la domotique KNX du M15.