Calcul section câbles électriques — NF C 15-100

Vérification 1 — La chaîne IB ≤ In ≤ Iz

IB est le courant d'emploi du circuit, c'est-à-dire le courant que la charge appelle réellement en service normal. In est le courant assigné du dispositif de protection, autrement dit son calibre. Iz est le courant admissible de la canalisation, c'est-à-dire le courant maximal que le conducteur peut écouler en permanence dans ses conditions d'installation sans dépasser la température admissible de son isolant.

La condition fondamentale s'écrit IB ≤ In ≤ Iz. Elle exprime deux exigences distinctes : la protection ne doit pas déclencher en service normal (IB ≤ In) et le conducteur doit pouvoir supporter tout ce que la protection laisse passer durablement (In ≤ Iz). Une installation dont la protection est correctement calibrée mais dont le câble est sous-dimensionné n'est pas protégée : le disjoncteur ne verra jamais l'échauffement du câble.

Le courant admissible Iz ne dépend pas seulement de la section. Il dépend du matériau conducteur — le cuivre conduit mieux que l'aluminium à section égale —, de la nature de l'isolant, du nombre de conducteurs chargés, et surtout du mode de pose et de l'environnement. Un câble encastré dans un isolant thermique évacue très mal sa chaleur ; le même câble sur chemin de câbles perforé à l'air libre l'évacue bien. Les valeurs de base et les facteurs de correction correspondants figurent dans les tableaux du référentiel normatif ; ils ne sont pas reproduits ici, et c'est délibéré : un tableau de courants admissibles restitué de mémoire est le meilleur moyen de produire une installation dangereuse avec l'apparence d'un calcul.

Vérification 2 — La chute de tension et sa formule complète

La chute de tension en ligne se calcule par Δu = b × (ρ1 × L / S × cos φ + λ × L × sin φ) × IB. Le coefficient b vaut 2 pour un circuit monophasé, où le courant parcourt l'aller et le retour, et √3 pour un circuit triphasé équilibré. L est la longueur simple de la canalisation en mètres, S la section d'un conducteur en mm², IB le courant d'emploi en ampères, cos φ le facteur de puissance de la charge et sin φ son complément.

ρ1 est la résistivité du conducteur à la température de service, prise égale à 22,5 mΩ·mm²/m — soit 0,0225 Ω·mm²/m — pour le cuivre et à 36 mΩ·mm²/m — soit 0,036 Ω·mm²/m — pour l'aluminium. λ est la réactance linéique des conducteurs, retenue à 0,08 mΩ/m — soit 8 × 10⁻⁵ Ω/m — en l'absence d'autre indication.

En pratique, le terme de réactance est négligeable pour les petites sections : il ne devient significatif qu'au-delà d'environ 25 mm². Pour un circuit terminal en 1,5 ou 2,5 mm² alimentant une charge résistive (cos φ = 1, donc sin φ = 0), la formule se réduit à Δu = 2 × ρ1 × L / S × IB en monophasé. La chute relative s'obtient en divisant par la tension de référence : Δu% = 100 × Δu / U0 en monophasé (U0 = 230 V) ou 100 × Δu / U en triphasé (U = 400 V).

Les limites de chute de tension admissibles

Lorsque l'installation est alimentée par le réseau public de distribution à basse tension, la chute de tension en tout point ne doit dépasser ni 3 % de la tension nominale pour l'éclairage, ni 5 % pour les autres usages — prises de courant, chauffage, recharge de véhicule électrique. Ces valeurs correspondent, sous 230 V, à 6,9 V pour l'éclairage et 11,5 V pour les autres usages.

Lorsque l'installation est alimentée par un poste de transformation privé à haute tension, ces limites sont portées à 6 % pour l'éclairage et 8 % pour les autres usages, la partie amont du réseau étant alors sous la responsabilité de l'exploitant.

La conséquence pratique est que la longueur d'un circuit est une donnée de dimensionnement au même titre que son intensité. Un circuit d'éclairage de 30 m en 1,5 mm² sous 10 A dépasse déjà la limite de 3 %, comme le montre l'exemple 2 ci-dessous, alors qu'il est parfaitement admissible du point de vue thermique.

Vérification 3 — Court-circuit, longueur protégée et conducteur de protection

Une troisième famille de vérifications complète le dimensionnement. Le dispositif de protection doit avoir un pouvoir de coupure supérieur au courant de court-circuit présumé au point où il est installé. Il doit également éliminer un court-circuit survenant à l'extrémité la plus éloignée du circuit dans un temps compatible avec la tenue thermique du conducteur — c'est la notion de longueur maximale protégée, qui limite la longueur d'un circuit indépendamment de la chute de tension.

Enfin, la section du conducteur de protection est liée à celle des conducteurs actifs par des règles propres, et la vérification de la protection contre les contacts indirects dépend du schéma de liaison à la terre retenu. Ces trois points ne sont pas des raffinements : ils conditionnent la sécurité des personnes, là où les deux premières vérifications conditionnent surtout la durabilité de l'installation.

Ce que la nouvelle série NF C 15-100 change dans ce calcul

La série NF C 15-100 a été publiée en août 2024, officiellement le 13 septembre 2024, sous la forme de 21 normes remplaçant la version de 2002 et ses cinq amendements. Elle s'applique depuis septembre 2025 aux installations neuves ainsi qu'aux extensions et modifications d'installations.

Deux évolutions concernent directement le dimensionnement des conducteurs. D'une part, les méthodes de calcul des sections de câbles ont été modifiées pour tenir compte des harmoniques — un sujet devenu incontournable avec la généralisation de l'électronique de puissance, des LED et des convertisseurs. D'autre part, les exigences de protection contre l'incendie ont été renforcées et s'appuient désormais sur les euroclasses de réaction au feu des conducteurs et câbles.

Il en découle une règle de prudence simple : tout tableau, abaque ou outil de calcul de section antérieur à cette révision doit être confronté à la partie applicable de la nouvelle série avant d'être utilisé sur un projet neuf. Le calcul de chute de tension, lui, repose sur des relations physiques inchangées.

Enchaînement complet du dimensionnement

• 1. Déterminer le courant d'emploi IB du circuit à partir de la puissance de la charge et du facteur de puissance.
• 2. Choisir le calibre In du dispositif de protection tel que IB ≤ In.
• 3. Identifier le mode de pose réel de la canalisation et les conditions d'environnement : température ambiante, groupement de circuits, présence d'isolant thermique.
• 4. Lire dans le référentiel normatif le courant admissible de base correspondant à la section envisagée, au matériau et à l'isolant.
• 5. Appliquer les facteurs de correction propres aux conditions d'installation pour obtenir Iz, et vérifier In ≤ Iz.
• 6. Calculer la chute de tension par Δu = b × (ρ1 × L / S × cos φ + λ × L × sin φ) × IB.
• 7. Comparer Δu% à la limite applicable : 3 % en éclairage, 5 % pour les autres usages en alimentation par le réseau public basse tension.
• 8. Si la limite est dépassée, augmenter la section jusqu'à satisfaire la contrainte, en recalculant à chaque palier.
• 9. Vérifier le pouvoir de coupure de la protection et la longueur maximale protégée en court-circuit.
• 10. Retenir la plus grande des sections issues des vérifications, puis dimensionner le conducteur de protection associé.

Exemple 1 — Circuit de prises 20 A, 2,5 mm² cuivre, 25 m

Hypothèses : circuit monophasé 230 V, courant d'emploi IB = 20 A, longueur 25 m, section 2,5 mm² cuivre, charge résistive donc cos φ = 1 et sin φ = 0. Le terme de réactance disparaît.

Étape 1 — Application de la formule : Δu = 2 × 0,0225 × (25 / 2,5) × 20 = 2 × 0,0225 × 10 × 20.

Étape 2 — Calcul : 2 × 0,0225 = 0,045 ; 0,045 × 10 = 0,45 ; 0,45 × 20 = 9,00 V.

Étape 3 — Chute relative : Δu% = 100 × 9,00 / 230 = 3,91 %.

Lecture du résultat : 3,91 % est inférieur à la limite de 5 % applicable aux prises de courant : le circuit est conforme. Mais ce même câble, ce même courant et cette même longueur seraient non conformes s'il s'agissait d'un circuit d'éclairage, dont la limite est de 3 %. La conformité d'une section ne se juge jamais sans savoir ce que le circuit alimente.

Exemple 2 — Circuit d'éclairage 10 A, 1,5 mm² cuivre, 30 m : la limite de 3 %

Hypothèses : circuit monophasé 230 V, IB = 10 A, longueur 30 m, section 1,5 mm² cuivre, cos φ = 1.

Étape 1 — Chute de tension : Δu = 2 × 0,0225 × (30 / 1,5) × 10 = 2 × 0,0225 × 20 × 10 = 9,00 V.

Étape 2 — Chute relative : 100 × 9,00 / 230 = 3,91 %, au-delà de la limite de 3 % applicable à l'éclairage. Le circuit est non conforme alors que 1,5 mm² est thermiquement suffisant pour 10 A dans la plupart des modes de pose.

Étape 3 — Section minimale nécessaire. On inverse la formule : S = b × ρ1 × L × IB / Δu_max, avec Δu_max = 3 % × 230 = 6,90 V. S = 2 × 0,0225 × 30 × 10 / 6,90 = 13,50 / 6,90 = 1,96 mm². La section commerciale immédiatement supérieure est 2,5 mm².

Étape 4 — Vérification en 2,5 mm² : Δu = 2 × 0,0225 × (30 / 2,5) × 10 = 2 × 0,0225 × 12 × 10 = 5,40 V, soit 2,35 %. Conforme.

Étape 5 — Longueur maximale admissible en 1,5 mm². On inverse dans l'autre sens : L_max = Δu_max × S / (b × ρ1 × IB) = 6,90 × 1,5 / (2 × 0,0225 × 10) = 10,35 / 0,45 = 23,0 m. Au-delà de 23 mètres, ce circuit d'éclairage doit passer en 2,5 mm².

Lecture du résultat : c'est le cas d'école du dimensionnement par la chute de tension. La section imposée n'a rien à voir avec l'échauffement : elle est dictée par la longueur. Sur une maison de plain-pied étalée ou un bâtiment tertiaire, ce critère devient dominant sur une large part des circuits.

Exemple 3 — Alimentation triphasée d'un tableau divisionnaire, 63 A sur 40 m

Hypothèses : circuit triphasé 400 V, IB = 63 A, longueur 40 m, cos φ = 0,85 donc sin φ = √(1 − 0,85²) = √0,2775 = 0,5268. Le coefficient b vaut √3 = 1,7321. Le terme de réactance est cette fois conservé, la section dépassant 25 mm² dans la variante aluminium.

Variante cuivre 16 mm². Terme résistif : ρ1 × L / S × cos φ = 0,0225 × (40 / 16) × 0,85 = 0,0225 × 2,5 × 0,85 = 0,047813 Ω. Terme réactif : λ × L × sin φ = 8 × 10⁻⁵ × 40 × 0,5268 = 0,0016858 Ω. Somme : 0,049499 Ω. Chute : Δu = 1,7321 × 0,049499 × 63 = 5,40 V, soit 100 × 5,40 / 400 = 1,35 %. Largement conforme à la limite de 5 %.

Variante aluminium 16 mm². Terme résistif : 0,036 × 2,5 × 0,85 = 0,076500 Ω. Terme réactif inchangé : 0,0016858 Ω. Somme : 0,078186 Ω. Chute : Δu = 1,7321 × 0,078186 × 63 = 8,53 V, soit 2,13 %.

Lecture du résultat : à section identique, l'aluminium produit une chute de tension supérieure de 58 % au cuivre, dans le rapport des résistivités (36 / 22,5 = 1,60), légèrement atténué par le terme réactif commun aux deux. Les deux variantes restent conformes ici, mais l'écart montre pourquoi un passage cuivre-aluminium ne se fait jamais à section constante : il impose de recalculer la chute de tension et le courant admissible.

Observation complémentaire sur le terme réactif : il pèse 0,0016858 Ω sur un total de 0,049499 Ω en cuivre, soit 3,4 % du résultat. Le négliger aurait donné 1,30 % au lieu de 1,35 %. C'est l'ordre de grandeur de l'erreur commise en utilisant la formule simplifiée sur une section de 16 mm² — acceptable ici, plus discutable à mesure que la section augmente.

La série NF C 15-100 : ce qui a changé et depuis quand

La NF C 15-100 fixe les règles de conception, de réalisation, de vérification et d'entretien des installations électriques à basse tension. La série a été publiée en août 2024, officiellement le 13 septembre 2024, sous la forme de 21 normes structurées différemment de la version de 2002, avec notamment des parties numérotées 1, 7, 8, 10 et 11. La version précédente avait connu cinq amendements en une vingtaine d'années ; la nouvelle structure permet de réviser chaque partie indépendamment.

Depuis septembre 2025, la série s'applique aux installations neuves ainsi qu'aux extensions et modifications d'installations. Parmi les évolutions annoncées : l'introduction de l'efficacité énergétique, des infrastructures de recharge de véhicules électriques et de l'éclairage à très basse tension ; le renforcement des exigences de protection contre l'incendie fondé sur les euroclasses des conducteurs et câbles ; et la modification des méthodes de calcul des sections de câbles pour tenir compte des harmoniques.

Les limites de chute de tension, source par source

• Installation alimentée par le réseau public de distribution à basse tension : 3 % de la tension nominale pour l'éclairage, 5 % pour les autres usages, en tout point de l'installation.
• Installation alimentée par un poste de transformation privé à haute tension : 6 % pour l'éclairage, 8 % pour les autres usages.
• Sous 230 V monophasé, ces pourcentages correspondent à 6,90 V (3 %) et 11,50 V (5 %) ; sous 400 V triphasé, à 12,0 V (3 %) et 20,0 V (5 %).
• La limite s'apprécie en tout point de l'installation, ce qui signifie que la chute de tension cumulée sur la liaison au tableau divisionnaire et sur le circuit terminal doit rester dans l'enveloppe — et non chaque tronçon pris isolément.

Pourquoi les tableaux de courants admissibles ne sont pas reproduits ici

Le courant admissible Iz d'une canalisation dépend de la section, du matériau, de la nature de l'isolant, du nombre de conducteurs chargés, du mode de pose et de facteurs de correction liés à la température ambiante, au groupement de circuits et à la présence d'isolant thermique. Ces valeurs constituent le cœur de la partie normative consacrée au choix et à la mise en œuvre des canalisations.

Elles ne sont pas restituées sur cette page, pour deux raisons. La première est juridique : ce sont des données de normes payantes, dont la reproduction n'est pas libre. La seconde est technique : elles viennent d'être modifiées par la révision de la série, et une table reprise d'une version antérieure produirait des sections erronées avec l'apparence d'un calcul rigoureux. Sur un projet, ces tableaux se lisent dans la partie applicable de la norme, ou dans un logiciel de calcul tenu à jour par son éditeur.

Ce que cette page peut restituer sans risque, en revanche, c'est la structure du raisonnement, la formule de chute de tension et ses constantes, et les limites en pourcentage — qui sont, elles, largement documentées et stables.