Chapitre 03 · Sujet 2 sur 5
Les réseaux belges : 3 × 230 V et 3N 400 V
Reconnaître les deux réseaux basse tension belges, mesurer les bonnes tensions et en tirer les conséquences sur les courants, les protections et le choix du matériel.
Niveau 1
L'essentiel
- En Belgique, on rencontre deux réseaux basse tension : le 3 × 230 V (trois phases, sans neutre) et le 3N 400 V (trois phases et un neutre).
- En 3 × 230 V, la tension entre deux phases est de 230 V. Un appareil monophasé se branche entre deux phases.
- En 3N 400 V, la tension entre une phase et le neutre est de 230 V et la tension entre deux phases est de 400 V. Un appareil monophasé se branche entre une phase et le neutre.
- Le 3 × 230 V est encore très répandu, notamment à Bruxelles. Avant de commander un appareil triphasé, vérifiez toujours le réseau disponible.
- En 3 × 230 V, les deux conducteurs d'un circuit monophasé sont des phases : les deux sont sous tension. En règle générale, le RGIE impose une détection de surintensité sur chaque phase, et le sectionnement doit couper les deux conducteurs.
Comprendre
Tension simple et tension composée
- La tension simple (V) est mesurée entre une phase et le neutre.
- La tension composée (U) est mesurée entre deux phases.
- En triphasé équilibré : U = √3 × V. En 3N 400 V : 230 × 1,732 ≈ 400 V.
En 3 × 230 V, il n'y a pas de neutre distribué : on ne travaille qu'avec la tension composée, 230 V.
Ce que vous mesurez
| Mesure | 3 × 230 V | 3N 400 V |
|---|---|---|
| Entre deux phases | 230 V | 400 V |
| Entre une phase et le neutre | (pas de neutre) | 230 V |
Si vous mesurez 400 V entre deux conducteurs dans un bâtiment que vous pensiez en 3 × 230 V, arrêtez-vous : le réseau n'est pas celui que vous croyez.
Conséquences pratiques
- Protections : en 3 × 230 V, un circuit monophasé utilise deux phases. Les disjoncteurs doivent protéger les deux pôles, car le RGIE exige une détection de surintensité sur chaque conducteur de phase. En 3N 400 V, on utilise couramment des disjoncteurs phase + neutre.
- Appareils triphasés : beaucoup d'appareils triphasés récents (pompes à chaleur, bornes de recharge, fours professionnels) sont prévus pour 3N 400 V. Sur un réseau 3 × 230 V, il faut une version adaptée ou un transformateur.
- Moteurs : un moteur 230/400 V se couple en triangle sur 3 × 230 V et en étoile sur 3N 400 V. Voir le moteur asynchrone.
Sur le terrain
Un restaurant à Saint-Gilles commande un four mixte triphasé « 400 V 3N ». Le bâtiment est raccordé en 3 × 230 V. Le four ne peut pas être raccordé tel quel : sans neutre, sa partie commande en 230 V (prévue entre phase et neutre) n'a pas d'alimentation correcte, et ses résistances, selon leur couplage, ne recevraient pas la tension prévue. Il faut soit commander la version 3 × 230 V du four, soit installer un transformateur, soit demander au gestionnaire de réseau un raccordement 3N 400 V. La vérification aurait dû être faite avant la commande.
Erreurs fréquentes
- Mesurer « 230 V » entre deux conducteurs et en conclure qu'il y a un neutre.
- Utiliser un disjoncteur qui ne protège qu'un pôle sur un circuit monophasé en 3 × 230 V : la seconde phase n'est pas protégée.
- Commander un appareil 3N 400 V pour un bâtiment en 3 × 230 V.
- Coupler un moteur en étoile sur 3 × 230 V : il ne reçoit qu'environ 58 % de sa tension par enroulement et ne développe pas son couple.
Niveau supérieur
L'essentiel
- U = √3 × V. Puissance triphasée équilibrée : P = √3 × U × I × cos φ, avec U la tension composée (230 V ou 400 V).
- À puissance égale, le courant de ligne en 3 × 230 V est √3 fois plus élevé qu'en 3N 400 V : 400 / 230 ≈ 1,74.
- En 3 × 230 V, une charge monophasée est raccordée entre deux phases ; trois charges identiques réparties sur les trois paires donnent un courant de ligne égal à √3 fois le courant de chaque charge.
- En 3N 400 V, le neutre transporte la somme vectorielle des courants des phases : nul en équilibre parfait, élevé en déséquilibre ou en présence d'harmoniques de rang 3.
- Le réseau disponible influence le schéma de liaison à la terre, le choix des protections (nombre de pôles protégés et coupés) et la compatibilité des équipements.
Approfondir
Courant pour une même puissance
I = P / (√3 × U × cos φ). Le rapport des courants entre les deux réseaux vaut 400 / 230 ≈ 1,74. Conséquences en 3 × 230 V : sections plus grandes, chutes de tension relatives plus fortes pour un même câble, calibres de protection plus élevés.
Charges monophasées en 3 × 230 V
Une charge monophasée en 3 × 230 V est montée entre deux phases : la charge est « en triangle ». Si trois charges identiques sont réparties sur L1-L2, L2-L3 et L3-L1, le courant dans chaque ligne est la différence vectorielle de deux courants de branche déphasés de 120°, soit I_ligne = √3 × I_branche. Si une seule charge est présente (entre L1 et L2), elle est parcourue par I et les lignes L1 et L2 portent chacune I, L3 rien.
Charges monophasées en 3N 400 V
Chaque charge est entre une phase et le neutre : la charge est « en étoile ». Avec trois charges identiques et résistives, les courants de phase sont égaux et déphasés de 120° : le courant de neutre est nul. Avec des charges déséquilibrées, le neutre porte un courant. Avec beaucoup de charges électroniques (alimentations d'ordinateurs, drivers LED), les harmoniques de rang 3 des trois phases s'additionnent dans le neutre, qui peut alors être plus chargé que les phases : c'est un point de dimensionnement en tertiaire.
Protection et coupure
Le RGIE impose une détection de surintensité sur tous les conducteurs de ligne, c'est-à-dire sur toutes les phases (RGIE, Livre 1, 4.4.4.1). En 3 × 230 V, un circuit monophasé est donc protégé sur ses deux pôles ; la dispense prévue en 4.4.4.3 (circuits triphasés à neutre non distribué) reste une exception étroite : elle exige au même niveau un différentiel qui coupe tous les conducteurs de ligne, et elle ne permet d'omettre la détection que sur un seul conducteur de ligne. La dispense comparable de 4.4.4.2 ne vaut que pour les installations domestiques. Le dispositif de sectionnement coupe tous les conducteurs actifs (RGIE, Livre 1, 5.3.3.1, a.1). En 3N 400 V, la protection du neutre dépend du schéma de liaison à la terre et de sa section (4.4.4.4) ; si les harmoniques font dépasser sa température admissible, une détection de surintensité est exigée sur le neutre (4.4.4.8). Voir choisir un schéma de liaison à la terre.
Compatibilité des équipements
| Équipement | Point de vigilance en 3 × 230 V |
|---|---|
| Moteur 230/400 V | Couplage triangle |
| Moteur 400/690 V | Ne convient pas (triangle prévu en 400 V) |
| Borne de recharge triphasée | Beaucoup de modèles exigent un neutre ; vérifier la fiche technique |
| Onduleur photovoltaïque triphasé | Exiger une version compatible 3 × 230 V |
| Pompe à chaleur triphasée | Souvent prévue pour 3N 400 V |
Exemple chiffré
Cas 1 — Courant d'une charge de 20 kW, cos φ = 0,95 (calculateur)
- 3 × 230 V : I = 20 000 / (1,732 × 230 × 0,95) = 20 000 / 378,4 ≈ 52,8 A.
- 3N 400 V : I = 20 000 / (1,732 × 400 × 0,95) = 20 000 / 658,2 ≈ 30,4 A.
- Rapport : 52,8 / 30,4 ≈ 1,74.
Cas 2 — Trois radiateurs de 2,3 kW (résistifs)
- En 3 × 230 V, un radiateur par paire de phases. Courant dans chaque radiateur : I = 2300 / 230 = 10 A. Courant de ligne : √3 × 10 ≈ 17,3 A. Contrôle par la puissance totale : 6900 / (1,732 × 230) ≈ 17,3 A.
- En 3N 400 V, un radiateur entre chaque phase et le neutre. Courant de ligne : 2300 / 230 = 10 A. Courant de neutre : 0 A (charges identiques). Contrôle : 6900 / (1,732 × 400) ≈ 10,0 A.
Cas 3 — Un seul radiateur de 2,3 kW
- En 3 × 230 V, entre L1 et L2 : 10 A dans L1 et L2, 0 A dans L3.
- En 3N 400 V, entre L1 et N : 10 A dans L1 et dans N.
Conclusion : la même puissance n'a pas la même empreinte en courant selon le réseau. Le bilan de puissance doit toujours être converti en courant avec la bonne tension (voir ce sujet).
Erreurs fréquentes
- Utiliser la tension simple (230 V) au lieu de la tension composée (400 V) dans P = √3 × U × I × cos φ en 3N 400 V : on surestime le courant d'un facteur 1,74.
- Calculer le courant de ligne de trois charges en triangle en 3 × 230 V comme s'il s'agissait du courant de branche.
- Réduire la section du neutre dans un tableau de bureaux très chargé en électronique, sans tenir compte des harmoniques de rang 3.
- Valider un équipement triphasé sur la seule mention « 230 V » de la plaque sans vérifier s'il exige un neutre.