Connexions électriques : choisir, monter et contrôler
Une connexion électrique semble être un petit élément de l’installation, mais elle contribue à déterminer la facilité avec laquelle l’électricien travaille et la fiabilité du circuit par la suite. Quelle solution convient à quel conducteur, à quelle charge et à quel environnement ?
Quelle connexion, et où ?
Différence entre fiches, connecteurs et connexions
Ces termes sont souvent employés indifféremment, mais ils ne désignent pas la même chose.
Conducteur : un matériau ou une structure qui permet le déplacement de courants ou de signaux. Un conducteur électrique, comme le cuivre, conduit le courant électrique. Un conducteur optique, comme la fibre de verre, transmet les signaux lumineux.
Câble : un ensemble constitué d’un ou de plusieurs conducteurs isolés et d’une gaine extérieure protectrice. Un câble à fibres optiques contient des fibres optiques qui transmettent des signaux lumineux.
Connecteur : un composant de raccordement qui permet de relier des câbles, des appareils ou des circuits imprimés afin de transmettre du courant ou des signaux. C’est un terme générique qui désigne différentes solutions de raccordement, notamment les fiches, les prises et les bornes de connexion.
Fiche : un type de connecteur que l’on insère dans une prise compatible. Il permet de réaliser une connexion que l’on peut facilement débrancher. En Belgique, les fiches de type C constituent la norme officielle.
Prise : un type de connecteur dans lequel on insère une fiche compatible. Une prise de courant en est un exemple courant. En Belgique, les prises de type E constituent la norme officielle.
Borne de connexion : un composant de raccordement qui maintient en place deux conducteurs électriques ou plus et les relie électriquement, par exemple à l’aide d’un mécanisme à vis ou à ressort.
Connexion électrique : le contact conducteur qui permet au courant électrique de passer d’un conducteur à un autre. Cette connexion peut être réalisée, par exemple, à l’aide d’une fiche ou d’une borne de connexion.
Étape 1 : Quelle est la fonction de la connexion ?
Étape 1 consiste à déterminer la fonction de la connexion et le type de signal à transmettre.
– S’agit-il de courant ou d’électricité pour, par exemple, une installation d’éclairage, des moteurs… ?
Il faut alors déterminer les paramètres de tension et d’intensité.
– S’agit-il de données à transmettre par un réseau ?
Il faut alors savoir si la transmission se fait, par exemple, au moyen d’un câble UTP avec une fiche RJ45, ou d’un autre type de câble.
– S’agit-il de signaux audio/vidéo à transmettre ?
Il faut alors vérifier s’il s’agit d’une transmission de signal analogique ou numérique, et déterminer combien de broches de données sont généralement nécessaires.
Étape 2 : Vérifier les spécifications techniques
Étape 2 consiste à vérifier les spécifications électriques et techniques.
– Quelle tension (V) et quelle intensité (A) sont nécessaires ?
– Quelle configuration et quel genre de broches faut-il : mâle ou femelle, et combien de pôles/fils ?
– Quel blindage est nécessaire en cas de fortes interférences électromagnétiques ?
Il faut d’abord vérifier la capacité électrique, car elle est liée à la sécurité. Le courant nominal (A) est le facteur le plus déterminant pour éviter la surchauffe et les incendies. La tension nominale (V) indique si le connecteur peut isoler la tension électrique en toute sécurité.
La compatibilité mécanique est également importante, car elle est essentielle à un montage correct. Vérifiez le nombre de pôles du connecteur, car il détermine sa fonctionnalité. La section des conducteurs (en mm²) des fils (par ex. 1,5 mm² ou 2,5 mm²) doit être comprise dans la plage de serrage des contacts internes. Un blindage de câble peut parfois être nécessaire, par exemple pour éviter les interférences électromagnétiques lors de la transmission de données.
Le diamètre extérieur du câble (en mm) est déterminant pour le passe-câble ou le serre-câble de la fiche. Si le câble est trop fin, il ne sera pas étanche ou risque de se détacher facilement. S’il est trop épais, la fiche ne pourra pas se fermer.
Étape 3 : Examiner les conditions
À l’étape 3, nous examinons les conditions physiques. L’installation sera-t-elle à l’intérieur, à l’extérieur, dans un environnement industriel ou tertiaire, ou dans un bâtiment résidentiel… ? Il faut tenir compte de paramètres tels que l’humidité, les vibrations et la température.
L’humidité, l’eau et les liquides peuvent nécessiter un boîtier spécifique IP65, IP67, IP68 ou IP69K afin d’empêcher la pénétration de poussière et d’eau.
Une installation extérieure peut nécessiter des polymères ou métaux spéciaux résistants aux UV, un indice de protection IP élevé et des contacts résistants à la corrosion (en acier inoxydable ou nickelés).
Les environnements soumis aux vibrations et aux chocs nécessitent des connecteurs à fermeture à baïonnette, à verrouillage par vis ou à système push-pull, afin d’éviter la formation de micro-arcs.
Les températures extrêmes (fours, fonderies) nécessitent des boîtiers en aluminium ou en acier inoxydable, ou des presse-étoupes résistants à la chaleur, en PVC ou en laiton. Les basses températures (chambres froides) nécessitent des polymères résistants au froid.
Enfin, les contraintes mécaniques peuvent nécessiter un serre-câble, avec un boîtier résistant à l’usure et des mécanismes de verrouillage robustes, afin d’éviter que les fils ne soient arrachés des bornes.
Étape 4 : Quelle méthode de montage ?
À l’étape 4, nous déterminons la méthode de montage appropriée, qui dépend du type de câble requis pour l’application.
– Faut-il sertir, visser ou souder la connexion ?
– Ou utiliser des bornes sans outil ? Pour les fils rigides, on peut utiliser des bornes à insertion directe ou à levier ; pour les fils souples, on utilise des bornes à levier.
Méthodes de raccordement courantes pour les connexions électriques
Bornes
Bornes à vis : le conducteur dénudé est inséré dans une ouverture de raccordement et fixé en serrant une vis. La vis exerce une pression directement sur le conducteur ou par l’intermédiaire d’une plaque de serrage. Cela permet d’obtenir une fixation mécanique et un contact électrique.
Bornes à insertion directe : le conducteur dénudé est inséré dans une ouverture de raccordement, où un mécanisme à ressort s’écarte avant de le maintenir en place. Le ressort maintient le conducteur et assure la pression de contact.
Bornes à levier : un levier ouvre le mécanisme à ressort, ce qui permet d’insérer le conducteur dénudé dans l’ouverture de raccordement. Lorsqu’on referme le levier, le ressort serre le conducteur et établit le contact électrique.
Connexions
Connexions serties : un manchon de raccordement métallique ou un contact à sertir est comprimé autour du conducteur dénudé. Cette déformation permanente crée une connexion mécanique et électrique solide entre le métal et le conducteur.
Connexions soudées : le conducteur et le point de raccordement sont chauffés, puis la soudure fondue mouille les deux surfaces. En refroidissant, la soudure se solidifie et crée une connexion conductrice entre les éléments.
Comment procéder au montage ?
La fiabilité d’une connexion électrique dépend d’un montage minutieux et d’un contrôle rigoureux. Les connexions sont souvent à l’origine de pannes, de courts-circuits et de risques d’incendie. Suivez ces deux étapes pour adopter une méthode systématique.
1. Montage
Dénudez la gaine du câble et les fils à la longueur exacte indiquée par le fabricant, en veillant à ne pas entailler ni endommager l’âme en cuivre.
Utilisez toujours des embouts pour les fils souples (composés de fins brins de cuivre).
Pour les connexions à vis, serrez toujours fermement, sans abîmer le filetage.
Pour les connexions serties, utilisez une pince à sertir adaptée au connecteur.
Pour les connexions soudées, veillez à ce que l’étain fondu s’étale uniformément.
Pour le serre-câble, fixez fermement la gaine du câble dans le dispositif de retenue.
2. Contrôle et inspection
Lors du contrôle visuel, vérifiez que tous les fils sont entièrement insérés et bien maintenus dans la borne ou le connecteur, et qu’aucun cuivre nu n’est visible en dehors de la zone de serrage.
La gaine extérieure du câble doit se trouver sous le serre-câble, et les broches de contact doivent être propres, brillantes et exemptes d’oxydation.
Pour le contrôle mécanique, tirez manuellement sur le câble afin de vérifier le bon fonctionnement du serre-câble. Le connecteur doit s’emboîter sans jeu et les dispositifs de verrouillage doivent s’enclencher avec un clic audible.
Lors du contrôle électrique, utilisez un multimètre pour vérifier la continuité de la connexion (faible résistance) et détecter tout court-circuit entre les pôles.
Conseils pour travailler plus vite
Pour gagner du temps, vous pouvez utiliser les technologies push-in et snap-in : les fils s’insèrent directement dans la borne, sans outil. Cela permet de gagner jusqu’à 60 % de temps lors de l’assemblage. Il existe également des câbles préassemblés (pré-câblés, plug-and-play) qui éliminent les erreurs de câblage.
Enfin, le codage mécanique permet d’éviter les pertes de temps et les recherches de panne : les connecteurs ne s’assemblent que dans un seul sens. Les connecteurs de câble et boîtes de jonction IP68 peuvent être utilisés sans remplissage de résine, pour une intervention rapide et simple, sans se salir les mains.
Comment prolonger la durée de vie ?
Vous pouvez prolonger la durée de vie grâce à la résistance aux vibrations : les bornes à ressort (comme celles utilisant la technologie WAGO) conservent leur force de serrage.
Une durée de vie plus longue s’obtient également grâce à un serre-câble intégré : il évite les contraintes sur les points de contact et prévient ainsi la rupture des câbles.
Des contacts de haute qualité, plaqués or ou nickelés, prolongent également la durée de vie, car ils minimisent la résistance de contact et préviennent l’oxydation (la corrosion).
Quelles prescriptions belges et conditions des fabricants s’appliquent ?
En Belgique, le Règlement général sur les installations électriques (RGIE, livres 1 et 3) s’applique. Pour les influences externes, le « document relatif aux influences externes de l’installation » est obligatoire. Ces exigences sont complétées par les directives européennes sur les produits (notamment le marquage CE et les normes EN/IEC) et par les conditions d’installation spécifiques des fabricants.
Avec nos remerciements à : AC Solutions, Phoenix Contact, Wago et Weidmüller