Calculer et éviter les chutes de tension

À bord, ce n'est pas l'échauffement qui détermine la section, mais la chute de tension. À 12 volts, trois pour cent ne représentent que 0,36 volt — cette limite est presque toujours atteinte avant la limite thermique sur les longueurs de câbles habituelles.

La formule

FormuleChute de tension en volts = (2 × longueur du câble en mètres × courant en ampères × 0,0175) ÷ section en millimètres carrés

La valeur 0,0175 correspond à la résistivité du cuivre en ohms par millimètre carré par mètre. Le facteur 2 est le point où la plupart des calculs échouent : il s'agit de la distance simple jusqu'au consommateur, et comme le courant circule en aller-retour, elle est comptée double.

Résolue par rapport à la section, ce qui est la question la plus fréquente lors de la planification :

FormuleSection en millimètres carrés = (2 × longueur × courant × 0,0175) ÷ chute de tension admissible en volts

Les valeurs limites

Trois pour cent est la valeur retenue pour la planification. Dix pour cent est une limite supérieure pour les consommateurs peu sensibles à la tension — ce n'est pas une valeur cible.

Les câbles de charge doivent toujours figurer dans la première ligne. Ce qui est perdu entre la source de charge et la batterie manque à la tension de fin de charge, et le parc de batteries ne sera jamais plein — une erreur qui se manifeste au fil des années par une batterie prématurément vieillie.

Trois exemples de calcul

Compresseur de réfrigérateur, 12 volts, 7,5 ampères, 4 mètres de distance simple, cible 3 pour cent.
Section = (2 × 4 × 7,5 × 0,0175) ÷ 0,36 = 2,9 mm². On choisit 4 mm² comme taille normalisée supérieure.

Guindeau, 12 volts, 80 ampères, 12 mètres de distance simple, cible 3 pour cent.
Section = (2 × 12 × 80 × 0,0175) ÷ 0,36 = 93 mm². On choisit 95 mm² — un câble coûteux et difficile à poser.

Le même guindeau à 24 volts : 40 ampères, cible 0,72 volt.
Section = (2 × 12 × 40 × 0,0175) ÷ 0,72 = 23 mm². On choisit 25 mm². Un quart de la section, pour le même consommateur.

Le troisième exemple est également l'argument le plus fort dans le choix du système : ce ne sont pas les ampères qui déterminent les coûts, mais le produit du courant par la longueur.

Quatre moyens de réduire la section

1. Raccourcir le trajet. Le levier le plus efficace, car la longueur intervient linéairement. Les gros consommateurs doivent être proches de la batterie — ou la batterie proche du consommateur.
2. Augmenter la tension. Un courant divisé par deux avec une chute admissible doublée permet de diviser la section par quatre.
3. Déplacer la distribution. Un sous-répartiteur près d'un groupe de consommateurs remplace de nombreux câbles individuels longs par un gros câble court et plusieurs courts et fins.
4. Réduire le courant. Un consommateur plus économe a un double effet — sur le bilan énergétique et sur la section.

RemarqueLe sous-répartiteur est le levier le plus souvent négligé. Au lieu de tirer six câbles sur douze mètres, on tire un gros câble jusqu'à un point intermédiaire, d'où partent six câbles courts — avec une protection adaptée aux deux extrémités.

La deuxième condition : capacité de charge

La section calculée est une limite inférieure basée sur la chute de tension. Elle doit en outre pouvoir supporter thermiquement le courant — et cette capacité dépend du mode de pose. Un faisceau de câbles dans une goulotte fermée peut transporter moins de courant qu'un fil exposé à l'air libre.

En pratique, la limite de chute de tension pour les longueurs usuelles à bord est souvent supérieure à la limite thermique. Pour les trajets très courts avec un courant élevé — batterie vers coupe-circuit, coupe-circuit vers démarreur — la situation s'inverse : c'est alors la capacité de charge qui décide, pas le calcul.

Et indépendamment de ces deux points : le fusible protège le câble, pas l'appareil. Il est choisi en fonction de la section, pas du consommateur.

Ce que le calcul ne contient pas

La formule décrit le conducteur. Elle n'inclut pas les résistances de contact au niveau des cosses, des borniers, des coupe-circuits et des porte-fusibles. Une connexion propre n'a pratiquement aucun impact ; une mauvaise peut doubler la valeur totale calculée.

C'est pourquoi chaque dimensionnement doit être accompagné d'une mesure de contrôle sous charge. Si la valeur mesurée diffère nettement de la valeur calculée, ce n'est pas à cause de la formule, mais d'un point de connexion.

Ne pas oublier le conducteur de retour

Le facteur 2 dans la formule suppose que le conducteur négatif a la même section que le conducteur positif. S'il est réalisé avec une section plus fine — ou supprimé au profit d'une masse sur la coque ou le châssis —, le calcul n'est plus correct.

Une masse via les structures métalliques est de toute façon problématique à bord : la résistance est indéfinie, varie avec la corrosion, et les courants empruntent des chemins non prévus. Les deux conducteurs doivent être installés, avec la même section.

Erreurs typiques

• Oubli du facteur 2. Divise le résultat par deux et conduit à une section trop petite.
• Planification à 10 pour cent. C'est une limite supérieure pour les consommateurs non critiques, pas une valeur cible.
• Traiter les câbles de charge comme des consommateurs. Ce qui est perdu ici manque à la tension de fin de charge.
• Conducteur négatif trop fin. Il supporte le même courant.
• Ignorer le mode de pose. Dans un faisceau, le même câble peut transporter moins de courant.
• Calculer sans jamais mesurer. Les résistances de contact n'apparaissent dans aucune formule.