MémentoAuteur : D. Dambreville · didierdambreville.github.io · licence CC BY 4.0

Électricité

Grandeurs et lois · circuits · mesure et composants · courant alternatif et triphasé · magnétisme et machines · réseau et installation du logement · sécurité · énergie et production
Gras : terme défini · italique : grandeur d’une formule
~ alternatif · ⎓ continu · ≈ environ · ⇒ entraîne · p. 3 : voir page 3
Ex.exemple chiffré, calcul vérifié (fictif sauf mention)
NF C 15-100norme d’installation du logement · !danger, piège
(INRS), (RTE)… : organisme dont vient l’information

Qu’est-ce que l’électricité ?

  • La matière contient des charges électriques : électrons (négatifs) autour des noyaux, protons (positifs) dans les noyaux. Deux charges de même signe se repoussent ; de signes contraires, elles s’attirent.
  • Charge élémentaire : e = 1,602 176 634 × 10−19 C, valeur exacte depuis la révision du SI entrée en vigueur le 20 mai 2019 ; l’ampère est défini à partir d’elle (BIPM).
  • Courant électrique : déplacement d’ensemble de charges. Dans un métal, des électrons libres ; dans une pile, l’eau salée ou le corps humain, des ions.
  • Conducteur : laisse circuler les charges (cuivre, aluminium, eau non pure, corps humain). Isolant : s’y oppose (plastiques, verre, céramique, air sec).
  • Électricité statique : charges accumulées, immobiles (frottement) ; dynamique : charges en mouvement.
+−pilelampeUcourant I (sens conventionnel)électrons (mouvement réel)

Le courant ne circule que dans une boucle fermée. Par convention, il va du + vers le − à l’extérieur du générateur ; les électrons, négatifs, vont en sens inverse. Ils avancent lentement (≈ 0,8 mm/s pour 16 A dans un fil de cuivre de 1,5 mm²), mais le courant s’établit presque instantanément dans tout le circuit.

Grandeurs et unités

Q chargecoulomb Cquantité d’électricité ; 1 C = 1 A pendant 1 s
I intensitéampère Adébit de charges ; se mesure en série
U tensionvolt Vdifférence de potentiel entre deux points ; se mesure en parallèle
R résistanceohm Ωopposition au passage du courant
P puissancewatt Wénergie par seconde : 1 W = 1 J/s
E énergiejoule J1 kWh = 3,6 MJ
C capacitéfarad Fcharge stockée par volt (condensateur)
L inductancehenry Hinertie d’une bobine aux variations du courant
f fréquencehertz Hzpériodes par seconde
B inductiontesla Tintensité du champ magnétique

Quatre formules à connaître

Loi d’OhmU = R × I · I = U / R · R = U / I
PuissanceP = U × I (en continu ; en alternatif, p. 4)
Effet JouleP = R I² = U² / R
ÉnergieE = P × t : W × h = Wh ; kW × h = kWh
Ex. Bouilloire de 2 000 W sous 230 V : I = 2 000 / 230 ≈ 8,7 A ; R = 230² / 2 000 ≈ 26 Ω ; 3 minutes d’usage : 2 kW × 0,05 h = 0,1 kWh.

! Le kW est une puissance (un débit d’énergie), le kWh une énergie (une quantité). « kW/h » n’a pas de sens ici.

L’image hydraulique

Générateurpompe
Tensiondifférence de pression entre deux points
Intensitédébit d’eau dans le tuyau
Résistanceétranglement du tuyau
Interrupteurvanne

Limites : un fil coupé ne « fuit » pas ; le courant n’est pas consommé (il est le même à l’entrée et à la sortie d’une lampe) : c’est l’énergie qui est transformée en lumière, en chaleur, en mouvement.

Vocabulaire

Circuit ouvert, ferméboucle interrompue (aucun courant) ; boucle complète
Court-circuitliaison presque sans résistance entre deux points de potentiels différents : courant énorme
Surchargecourant durablement trop fort pour le câble : échauffement
Phase, neutreconducteurs actifs d’une prise ; la phase est portée à 230 V par rapport à la terre
Terre, masseprise de terre : liaison au sol ; masse : partie métallique accessible d’un appareil
Électrisationpassage du courant dans le corps ; électrocution : électrisation mortelle (INRS)

Lire une plaque signalétique

230 V~ 50 Hztension et fréquence d’alimentation
2 000 Wpuissance absorbée, à ne pas dépasser sur une multiprise
Double carréclasse II : double isolation, pas de fil de terre (p. 7)
IPX4protégé contre les projections d’eau (code IP, p. 7)
CEconformité aux règles européennes, déclarée par le fabricant
Poubelle barréeà déposer en collecte séparée, pas dans les ordures ménagères

Préfixes et ordres de grandeur

G giga109m milli10−3
M méga106µ micro10−6
k kilo103n nano10−9
0,5 mAseuil de perception d’un courant alternatif (INRS)
0,4 Alampe à incandescence de 100 W sous 230 V (INRS)
16, 20, 32 Acalibres usuels des disjoncteurs d’un logement
1,5 · 5 · 12 Vpile AA · prise USB · batterie de voiture
230 · 400 Vtension simple · tension entre phases du réseau
20 · 400 kVréseau de distribution · lignes à très haute tension
0,9 à 1,6 GWpuissance d’un réacteur nucléaire français
88 GWpointe de consommation de la France en 2025 (RTE)

Dix réflexes

  • 1 Avant d’intervenir : couper au tableau, empêcher la remise sous tension, vérifier l’absence de tension (p. 7).
  • 2 Aucun appareil branché à portée d’eau ; jamais les mains mouillées.
  • 3 Débrancher par la fiche, jamais en tirant sur le câble (INRS).
  • 4 Câble, fiche ou prise abîmés : ne plus s’en servir.
  • 5 Pas de multiprises branchées les unes sur les autres ; respecter la puissance indiquée.
  • 6 Dérouler entièrement un enrouleur qui alimente un appareil puissant.
  • 7 Ne jamais remplacer un fusible ou un disjoncteur par un calibre supérieur.
  • 8 Essayer le bouton « test » des interrupteurs différentiels (Legrand conseille une fois par mois).
  • 9 Odeur de chaud, grésillement, prise tiède : signes d’un défaut (INRS).
  • 10 Personne électrisée : couper le courant avant de la toucher, alerter (15, 18 ou 112).

Testez-vous

  • 1 Intensité dans une lampe de 60 W sous 230 V ?
  • 2 Résistance d’un grille-pain de 1 150 W sous 230 V ?
  • 3 100 W pendant 10 h : énergie ?
  • 4 Comment branche-t-on un voltmètre ?

Réponses. 1 60 / 230 ≈ 0,26 A. 2 230² / 1 150 = 46 Ω. 3 1 kWh. 4 En parallèle, aux bornes du dipôle.

2 · Circuits en courant continu

Mémento — Électricité

Résistance d’un conducteur

R = ρ LS

ρ : résistivité du matériau (Ω·m) ; L : longueur (m) ; S : section (m²). Plus long ⇒ plus résistant ; plus gros ⇒ moins résistant.

Métalρ (Ω·m)Autreρ (Ω·m)
Argent1,59 × 10−8Fer9,7 × 10−8
Cuivre1,7 × 10−8Nichrome1,1 × 10−6
Or2,4 × 10−8Eau de mer≈ 0,2
Alumi­nium2,8 × 10−8Verre1011 à 1015

Résistivités à 20 °C. Le nichrome sert aux fils chauffants.

Ex. Câble de cuivre de 16 mm², 50 m : R = 17 × 10−9 × 50 / (16 × 10−6) ≈ 0,053 Ω (exemple de l’INRS).

La résistance d’un métal croît avec la température : R = R0 (1 + α Δθ), α ≈ 3,9 × 10−3 par degré pour le cuivre : +50 °C ⇒ +20 %.

Chute de tension dans un câble

Le courant parcourt l’aller et le retour : longueur de fil = 2 × longueur du câble.

Ex. Rallonge de 25 m en 1,5 mm², 10 A : R = 1,7 × 10−8 × 50 / (1,5 × 10−6) ≈ 0,57 Ω ; ΔU = R I ≈ 5,7 V, soit 2,5 % de 230 V ; environ 57 W perdus en chaleur dans le câble.

! Un enrouleur laissé enroulé évacue mal cette chaleur : il peut fondre.

Exemple résolu : circuit mixte

+12 VR1 = 10 ΩR230 ΩR360 ΩII2I3
  • 1 R2 ∥ R3 = 30 × 60 / (30 + 60) = 20 Ω ; en série avec R1 : Réq = 30 Ω.
  • 2 I = 12 / 30 = 0,4 A, qui traverse R1 : U1 = 10 × 0,4 = 4 V.
  • 3 Maille : les branches en parallèle reçoivent 12 − 4 = 8 V.
  • 4 I2 = 8 / 30 ≈ 0,27 A ; I3 = 8 / 60 ≈ 0,13 A. Contrôle (nœud) : 0,27 + 0,13 = 0,4 A.
  • 5 Puissance fournie : 12 × 0,4 = 4,8 W = 1,6 + 2,13 + 1,07 W dissipés dans les trois résistances.

Méthode pour un exercice

  • 1 Faire le schéma, nommer chaque grandeur, placer les flèches.
  • 2 Tout convertir en unités SI : mA → A, kΩ → Ω, min → s ou h.
  • 3 Repérer ce qui est en série (même courant) et en parallèle (même tension).
  • 4 Réduire pas à pas (résistances équivalentes), puis remonter : Ohm, nœuds, mailles.
  • 5 Calculer d’abord en lettres, puis en nombres.
  • 6 Contrôler : unité, ordre de grandeur, bilan des courants et des puissances.

Série et parallèle

ABR1R2Ien sérieABR1R2I1I2en parallèle
SérieParallèle
Intensitéla même partoutI = I1 + I2
TensionU = U1 + U2la même pour chaque branche
Résistance équivalenteR = R1 + R21/R = 1/R1 + 1/R2
Deux résistances100 + 220 = 320 ΩR1R2 / (R1 + R2) : 100 ∥ 220 ≈ 68,8 Ω
À retenirplus grande que la plus grandeplus petite que la plus petite

Prises et lampes d’un logement sont en parallèle : chacune reçoit 230 V et fonctionne seule. Une guirlande montée en série s’éteint tout entière si une ampoule grille.

Lois de Kirchhoff

  • Loi des nœuds : ce qui arrive à un nœud en repart (la charge ne s’accumule pas). 2 A arrivent, 0,5 A partent dans une branche ⇒ 1,5 A dans l’autre.
  • Loi des mailles : le long d’une boucle fermée, la somme algébrique des tensions est nulle. Pile de 9 V et deux résistances en série : U1 + U2 = 9 V.

Diviseurs

Us = Ue × R2R1 + R2
Ex. 12 V, R1 = 10 kΩ, R2 = 5 kΩ : Us = 4 V, à vide ; ce que l’on branche en sortie modifie le résultat.

Diviseur de courant : deux branches en parallèle se partagent le courant en raison inverse de leur résistance : I1 = I × R2 / (R1 + R2).

Générateur équivalent (Thévenin)

Vu de deux bornes, un circuit linéaire (résistances, générateurs) se comporte comme un générateur Eth en série avec Rth :

  • Eth : tension mesurée entre les bornes, à vide ;
  • Rth : résistance vue des bornes, générateurs éteints (une source de tension devient un simple fil).
Ex. Le diviseur ci-dessus (12 V, 10 kΩ, 5 kΩ) : Eth = 4 V, Rth = 10 ∥ 5 ≈ 3,33 kΩ. Chargé par 10 kΩ, il ne donne plus que 4 × 10 / 13,33 = 3 V.

Associer condensateurs et bobines

En parallèleEn série
Conden­sateursC = C1 + C21/C = 1/C1 + 1/C2
Bobines (sans couplage)L = L1 + L21/L = 1/L1 + 1/L2

Les condensateurs s’associent à l’inverse des résistances : en parallèle, les capacités s’ajoutent.

Le générateur réel

I (A)U (V)980,54,5Icc = E/rU = E − rIrésistance de 16 Ω : U = RIpoint de fonctionnement
U = E − r I

E : force électromotrice (tension à vide) ; r : résistance interne. En court-circuit, Icc = E / r.

Ex. Pile de 9 V, r = 2 Ω, sur 16 Ω : I = 9 / (16 + 2) = 0,5 A ; U = 8 V ; Icc = 4,5 A (valeurs fictives).

La puissance fournie à la charge est maximale quand R = r ; le rendement n’est alors que de 50 %.

L’effet Joule

  • Tout conducteur parcouru par un courant chauffe : P = R I². Utile : radiateur, bouilloire, grille-pain, fusible (le fil fond). Nuisible : pertes en ligne, échauffement des câbles et des connexions mal serrées.
  • Courant doublé ⇒ échauffement multiplié par quatre.
Ex. Transporter 10 MW sur une ligne de 2 Ω : sous 20 kV, I = 500 A et pertes = 2 × 500² W = 0,5 MW (5 %) ; sous 400 kV, I = 25 A et pertes = 1,25 kW. D’où le transport en très haute tension (p. 6). Modèle simplifié, valeurs fictives.

Piles et accumulateurs

Capacitéen ampères-heures : 2 Ah = 2 A pendant 1 h ou 0,2 A pendant 10 h (en théorie)
ÉnergieWh = V × Ah : batterie de 12 V et 60 Ah ⇒ 720 Wh
En sérieles tensions s’additionnent ; la capacité reste celle d’un élément
En parallèlemême tension ; les capacités s’additionnent (éléments identiques)
Tensions nominalesalcaline 1,5 V · NiMH 1,2 V · lithium-ion 3,6 à 3,7 V · plomb 2 V par élément (12 V = 6 éléments)

! Batterie externe « 10 000 mAh » : capacité de ses éléments à 3,7 V, soit 37 Wh ; sous 5 V, elle ne peut rendre que 7 400 mAh au mieux, moins les pertes.

Testez-vous

  • 1 Trois résistances de 30 Ω en parallèle : résistance équivalente ?
  • 2 Radiateur de 1 000 W sous 230 V : intensité ?
  • 3 Câble de cuivre de 2,5 mm², 20 m : résistance aller et retour ?
  • 4 Même puissance transportée, tension doublée : pertes en ligne ?

Réponses. 1 10 Ω. 2 ≈ 4,3 A. 3 1,7 × 10−8 × 40 / 2,5 × 10−6 ≈ 0,27 Ω. 4 Divisées par 4 (courant divisé par 2).

Pièges fréquents

  • ! Oublier le fil de retour dans une longueur de câble.
  • ! Additionner des résistances en parallèle : le résultat doit être plus petit que chacune.
  • ! Ignorer la puissance admissible d’une résistance : 5 V sur 100 Ω dissipent 0,25 W.

3 · Mesurer, schématiser, composants

Mémento — Électricité

Symboles des schémas

+pile, accurésistancelampeinterrupteurfusiblediodeDELcondensateurbobineMmoteurterreVvoltmètre

Symboles de la CEI, en usage en Europe ; aux États-Unis, la résistance est dessinée en zigzag. Pour une DEL, les flèches figurent la lumière émise.

Lire et tracer un schéma

  • Les fils sont des traits droits ; leur longueur et leur tracé ne comptent pas, seules les liaisons comptent.
  • Croisement sans point : fils non reliés ; avec un point : reliés.
  • Tracer d’abord la boucle principale (générateur, récepteurs, retour), puis les dérivations.
  • Flèche de tension à côté du dipôle, flèche de courant sur le fil. Convention récepteur : flèches de U et de I opposées ; générateur : de même sens.

Composants

Résistancelimite le courant, fixe une tension ; dissipe R I² : vérifier sa puissance (¼ W, ½ W…)
Conden­sateurstocke des charges : Q = C U ; énergie ½ C U² ; bloque le continu une fois chargé, laisse passer l’alternatif
Bobines’oppose aux variations du courant ; énergie ½ L I² ; surtension (étincelle) quand on coupe
Diodene conduit que dans un sens, au-delà d’un seuil d’environ 0,6 à 0,7 V (silicium)
DEL (LED)diode qui émet de la lumière ; toujours avec une résistance en série
Transistorinterrupteur ou amplificateur commandé par un petit courant ou une tension
Fusiblefil calibré qui fond au-delà de son courant : à remplacer à l’identique

Code des couleurs des résistances

noir0vert5
marron1bleu6
rouge2violet7
orange3gris8
jaune4blanc9

Deux anneaux de chiffres, un multiplicateur (nombre de zéros), puis la tolérance (or ±5 %, argent ±10 %). Jaune-violet-rouge = 47 × 100 = 4,7 kΩ ; rouge-rouge-marron = 220 Ω ; marron-noir-orange = 10 kΩ.

Valeurs normalisées (série E12) : 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 et leurs multiples. Condensateur marqué 104 : 10 suivi de 4 zéros, en pF, soit 100 nF.

Le multimètre

A+VRampèremètre : en sérievoltmètre : en parallèlepile
V⎓ · V~tension continue · alternative : pointes en parallèle sur le dipôle
A · mAintensité : multimètre en série (ouvrir le circuit pour l’insérer) ; pointe rouge dans la borne A ou mA
Ωrésistance : composant hors tension, si possible sorti du circuit
Conti­nuitébip si la résistance est très faible : fil coupé, fusible grillé ?
Diodetension de seuil dans le sens passant ; OL dans l’autre sens

! Ampèremètre en parallèle = court-circuit : au mieux, son fusible interne saute. Remettre la pointe rouge sur V après une mesure de courant. « OL » : hors calibre ; sans calibre automatique, partir du plus élevé.

Ex. Précision ±(0,5 % + 2 digits) sur une lecture de 230,0 V : 0,5 % × 230 = 1,15 V, plus 2 × 0,1 V, soit ±1,35 V.

Autres instruments

Pince ampère­métriquemesure sans ouvrir le circuit : enserrer un seul conducteur ; phase et neutre ensemble donnent 0 A
VATvérificateur d’absence de tension, conçu pour cet usage (INRS) ; à contrôler avant et après sur une source connue
Oscilloscopetrace la tension en fonction du temps : forme, période, crête
Mégohm­mètremesure l’isolement sous une tension d’essai élevée : affaire de professionnel

Catégories de mesure (CEI 61010-1)

CAT IIprises de courant et appareils qui y sont branchés
CAT IIIinstallation fixe du bâtiment : tableau, disjoncteurs, câblage, éclairage fixe
CAT IVorigine de l’installation : branchement, compteur, réseau extérieur

Lire la catégorie avec la tension (ex. CAT III 600 V) : appareil et cordons doivent convenir au point de mesure. Un multimètre CAT II n’a rien à faire dans un tableau électrique.

Bien mesurer

  • TRMS (valeur efficace vraie) : seul un multimètre de ce type mesure juste une tension ou un courant non sinusoïdal (variateur, alimentation électronique).
  • Le voltmètre a une résistance interne très grande, l’ampèremètre très petite : ils perturbent peu le circuit, sauf sur des montages de très forte résistance.
  • Un fil débranché peut afficher une tension « fantôme » par couplage avec ses voisins : seul un VAT tranche.
  • Consommation d’un appareil : un wattmètre glissé entre prise et fiche donne W et kWh.

Charger un condensateur

tuCE63 %99 %τ5τ
τ = R C

À travers une résistance, la tension monte vite puis de plus en plus lentement : 63 % de E au bout de τ, 99 % au bout de 5τ. La décharge suit la courbe inverse.

Ex. R = 10 kΩ, C = 100 µF : τ = 104 × 10−4 = 1 s ; chargé à 99 % en 5 s. Énergie de 1 000 µF sous 16 V : ½ × 10−3 × 16² ≈ 0,13 J.

! Un gros condensateur peut rester chargé après la coupure (alimentations, onduleurs, fours à micro-ondes) : danger même débranché.

Unités dérivées (SI)

1 V= 1 W/A = 1 J/C
1 Ω= 1 V/A ; conductance : 1 siemens (S) = 1 A/V
1 F= 1 C/V
1 H= 1 Wb/A = 1 V·s/A
1 T= 1 Wb/m² ; le weber (Wb) = 1 V·s
1 eV= 1,602 176 634 × 10−19 J, exactement (BIPM)
1 varunité de puissance réactive, égale au V·A (BIPM)

Commander une charge

Relaisun petit courant dans une bobine ferme ou ouvre des contacts isolés du circuit de commande
Contacteurrelais de puissance : moteurs, chauffe-eau (heures creuses)
Télérupteurune impulsion allume, la suivante éteint : plusieurs boutons pour un éclairage
Minuterieéteint seule après un délai réglé
Variateurrègle la puissance d’une lampe ou la vitesse d’un moteur (électronique)

Contacts NO (ouverts au repos) ou NF (fermés au repos). Aux bornes d’une bobine commandée par un transistor, une diode évite la surtension à la coupure (p. 5).

Composants sensibles

CTN, CTPthermistances : résistance qui baisse (CTN) ou monte (CTP) avec la température
Photo­résistancerésistance qui baisse avec la lumière

Testez-vous

  • 1 Mesurer le courant d’une lampe : où placer le multimètre ?
  • 2 Fusible en mode Ω : l’écran affiche OL. Conclusion ?
  • 3 τ pour 1 kΩ et 1 000 µF ?
  • 4 Appareil pour vérifier une absence de tension ?

Réponses. 1 En série, dans la boucle, sur le calibre A. 2 Circuit ouvert : fusible fondu. 3 1 s. 4 Un VAT, contrôlé avant et après.

4 · Courant alternatif et triphasé

Mémento — Électricité

La tension sinusoïdale

tu (V)3252300−325valeur crête Ûvaleur efficace Upériode T = 20 ms
u(t) = Û sin (2π f t)
Fréquencef = 50 Hz en Europe, 60 Hz en Amérique du Nord (RTE)
PériodeT = 1 / f = 20 ms (16,7 ms à 60 Hz)
Valeur efficacecelle qui chauffe autant qu’un courant continu de même valeur : 230 V ; c’est elle qu’indiquent plaques et multimètres
Valeur crêteÛ = U √2 ≈ 325 V ; crête à crête ≈ 650 V
Valeur moyennenulle sur une période

La fréquence varie sans cesse autour de 50 Hz ; en situation normale, l’écart toléré est de ±0,05 Hz. Elle baisse quand la consommation dépasse la production, monte dans le cas inverse (RTE).

Pourquoi l’alternatif ?

  • Le transformateur élève ou abaisse une tension alternative avec un très bon rendement : on transporte en très haute tension (pertes réduites, p. 2) et l’on distribue en basse tension.
  • L’alternateur produit naturellement une tension alternative (p. 5).
  • Guerre des courants, fin des années 1880 et début des années 1890 : Edison défend le continu, Westinghouse et Tesla l’alternatif, qui s’impose pour les réseaux.
  • Le continu revient : panneaux solaires, batteries, électronique, liaisons à très haute tension continue sur de longues distances ou sous la mer.

Valeur efficace d’autres signaux

SinusoïdeÛ / √2 ≈ 0,707 Û
Carré symétriqueÛ
TriangleÛ / √3 ≈ 0,577 Û
Continula valeur elle-même

D’où l’intérêt d’un multimètre TRMS pour les signaux déformés (p. 3).

Vecteurs de Fresnel

φU (référence)Ien retard de φI sin φ : réactifI cos φ : actif

Une grandeur sinusoïdale se représente par un vecteur tournant : sa longueur donne la valeur efficace, son angle la phase. Les tensions s’additionnent alors comme des vecteurs, non comme des nombres. Ici, charge inductive (moteur) : le courant est en retard de φ sur la tension.

R, L, C en alternatif

DipôleImpédanceCourant
RésistanceZ = Ren phase
BobineZ = Lωcourant en retard de 90°
Conden­sateurZ = 1 / (Cω)courant en avance de 90°

ω = 2πf (pulsation, en rad/s). L’impédance Z se mesure en ohms : U = Z I en valeurs efficaces. La bobine freine davantage le courant quand la fréquence monte ; le condensateur, moins.

Ex. À 50 Hz : 10 µF ⇒ Z = 1 / (2π × 50 × 10−5) ≈ 318 Ω ; 0,1 H ⇒ Z = 2π × 50 × 0,1 ≈ 31,4 Ω.

Trois puissances

φP = 920 W (active)Q = 690 var(réactive)S = 1 150 VA(apparente)
Active Pwatts (W) : U I cos φ ; réellement convertie (chaleur, lumière, travail)
Réactive Qvar : U I sin φ ; échangée avec bobines et condensateurs, sans travail utile
Apparente Svoltampères (VA) : U I ; dimensionne câbles, transformateurs, abonnement (kVA)
Facteur de puissancecos φ = P / S : 1 pour un radiateur, moins pour un moteur
S² = P² + Q²

Figure : moteur sous 230 V, 5 A, cos φ = 0,8.

Résonance

f0 = 12π √(L C)

Dans un circuit RLC série, à cette fréquence les effets de la bobine et du condensateur s’annulent : l’impédance se réduit à R et le courant est maximal. C’est le principe de l’accord d’un poste de radio et des filtres.

Ex. L = 10 mH, C = 1 µF : f0 = 1 / (2π × 10−4) ≈ 1 592 Hz.

Relever le facteur de puissance

À puissance active égale, un mauvais cos φ impose un courant plus fort : câbles plus gros, pertes accrues. Des condensateurs en parallèle fournissent la puissance réactive que demandent les moteurs.

Ex. 920 W sous 230 V : 5 A avec cos φ = 0,8, 4 A avec cos φ = 1, soit 36 % de pertes Joule en moins. Pour fournir 690 var à 50 Hz : C = Q / (U²ω) ≈ 42 µF.

Équilibrer les phases

Si les trois phases portent la même charge, les courants s’annulent dans le neutre. En triphasé chez soi, répartir les appareils monophasés entre les trois phases ; un déséquilibre charge le neutre et peut faire déclencher une phase trop chargée.

Le triphasé

tL1L2L3120°
  • Trois tensions de même valeur, décalées d’un tiers de période (120°), sur trois phases L1, L2, L3, plus un neutre N.
  • Tension simple V (phase–neutre) : 230 V ; tension composée U (entre phases) : V √3 ≈ 400 V, d’où l’écriture 230/400 V.
  • Couplage étoile : chaque récepteur sous 230 V ; triangle : sous 400 V.
P = √3 U I cos φ
Ex. Moteur sous 400 V, 10 A par phase, cos φ = 0,85 : P = 1,732 × 400 × 10 × 0,85 ≈ 5,9 kW.

Atouts : puissance transmise constante, moteurs simples qui démarrent seuls, moins de cuivre pour une même puissance.

Convertir

Redresseuralternatif → continu : diodes (pont de quatre), puis condensateur de filtrage
Onduleurcontinu → alternatif : panneaux solaires, batteries, variateurs de vitesse
Alimentation à découpagechargeurs, blocs d’alimentation : légère, bon rendement
Transfor­mateuralternatif → alternatif de tension différente (p. 5)

Démarrer un moteur triphasé

  • Au démarrage, un moteur appelle plusieurs fois son courant nominal.
  • Démarrage étoile-triangle : démarrer en étoile divise par trois le courant appelé (et le couple), puis passer en triangle.
  • Aujourd’hui, souvent un variateur de fréquence : démarrage progressif et vitesse réglable.
  • Inverser le sens de rotation : permuter deux phases.

Filtre RC

fc = 12π R C

Résistance puis condensateur : les fréquences basses passent, les hautes sont affaiblies (passe-bas) ; en inversant les deux, passe-haut. fc : fréquence de coupure.

Ex. 1 kΩ et 100 nF : fc = 1 / (2π × 10−4) ≈ 1,6 kHz.

Testez-vous

  • 1 Valeur crête d’une tension efficace de 12 V ?
  • 2 Période d’une tension à 60 Hz ?
  • 3 Appareil de 2 300 VA, cos φ = 0,9 : puissance active ?
  • 4 Tension entre deux phases d’un réseau 230/400 V ?

Réponses. 1 12 √2 ≈ 17 V. 2 1/60 s ≈ 16,7 ms. 3 2 070 W. 4 400 V.

5 · Magnétisme, induction, machines

Mémento — Électricité

Aimants et champ magnétique

  • Un aimant a deux pôles, nord et sud ; deux pôles de même nom se repoussent. On ne peut isoler un pôle : cassé en deux, un aimant en donne deux.
  • Le champ magnétique B se mesure en teslas (T). À l’extérieur de l’aimant, ses lignes vont du pôle nord au pôle sud ; une boussole s’y aligne.
  • Ørsted, 1820 : un courant dévie une boussole. Tout courant crée un champ qui s’enroule autour du fil (main droite : pouce dans le sens du courant, les doigts repliés donnent le sens du champ).
  • Les matériaux ferromagnétiques (fer, nickel, cobalt) canalisent et renforcent le champ.
NS

Champ magnétique terrestre : environ 25 à 65 µT selon le lieu (BGS).

Bobine et électroaimant

B = µ0 N Iℓ

Champ au centre d’une longue bobine (solénoïde) de N spires sur une longueur ℓ ; µ0 ≈ 4π × 10−7 H/m. Un noyau de fer le multiplie fortement : c’est l’électroaimant des relais, contacteurs, gâches et disjoncteurs.

Ex. 1 000 spires sur 20 cm, 1 A : B = 4π × 10−7 × 1 000 × 1 / 0,2 ≈ 6,3 mT.

Force de Laplace

F = B I ℓ

Un conducteur parcouru par un courant, dans un champ magnétique, subit une force, maximale quand le fil est perpendiculaire au champ. C’est le principe du moteur et du haut-parleur.

Ex. B = 0,5 T, I = 10 A, ℓ = 10 cm : F = 0,5 × 10 × 0,1 = 0,5 N.

Auto-induction

e = − L ΔiΔt

Une bobine s’oppose à toute variation de son propre courant. Couper brusquement ce courant fait naître une forte surtension : étincelle à l’interrupteur, composants détruits.

Ex. 0,5 H, 2 A coupés en 1 ms : e ≈ 0,5 × 2 / 0,001 = 1 000 V.

Parade : une diode de roue libre, en inverse aux bornes d’un relais ou d’un moteur à courant continu.

L’induction (Faraday, 1831)

  • Un champ magnétique variable à travers un circuit y fait naître une tension, la force électromotrice induite : e = − dΦ / dt.
  • Flux Φ = B S cos θ, en webers (Wb) : le champ multiplié par la surface qu’il traverse.
  • Loi de Lenz (le signe −) : le courant induit s’oppose à la variation qui le produit.
  • Un aimant immobile devant une bobine ne produit rien : il faut un mouvement ou un courant variable.
Alternateur, dynamoun aimant tourne devant des bobines
Transfor­mateurcourant alternatif dans une bobine ⇒ tension dans l’autre
Plaque à inductioncourants induits (de Foucault) qui chauffent le fond, ferromagnétique, de la casserole
Recharge sans fildeux bobines face à face
Pince ampère­métriquecapte le champ du conducteur enserré

Le transformateur

U1U2N1primaireN2secondairenoyau de fer feuilleté
U2U1 = N2N1 = I1I2

Transformateur idéal ; les vrais ont un très bon rendement, sans atteindre 100 %. Il ne fonctionne qu’en alternatif : en continu, le flux ne varie pas.

Ex. 230 V → 12 V : N2 / N1 = 12 / 230 ≈ 0,052 ; 2 A au secondaire ⇒ ≈ 0,1 A au primaire. Poste HTA/BT : 20 kV → 400 V, rapport 50.

Transformateur de séparation : le circuit alimenté n’a plus de lien avec la terre ; de sécurité : il délivre une très basse tension de sécurité (INRS).

Courants de Foucault

Dans une masse métallique soumise à un champ variable circulent des courants induits qui la chauffent. Utiles : plaque à induction, freins de poids lourds et de trains. Nuisibles : pertes dans les transformateurs et les moteurs, d’où leurs noyaux en tôles minces isolées (feuilletés) plutôt que massifs.

L’électromagnétisme au quotidien

Haut-parleurforce de Laplace sur une bobine mobile
Micro dynamiquel’inverse : la membrane déplace une bobine, une tension est induite
Disjoncteurélectroaimant qui ouvre le circuit en cas de court-circuit
Carte sans contactinduction entre le terminal et l’antenne de la carte
Moteur, alternateurLaplace et induction, dans les deux sens

Machines tournantes

Alternateurrotor aimanté entraîné (turbine, moteur, vent) ⇒ tension alternative dans les bobines du stator (INRS)
Moteur à courant continucollecteur et balais ; vitesse réglée par la tension : petits appareils, jouets
Moteur asynchronele champ tournant du triphasé entraîne un rotor en court-circuit, un peu moins vite que lui (glissement) : robuste, très répandu
Moteur synchronele rotor tourne exactement à la vitesse du champ
Sans balais, pas à paspilotés par électronique : drones, ventilateurs, imprimantes 3D
n = 60 fp

n : vitesse de synchronisme (tr/min) ; p : nombre de paires de pôles. À 50 Hz : 3 000 tr/min (p = 1), 1 500 (p = 2), 1 000 (p = 3). Un moteur asynchrone à quatre pôles tourne un peu au-dessous de 1 500 tr/min.

η = PutilePabsorbée
Ex. Moteur qui absorbe 1,8 kW pour 1,5 kW mécaniques : η ≈ 83 % ; les 0,3 kW restants partent en chaleur.

Une machine est réversible : entraînée, elle devient génératrice (freinage avec récupération d’énergie des véhicules électriques).

La plaque d’un moteur

230/400 V Δ/Ycouplage triangle sur un réseau 230 V entre phases, étoile sur un réseau 400 V (cas du réseau français 230/400 V)
1,5 kWpuissance mécanique utile sur l’arbre, non puissance absorbée
1 440 tr/minvitesse nominale : ici, quatre pôles (1 500 tr/min au synchronisme)
cos φ 0,8facteur de puissance à pleine charge (p. 4)
IP55protection contre les poussières et les jets d’eau

Valeurs de l’exemple fictives ; lire aussi l’intensité nominale, qui guide le réglage de la protection du moteur.

Testez-vous

  • 1 Pourquoi un transformateur ne fonctionne-t-il pas sur une batterie ?
  • 2 Transformateur 230 V / 23 V, 50 spires au secondaire : spires au primaire ?
  • 3 Vitesse de synchronisme à 50 Hz avec trois paires de pôles ?
  • 4 À quoi s’oppose le courant induit ?

Réponses. 1 Le courant continu crée un flux constant : rien n’est induit. 2 500. 3 1 000 tr/min. 4 À la variation de flux qui le produit (Lenz).

6 · Du réseau au logement

Mémento — Électricité

Le réseau

transport (RTE)CentraleproductionTHT400 et 225 kVHT90 et 63 kVBT 230 / 400 VlogementsHTA≈ 20 kVPoste sourceHT → HTA↑ transformateur élévateur↓ poste HTA/BTdistribution (Enedis ≈ 95 %, entreprises locales)
TransportRTE : lignes à très haute tension (400 000 et 225 000 V) et à haute tension (90 000 et 63 000 V)
Distri­butionau-dessous de 50 kV : HTA (couramment 20 000 V, parfois 15 000 V) puis basse tension ; Enedis gère environ 95 % du réseau de distribution (RTE)
Basse tension230 V entre phase et neutre, 400 V entre phases ; la tension doit rester entre 90 % et 110 % de ces valeurs (arrêté du 24 décembre 2007)
Fréquence50 Hz, commune à tout le réseau européen interconnecté (RTE)

Reconnaître une ligne de RTE : au moins quatre isolateurs par chaîne ; les lignes des distributeurs en ont trois ou moins (RTE).

Domaines de tension

DomaineAlternatifContinu
TBT≤ 50 V≤ 120 V
BT50 à 1 000 V120 à 1 500 V
HTA1 à 50 kV1,5 à 75 kV
HTB> 50 kV> 75 kV

Très basse, basse, haute tension A et B (INRS). La « basse tension » domestique n’a rien d’inoffensif (p. 7).

Commander l’éclairage

phaseneutrenavettes(deux fils)inter. 1inter. 2
Simple allumageun interrupteur coupe la phase d’un point lumineux
Va-et-vientdeux interrupteurs à deux positions, reliés par deux « navettes » : commande depuis deux endroits
Télérupteurboutons-poussoirs en nombre quelconque (couloir, grande pièce)
Minuterie, détecteurextinction automatique : cage d’escalier, garage, extérieur

L’interrupteur coupe la phase, pas le neutre : lampe éteinte, la douille n’est plus sous tension.

Multiprises et rallonges

  • Une prise de 16 A sous 230 V fournit au plus 230 × 16 = 3 680 W, pour toutes les fiches de la multiprise.
  • Radiateur d’appoint, four, plaque : sur une prise murale, pas sur une multiprise.
  • Un bloc à interrupteur coupe d’un geste les veilles d’un poste de travail.

L’installation d’un logement

Compteur(Linky)Disjoncteur de branchementdifférentiel 500 mAInterrupteur différentiel30 mA, type ACInterrupteur différentiel30 mA, type Aéclairage, prises, chauffage,volets, chauffe-eau…plaque de cuisson, lave-linge,recharge de véhiculedisjoncteurs divisionnaires : 8 circuits au plus par différentiel
  • Schéma TT : neutre du réseau relié à la terre au poste de distribution ; masses du logement reliées à sa propre prise de terre. C’est le schéma des branchements au réseau public basse tension.
  • Prise de terre d’une maison : 100 Ω au plus, pour qu’un défaut coupé par le disjoncteur de branchement (500 mA) ne porte pas les masses au-delà de 50 V : 100 Ω × 0,5 A = 50 V (INRS).
  • Disjoncteur divisionnaire : coupe un circuit en cas de surcharge ou de court-circuit ; il protège les câbles. Interrupteur différentiel : coupe en cas de fuite de courant ; il protège les personnes (p. 7).
  • Couleurs : bleu clair réservé au neutre, vert-jaune au conducteur de protection (terre) ; phase : toute autre couleur, le plus souvent rouge, marron ou noir.
  • Le tableau est repéré (une étiquette par circuit) et son schéma, conservé.

Interrupteurs différentiels

  • Au moins deux interrupteurs différentiels 30 mA par logement, dont un de type A ; huit circuits au plus sous chacun ; éclairages et prises répartis sous au moins deux d’entre eux (Legrand).
  • Type AC : fuites de courant alternatif, usage général. Type A : aussi les fuites à composante continue (électronique) ; exigé pour la plaque de cuisson, le lave-linge, la prise de recharge. Type F : appareils à variateur de vitesse monophasé (pompe à chaleur, pompe), moins de déclenchements intempestifs. Type B : certaines bornes de recharge, en triphasé (Hager).

Courbes des disjoncteurs

Seuil magnétiqueUsage
B3 à 5 Ingrandes longueurs de câble, faibles appels de courant
C5 à 10 Inla plus courante dans le logement : prises, éclairage, chauffage
D10 à 14 Inforts appels au démarrage, certains moteurs (10 à 20 In selon les normes)

Seuil de déclenchement instantané, en multiple du calibre In. Marquage : C20 = courbe C, 20 A (Legrand, Promotelec).

Vendre ou louer un logement

Si l’installation électrique a plus de 15 ans, le vendeur ou le bailleur fournit un diagnostic électricité de moins de 3 ans pour une vente, de moins de 6 ans pour une location. Une attestation du Consuel de moins de 6 ans peut le remplacer (service-public.fr, page vérifiée le 17/09/2026).

Circuits et protections NF C 15-100

CircuitCuivreCalibre
Éclairage : 8 points au plus1,5 mm²16 A
Prises : 8 au plus1,5 mm²16 A
Prises : 12 au plus2,5 mm²20 A
Cuisine : circuit de 6 prises au plus2,5 mm²20 A
Lave-linge, lave-vaisselle, four, sèche-linge : un circuit chacun2,5 mm²20 A
Plaque de cuisson, cuisinière (monophasé)6 mm²32 A
Chauffe-eau à accumulation2,5 mm²20 A
Volets roulants1,5 mm²16 A
Prise de recharge de véhicule (16 A)2,5 mm²20 A
Borne de recharge 32 A10 mm²40 A

Sections minimales (tableau 10-1F de la norme, repris par les guides Nexans et Legrand). Nombre minimal de prises : séjour 5, 9 au-delà de 28 m² ; chambre 3, 5 au-delà de 28 m² ; cuisine 3, 6 au-delà de 4 m² (Legrand).

Ce qu’a changé la version 2024

  • Série de 21 normes publiée en août 2024, obligatoire depuis le 1er septembre 2025 pour les installations neuves ou entièrement rénovées (Promotelec).
  • Recharge de véhicule : circuit spécialisé ; chaque point de recharge protégé par son propre différentiel 30 mA, de type A, F ou B selon le mode de charge.
  • Prises USB fixes (très basse tension), hors du décompte des prises minimales.
  • Détecteur d’arc (DPDA) recommandé pour les circuits permanents (VMC, pompe) et les lieux à risque d’incendie ; parafoudre sur la ligne de communication en cuivre si l’installation électrique en a un.

! Une installation ancienne n’a pas à être refaite à chaque révision, mais doit rester sûre. Travaux au tableau : électricien qualifié ; l’attestation de conformité visée par le Consuel est exigée dans de nombreux cas (neuf, rénovation complète).

Le courant a sauté

  • 1 Repérer au tableau ce qui a déclenché : disjoncteur de branchement, interrupteur différentiel ou disjoncteur divisionnaire.
  • 2 Disjoncteur divisionnaire : surcharge (trop d’appareils sur le circuit) ou court-circuit ; débrancher, réarmer, rebrancher un à un.
  • 3 Interrupteur différentiel : fuite à la terre ; tout débrancher sur les circuits concernés, réarmer, rebrancher un à un : l’appareil qui fait déclencher est en défaut.
  • 4 Disjoncteur de branchement : puissance souscrite dépassée ; étaler les usages ou revoir l’abonnement.
  • 5 Si le déclenchement persiste, tout débranché : ne pas insister, appeler un électricien.

7 · Sécurité électrique

Mémento — Électricité

Effets du courant sur le corps

EffetAlternatifContinu
Perception0,5 mA2 mA
Impossible de lâcher prise5 à 10 mA25 mA
Fibrillation ventriculaire
alternatif : 40 mA pendant 6,8 s · 260 mA pendant 0,2 s · 500 mA pendant 0,01 s ; continu : 140 mA (6,8 s) · 260 mA (0,2 s) · 500 mA (0,01 s)

INRS, d’après la CEI (TR 60479-5). La gravité dépend de l’intensité, de la durée, du trajet (main-main, main-pied), de la nature du courant et de la personne. Aux faibles intensités, le continu est moins dangereux que l’alternatif. Selon l’INRS, 40 mA alternatifs, le dixième du courant d’une lampe de 100 W, peuvent tuer.

  • Électrisation : contractions, arrêt respiratoire, fibrillation (le cœur ne pompe plus), brûlures internes. Électrocution : électrisation mortelle.
  • Arc électrique : projections de métal fondu à plus de 3 000 °C, brûlures, lésions des yeux (INRS).

Résistance du corps

TensionPeau sècheHumide
50 V4 600 Ω3 675 Ω
100 V3 125 Ω2 950 Ω
200 V2 050 Ω2 050 Ω

Impédance main à main, grandes surfaces de contact, valable pour 95 % des personnes (CEI TS 60479, cité par l’INRS). Au-delà d’environ 50 V, la peau cède ; restent les tissus internes, 500 à 1 000 Ω.

Ex. 230 V sur ≈ 2 000 Ω : I ≈ 115 mA, bien au-delà du seuil de fibrillation.

Tensions limites

50 V~ · 120 V⎓tension de contact au-delà de laquelle un défaut doit être coupé automatiquement (INRS)
TBTStrès basse tension de sécurité, isolée de la terre : protection contre le contact direct inutile sous 25 V~ ou 60 V⎓
TBTPtrès basse tension reliée à la terre : inutile sous 12 V~ ou 30 V⎓

Idées reçues

« Basse tension, donc sans danger »faux : 230 V peuvent tuer (INRS)
« C’est court, pas besoin de précautions »faux : même bref, un travail près d’une pièce nue sous tension en exige (INRS)
« Le différentiel me protège de tout »faux : il complète, il ne remplace pas (INRS)
« Le tournevis testeur ne s’allume pas : c’est coupé »seul un VAT vérifie l’absence de tension

Électricité statique

Charges accumulées par frottement ou séparation de matériaux (moquette, carburant, poudres). Peu de risque direct pour le corps, mais l’étincelle peut enflammer des vapeurs ou des poussières : incendies, explosions, chutes (INRS). La foudre en est la forme extrême.

Contact direct, contact indirect

  • Direct : toucher une pièce normalement sous tension (fil dénudé, borne). Parades : isolation, enveloppes (IP2X au moins en basse tension), éloignement, obstacles, très basse tension.
  • Indirect : toucher une masse mise accidentellement sous tension par un défaut d’isolement. Parades : masses reliées à la terre et coupure automatique (différentiel), double isolation (classe II).

Mêmes effets sur le corps, préventions différentes (INRS).

Comment le différentiel protège

phaseneutredéclencheurcoupe au-delà de 30 mAtore : compare Ip et InIpIndéfautmassemétalliqueIfterre (ou personne)

Sans défaut, tout le courant entré par la phase ressort par le neutre. Si une partie s’échappe vers la terre (défaut, personne), l’écart If = Ip − In fait déclencher : 30 mA pour protéger les personnes, 300 ou 500 mA pour les biens.

! Le 30 mA complète les autres protections sans les remplacer (INRS) : qui touche à la fois la phase et le neutre, isolé du sol, n’est pas protégé, car rien ne fuit vers la terre.

Classes d’appareils

classe Iclasse IIIIIclasse III
Classe 0isolation principale seule, sans terre : proscrite
Classe Imasses métalliques reliées à la terre par le fil vert-jaune ; fiche avec contact de terre
Classe IIdouble isolation ou isolation renforcée ; pas de terre
Classe IIIalimentée en très basse tension de sécurité

Code IP : 1er chiffre (0 à 6) contre les corps solides, 2e (0 à 8) contre l’eau ; IP2X : le doigt (12,5 mm) n’atteint aucune partie sous tension. Code IK (00 à 10) : tenue aux chocs (INRS).

Eau et humidité

  • L’eau et la peau mouillée abaissent la résistance du corps : le risque augmente.
  • Différentiel 30 mA obligatoire notamment pour les prises jusqu’à 32 A, les locaux mouillés, la salle d’eau, les installations temporaires et tout logement (INRS).
  • Aucune prise dans les volumes proches de la baignoire ou de la douche (Legrand) ; matériel à indice IP adapté.

Équipements de protection

Pour les électriciens (INRS) : casque isolant à écran facial, gants et chaussures isolants, tapis et nappes isolants, outils isolés, VAT. Les vêtements de travail ne sont pas des équipements de protection individuelle.

Mettre hors tension

  • 1 Identifier le circuit au tableau.
  • 2 Couper : son disjoncteur, ou le disjoncteur de branchement en cas de doute.
  • 3 Empêcher la remise sous tension : cadenas, ou au moins une étiquette « travaux en cours ».
  • 4 Vérifier l’absence de tension sur chaque conducteur, avec un VAT contrôlé avant et après.
  • 5 Ne toucher qu’après cette vérification ; remettre sous tension une fois le travail contrôlé.

En milieu professionnel, la consignation (NF C 18-510) enchaîne pré-identification, séparation, condamnation, identification, vérification d’absence de tension et, s’il le faut, mise à la terre et en court-circuit ; elle revient à un chargé de consignation habilité (BC).

L’habilitation électrique

Reconnaissance, par l’employeur, de l’aptitude d’un travailleur à opérer en sécurité (Code du travail, NF C 18-510). Symbole : domaine de tension, type d’opération, attribut éventuel (INRS).

B · Hbasse et très basse tension · haute tension
0travaux non électriques près d’installations (peintre, maçon)
1 · 2 · Cexécutant · chargé de travaux d’ordre électrique · consignation
R · Sintervention générale · élémentaire (remplacer à l’identique prise, lampe, fusible)
E · P · Fopérations spécifiques (manœuvre, mesurage, essai…) · photovoltaïque · fouilles
V · T · N · Xvoisinage · sous tension · nettoyage sous tension · spécial

Ex. : B0, BS, BR, B1V, B2V, BC, BE Manœuvre. Titre revu chaque année ; recyclage conseillé tous les trois ans (INRS).

En cas d’accident

  • 1 Ne pas toucher la victime tant que le courant n’est pas coupé.
  • 2 Couper : disjoncteur, fiche. Ligne ou câble à haute tension à terre : ne pas approcher, prévenir.
  • 3 Alerter : 15 (SAMU), 18 (pompiers) ou 112.
  • 4 Victime qui ne répond pas et ne respire pas : massage cardiaque et défibrillateur, sans attendre (INRS).
  • 5 Toute électrisation mérite un avis médical, même sans trace visible.

Signes de défaut à ne pas négliger : odeur d’isolant chaud, grésillement, prise qui chauffe, gaine abîmée. Selon l’ONSE, cité par l’INRS, un incendie sur quatre serait d’origine électrique.

Testez-vous

  • 1 Seuil de non-lâcher en alternatif ?
  • 2 Quelle classe d’appareil n’a pas de fil de terre ?
  • 3 Sensibilité d’un différentiel qui protège les personnes ?
  • 4 Habilitation pour remplacer une prise à l’identique ?

Réponses. 1 5 à 10 mA (INRS). 2 II (et III, en très basse tension). 3 30 mA. 4 BS.

8 · Énergie, production, repères

Mémento — Électricité

Énergie consommée

E (kWh) = P (kW) × t (h)
Ex. Radiateur de 1 500 W allumé 8 h : 12 kWh, soit ≈ 2,40 € à 20,01 c€ le kWh.
Ex. Lampe à DEL de 8 W au lieu d’une ampoule à incandescence de 60 W, 4 h par jour : ≈ 76 kWh et 15 € économisés par an.
Ex. 5 W de veille permanente : 43,8 kWh et ≈ 8,80 € par an.

Tarif Bleu d’EDF au 1er août 2026

OptionAbonnement mensuelPrix du kWh
Base, 3 kVA12,13 €20,01 c€
Base, 6 kVA15,86 €20,01 c€
Heures creuses, 6 kVA15,86 €HP 21,42 c€ · HC 15,89 c€

Prix TTC pour les particuliers (grille d’EDF). L’option Base de 9 à 36 kVA n’est plus proposée aux nouveaux clients. Les prix changent : les reprendre à la source.

Puissance souscrite (kVA) : ce que le compteur laisse passer à la fois ; 6 kVA ≈ 6 000 / 230 ≈ 26 A. Additionner les appareils qui fonctionnent en même temps.

Ex. À 6 kVA, les heures creuses deviennent avantageuses si plus de (21,42 − 20,01) / (21,42 − 15,89) ≈ 25 % de la consommation a lieu en heures creuses.

Puissances courantes

Lampe à DEL5 à 15 W
Box internet, veillesquelques watts à 20 W
Téléviseur50 à 200 W
Réfrigérateur100 à 200 W quand le moteur tourne
Lave-linge≈ 2 kW pendant le chauffage de l’eau
Bouilloire, radiateur1 à 2,5 kW
Four2 à 3,5 kW
Recharge de voiture2,3 kW (prise, 10 A) ; 7,4 kW (borne 32 A monophasée)

Ordres de grandeur : lire la plaque signalétique de l’appareil.

L’étiquette énergie

  • Échelle de A (le plus efficace) à G depuis le 1er mars 2021 pour réfrigérateurs, lave-linge, lave-vaisselle et téléviseurs, depuis le 1er septembre 2021 pour les lampes ; les classes A+ à A+++ ont disparu.
  • Un ancien A+++ se retrouve en B ou au-dessous : la barre a été relevée.
  • Un QR code renvoie à la fiche du produit dans la base européenne EPREL (Commission européenne).
  • Comparer surtout la consommation annuelle en kWh, à usage égal.

La France électrique en 2025

Production 2025 : 547,5 TWhnucléaire 68 %hydraulique 11 %autres 20 %Puissance installée fin 2025 : 164,5 GWnucléaire 38 %solaire 18 %hydraulique 16 %autres 28 %
Production547,5 TWh, dont nucléaire 373,0 TWh et hydraulique 62,4 TWh
Bas carbone95,2 % (nucléaire et renouvelables) ; renouvelables seules : 27,0 %
Consom­mation451 TWh, corrigée des aléas météorologiques et calendaires
Pointe88 GW, la plus haute depuis 2021
Échangessolde exportateur record de 92,3 TWh, 17 % de la production
Émissions19,6 g d’équivalent CO₂ par kWh produit
Parc164,5 GW fin 2025 ; le solaire (30,4 GW) dépasse désormais l’hydraulique (25,7 GW)

RTE, Bilan électrique 2025, France métropolitaine, consulté le 30/09/2026.

Produire l’électricité

Nucléairefission ⇒ chaleur ⇒ vapeur ⇒ turbine ⇒ alternateur
Thermique à flammegaz, charbon, fioul, biomasse : même chaîne, ou turbine à gaz
Hydrauliquechute d’eau ⇒ turbine ⇒ alternateur ; stations de pompage pour stocker
Éolienvent ⇒ rotor ⇒ alternateur
Photo­voltaïquelumière ⇒ courant continu, sans pièce mobile ⇒ onduleur
Pile, batterieréaction chimique ⇒ courant continu

Production pilotable (nucléaire, thermique, barrages) ou variable (vent, soleil). À chaque instant, la production doit égaler la consommation ; la fréquence de 50 Hz en est le témoin (RTE).

Stocker l’électricité

Batteriesréaction chimique réversible : téléphones, véhicules, stockage domestique ou sur le réseau
Stations de pompageon remonte l’eau quand l’électricité abonde, on la turbine à la pointe
Hydrogèneproduit par électrolyse, reconverti en électricité (pile à combustible) avec de fortes pertes
Super­conden­sateurs, volants d’inertierestituent très vite de petites quantités d’énergie

L’électricité se stocke mal en grande quantité : l’équilibre entre production et consommation se règle d’abord en temps réel (RTE).

Repères chronologiques

1752Franklin propose l’expérience du cerf-volant : la foudre est de l’électricité
1780Galvani : des pattes de grenouille se contractent, « électricité animale »
1785Coulomb énonce la loi de la force entre deux charges
1800Volta : première pile
1820Ørsted : un courant dévie une boussole ; Ampère étudie aussitôt le lien entre électricité et magnétisme
1827Ohm publie sa loi
1831Faraday : l’induction électromagnétique
1865Maxwell : la lumière est une onde électromagnétique
1871Gramme présente sa dynamo à l’Académie des sciences
1882Edison ouvre la centrale de Pearl Street à New York (courant continu)
1886Westinghouse lance l’alternatif face au continu d’Edison : la « guerre des courants »
1887Hertz produit des ondes électromagnétiques
1897J. J. Thomson découvre l’électron
19468 avril : création d’EDF
201920 mai : l’ampère redéfini par la charge élémentaire

Autoconsommation photovoltaïque

  • Puissance d’un panneau en kWc (kilowatt-crête) : sa puissance dans des conditions d’essai normalisées, rarement atteinte en pratique.
  • Les panneaux produisent du continu ; un onduleur le convertit en 230 V~ synchronisé sur le réseau.
  • La production a lieu le jour : y placer les usages programmables (lave-linge, chauffe-eau, recharge).
  • Le surplus est injecté sur le réseau (vendu ou non) ou stocké ; l’installation doit être déclarée et conforme (circuit dédié, protections).

Testez-vous

  • 1 Four de 2 500 W pendant 1 h 30 : énergie ?
  • 2 Son coût en option Base au 1er août 2026 ?
  • 3 Part du nucléaire dans la production française de 2025 ?
  • 4 Appareil de 10 W en veille toute l’année ?

Réponses. 1 3,75 kWh. 2 3,75 × 0,2001 ≈ 0,75 €. 3 ≈ 68 %. 4 87,6 kWh.

Pour aller plus loin

  • INRS, L’électricité (ED 6345, 2019) et L’habilitation électrique (ED 6127, 2020) : inrs.fr.
  • BIPM, Le Système international d’unités, 9e édition : bipm.org.
  • RTE, Bilan électrique 2025 : analysesetdonnees.rte-france.com.
  • Promotelec (sécurité électrique du logement) ; service-public.fr (diagnostic électricité).