Types de commutateurs

Les disjoncteurs sont des mécanismes électriques essentiels dans tout système de distribution ou de contrôle de l’énergie. Leur fonction principale est d’établir ou d’interrompre le passage du courant électrique de manière contrôlée, assurant ainsi la sécurité opérationnelle et la protection des équipements et des conducteurs.

En fonction de leur conception et de leur application, les disjoncteurs peuvent être classés en plusieurs catégories. Dans le domaine résidentiel, ils permettent de commander des points lumineux ou des appareils électriques de manière simple. Dans les installations industrielles ou commerciales, ils jouent un rôle plus complexe dans la protection des moteurs, des lignes électriques et des circuits de commande.

Le choix du bon type de disjoncteur dépend de facteurs tels que la tension nominale, le courant de fonctionnement, le pouvoir de coupure et l’environnement d’installation.

Dans les pages qui suivent, vous découvrirez les principaux types de disjoncteurs électriques, leur principe de fonctionnement, les applications les plus courantes et leur représentation schématique. Ces connaissances sont essentielles pour la conception et la maintenance d’installations électriques sûres, efficaces et conformes.

Interrupteurs manuels

Les interrupteurs manuels sont ceux qui nécessitent l’action directe d’une personne pour ouvrir ou fermer un circuit électrique, ce qui permet d’allumer ou d’éteindre un appareil en fonction des besoins de l’utilisateur. Il s’agit des interrupteurs les plus simples et les plus répandus, présents à la fois dans les environnements domestiques et industriels.

Ces interrupteurs n’ont pas d’automatisme interne. Leur état dépend exclusivement de la position manuelle de leurs contacts.

Principales applications des interrupteurs manuels

• Usage résidentiel : Interrupteurs d’éclairage (simples, commutés ou croisés) ou boutons-poussoirs d’alarme.
• Usage industriel : Panneaux de boutons de commande, sélecteurs et commandes manuelles pour démarrer ou arrêter des fonctions spécifiques d’une machine ou d’un processus. Dans ces cas, l’intervention humaine est essentielle pour assurer la sécurité et le contrôle direct des opérations.

Types courants d’interrupteurs manuels

Interrupteurs à bascule : Ils fonctionnent en déplaçant un levier pour ouvrir ou fermer le circuit. Ils sont courants dans les systèmes de contrôle simples.

Interrupteurs à bascule : Ils commutent entre deux positions (ON et OFF) par un mouvement de bascule. Ils sont utilisés dans les environnements industriels ou commerciaux.

Boutons-poussoirs momentanés ou à verrouillage : Les boutons-poussoirs ne sont actifs que tant que le bouton est maintenu enfoncé. Ceux qui s’enclenchent maintiennent l’état après le relâchement du bouton-poussoir.

Schéma typique

Le schéma le plus simple est celui d’un simple interrupteur qui allume et éteint une ampoule.

Disjoncteurs

Les disjoncteurs sont des dispositifs de protection réutilisables conçus pour interrompre automatiquement le flux de courant lorsque des conditions anormales sont détectées dans le circuit, telles que des surcharges, des courts-circuits ou des fuites.

Ils se composent d’un mécanisme de déclenchement qui ouvre les contacts sans intervention humaine. Selon le type, ce mécanisme peut être basé sur des capteurs magnétiques, thermiques ou autres qui surveillent les conditions du circuit.

Ces disjoncteurs sont essentiels pour protéger à la fois les personnes et les installations électriques domestiques et industrielles, en évitant d’endommager les équipements et en minimisant les risques d’incendie. Contrairement aux fusibles, les disjoncteurs ont l’avantage de pouvoir être réenclenchés après un dépannage.

Principales applications des disjoncteurs

• Sécurité électrique dans les installations domestiques : Dans les tableaux de distribution résidentiels, ils protègent les circuits électriques contre les surintensités, évitant ainsi d’endommager les équipements et réduisant les risques d’incendie.
• Protection industrielle : Dans les environnements industriels, les disjoncteurs sont essentiels pour protéger les équipements à fort ampérage et garantir la sécurité des installations, en coupant instantanément le courant lorsqu’un problème est détecté.

Types courants de disjoncteurs

Dans cette catégorie, on trouve les disjoncteurs magnéto-thermiques (pour la protection contre les surcharges et les courts-circuits), les disjoncteurs différentiels (pour la protection contre les fuites à la terre et l’électrocution) et les dispositifs à haut ampérage pour les applications industrielles.

Schéma des disjoncteurs dans les tableaux électriques

Schéma d’un tableau électrique domestique montrant la connexion de plusieurs disjoncteurs.

Disjoncteurs programmables

Les interrupteurs programmables, également connus sous le nom de minuteries, sont des dispositifs équipés de mécanismes de contrôle temporel ou électronique qui permettent d’activer ou de désactiver des circuits selon un programme prédéfini.

Ces interrupteurs sont idéaux pour automatiser la mise en marche et l’arrêt d’équipements, sans intervention manuelle, à des moments ou intervalles spécifiques.

Principales applications des interrupteurs programmables

• Contrôle de l’éclairage : Ils sont utilisés pour contrôler l’éclairage extérieur et intérieur à des heures précises, ce qui est utile à la fois pour la sécurité et l’efficacité énergétique.
• Programmation de la climatisation et du chauffage : Ils peuvent être utilisés pour gérer les systèmes de chauffage ou de climatisation, en veillant à ce qu’ils soient allumés ou éteints à des heures précises, par exemple le matin ou avant d’arriver à la maison.
• Irrigation automatique : Ils sont idéaux pour les systèmes d’irrigation des jardins, en activant l’irrigation pendant les heures où l’évaporation est la plus faible.
• Enseignes commerciales : Elles sont utilisées pour allumer ou éteindre les enseignes lumineuses à des heures programmées.
• Industries : Dans les environnements industriels, ils sont utilisés dans les processus qui nécessitent des opérations répétitives et programmées, comme le contrôle des machines dans des équipes spécifiques.

Un exemple courant d’utilisation est l’interrupteur horaire qui permet d’allumer l’éclairage public au crépuscule et de l’éteindre à l’aube, afin d’optimiser la consommation d’énergie.

Principaux types de minuteries

Les interrupteurs programmables analogiques sont des appareils simples dotés d’un cadran 24 heures qui permettent de définir des cycles marche/arrêt. Ils sont idéaux pour les applications de base telles que la commande d’éclairages ou d’appareils électroménagers.

Interrupteurs de sécurité

Les interrupteurs de sécurité sont des interrupteurs à commande manuelle ou des interrupteurs actionnés par des mécanismes de sécurité, généralement de construction robuste. Ils sont conçus pour assurer la protection des personnes et des équipements dans des situations dangereuses en arrêtant les machines ou en coupant l’alimentation électrique en cas de besoin. En outre, ils sont généralement verrouillés jusqu’à ce qu’ils soient réinitialisés manuellement.

Principales applications

• Protection des opérateurs et des équipements dans l’industrie : Les interrupteurs d’arrêt d’urgence sont placés sur les machines, les lignes de production ou les ascenseurs. Lorsqu’ils sont activés, ils arrêtent le mouvement de la machine en toute sécurité.
• Verrouillages de sécurité : Installés sur les portes des cages ou les enceintes des machines dangereuses, ces interrupteurs coupent l’alimentation électrique si les portes sont ouvertes, ce qui évite les accidents.

Principaux types d’interrupteurs de sécurité

Les types les plus courants sont le bouton d’arrêt d’urgence, qui arrête immédiatement le fonctionnement d’une simple pression et se bloque jusqu’à ce qu’il soit réinitialisé manuellement, et les interrupteurs de verrouillage de sécurité, qui arrêtent la machine lorsque les portes ou les protections sont ouvertes, garantissant ainsi que l’accès aux zones dangereuses se fait en toute sécurité.

Il existe également des interrupteurs d’arrêt d’urgence, qui combinent les deux fonctions pour une sécurité accrue, et des interrupteurs de sécurité actionnés par la porte, qui désactivent le système lorsque les portes d’accès aux zones dangereuses sont ouvertes. Tous ces dispositifs sont essentiels pour assurer la sécurité fonctionnelle dans les environnements industriels et pour se conformer aux réglementations en matière de sécurité.

symbole d’un bouton d’arrêt

Exemple de bouton d’arrêt sans et avec verrouillage.

Interrupteurs de position

Les interrupteurs de position, également appelés interrupteurs de fin de course, sont des dispositifs électromécaniques conçus pour détecter la présence ou la position d’une pièce mobile d’une machine. Ce sont des dispositifs actionnés par le mouvement d’un objet, généralement au moyen d’un actionneur (levier, plongeur, rouleau), qui, lorsqu’il est déplacé, ferme ou ouvre les contacts internes de l’interrupteur.

Principales applications des interrupteurs de position

Les interrupteurs de position sont principalement utilisés dans l’automatisation industrielle pour détecter la fin de course ou les positions limites de divers mécanismes. Ils sont courants dans les machines-outils, les ascenseurs, les convoyeurs et la robotique, entre autres.

Dans un portail motorisé, un interrupteur de fin de course indique si le portail est complètement ouvert ou fermé. Dans une presse, il sert à détecter la position la plus basse du piston. Ils trouvent également des applications dans les systèmes domestiques, comme les détecteurs d’ouverture de porte/fenêtre dans les systèmes d’alarme. Leur fiabilité et leur simplicité les rendent essentiels pour le contrôle des processus et l’automatisation.

Types de contacts dans les interrupteurs de position

• Normalement ouvert (NO) : L’interrupteur reste ouvert dans son état normal et se ferme lorsqu’il est activé, ce qui permet au courant de circuler uniquement lorsque l’interrupteur est actionné.
• Normalement fermé (NC) : L’interrupteur reste fermé dans son état normal et s’ouvre lorsqu’il est activé, interrompant le flux de courant lorsque l’interrupteur est actionné.
• SPDT (Single Pole Double Throw) : Un interrupteur à bascule qui a un seul pôle et deux sorties, permettant au circuit de basculer entre deux états différents.

symbole des interrupteurs nc et no

Interrupteurs d’isolement

Mieux connus sous le nom de sectionneurs, les interrupteurs d’isolement sont des dispositifs conçus pour isoler électriquement un circuit lorsqu’il est ouvert, assurant ainsi une déconnexion sûre pour les travaux de maintenance ou dans les situations d’urgence.

Les contacts d’un sectionneur ont une distance de séparation élevée ou des mécanismes d’interverrouillage qui garantissent qu’une fois ouvert, le circuit est complètement isolé et qu’il est possible d’y travailler en toute sécurité.

Contrairement aux autres disjoncteurs, les sectionneurs ne sont pas destinés à commuter des charges sous tension (beaucoup n’ont pas de pouvoir de coupure).

Principales applications d’un sectionneur

Les sectionneurs sont principalement utilisés pour déconnecter en toute sécurité les circuits avant les travaux de maintenance. Les applications les plus courantes sont les suivantes

• Déconnexion des alimentations principales dans les tableaux de distribution (par exemple, sectionneur général de tête de ligne).
• Isolement de l’appareillage de commutation moyenne tension, des transformateurs et des bancs de batteries.
• Dans les centres de commande de moteurs, un sectionneur à poignée frontale coupe l’alimentation électrique de l’ensemble du tableau pour la maintenance et peut être verrouillé par un cadenas pour plus de sécurité.
• Dans les habitations, l’interrupteur principal d’un tableau de distribution fait office de sectionneur (bien qu’il joue généralement aussi le rôle de disjoncteur).

Types de sectionneurs

1. Interrupteurs à couteau : Ce sont les plus anciens. Ils utilisent une lame métallique pour ouvrir ou fermer le circuit. Bien qu’ils soient simples, ils sont principalement utilisés dans les installations anciennes ou à basse tension.
2. Isolateurs à lame de couteau : Ils sont similaires aux interrupteurs à couteau, mais avec une plus grande capacité à couper des charges importantes. Ils sont utilisés dans les systèmes de courant alternatif à basse tension.
3. Les sectionneurs rotatifs : Ils sont dotés d’un mécanisme rotatif pour déconnecter le circuit. Ils sont courants dans les applications industrielles en raison de leur fiabilité et de leur facilité d’utilisation.
4. Interrupteur à fusible : Ils combinent la fonction d’un sectionneur et d’un fusible, offrant une protection supplémentaire contre les surintensités. Ils sont idéaux dans les systèmes où une déconnexion sûre et une protection supplémentaire sont nécessaires.
5. Isolateur de charge : Ils sont conçus pour déconnecter le circuit dans des conditions de charge. Ils sont plus robustes et sont utilisés dans les applications où la déconnexion d’équipements actifs est essentielle.

Pressostats

Les pressostats ou interrupteurs à pression sont des capteurs à contact électrique intégré qui sont activés lorsque la pression d’un fluide atteint une certaine valeur seuil. Ces interrupteurs sont contrôlés par un élément sensible à la pression, tel qu’un diaphragme, un piston ou un tube de Bourdon, qui se déforme sous l’effet de la pression et active un microrupteur interne.

Ces dispositifs sont réglés pour se déclencher à une pression spécifique, appelée point d’action, et présentent généralement une hystérésis (différence entre la pression d’ouverture et la pression de fermeture). En bref, il ouvre ou ferme ses contacts en fonction de la pression dans le système.

Principales applications d’un pressostat

• Contrôle des pompes et des compresseurs : Dans les systèmes tels que les hydrophores ou les compresseurs d’air, un pressostat active la pompe lorsque la pression tombe en dessous d’une valeur prédéfinie et l’arrête lorsqu’elle atteint une haute pression définie.
• Protection des systèmes hydrauliques et pneumatiques : Ils permettent d’éviter les surpressions en déclenchant des alarmes ou en arrêtant le système en cas de dépassement d’un seuil de pression dangereux.
• Chaudières et climatisation : Ils sont utilisés pour vérifier la présence d’une pression (par exemple, flux d’air, de gaz ou de réfrigérant), en tant que condition de sécurité.
• Contrôle dans les lignes industrielles : Activation des ventilateurs, des vannes ou des séquences de contrôle lorsqu’une pression spécifique est atteinte dans les processus industriels.

Types de pressostats

• Pressostats à simple effet (SPDT) : Ce sont les plus courants, avec un seul pôle et deux contacts de commutation (ouvert/fermé). Ils sont utilisés pour contrôler un seul circuit et sont idéaux pour les applications simples telles que le contrôle des pompes et des compresseurs.
• Pressostats à double effet (DPDT) : Ils possèdent deux pôles et deux positions de commutation, ce qui permet de contrôler deux circuits indépendants. Ils sont utilisés dans des applications plus complexes où il est nécessaire de contrôler plusieurs appareils en même temps.

schéma d’un pressostat

Un type d’interrupteur électrique pour chaque besoin

Comme vous l’avez vu, il existe plusieurs types de disjoncteurs, chacun étant conçu pour répondre à des besoins spécifiques dans les installations électriques résidentielles et industrielles.

N’oubliez pas que dans notre section matériel électrique, vous trouverez, outre les interrupteurs, tout ce dont vous avez besoin pour vos installations électriques.