Le chauffage électrique : exercices corrigés de CAP

Données : $U = 230\ \text{V}$ et $I = 6\ \text{A}$.

Formule : $P = U \times I$.

Calcul : $P = 230 \times 6 = 1380\ \text{W}$.

Contrôle : 1 380 W est une puissance courante pour un petit radiateur de chambre.

Données : $P = 2300\ \text{W}$ et $U = 230\ \text{V}$.

On isole l'intensité dans la formule : $I = \dfrac{P}{U}$.

Calcul : $I = \dfrac{2300}{230} = 10\ \text{A}$.

Contrôle : en remultipliant, $230 \times 10 = 2300\ \text{W}$, ce qui retrouve la donnée.

Données : $U = 230\ \text{V}$ et $P = 2000\ \text{W}$.

Formule : $R = \dfrac{U^2}{P}$.

Carré de la tension : $230^2 = 52\,900$.

Division : $R = \dfrac{52\,900}{2000} = 26{,}45\ \Omega$.

Contrôle par l'autre voie : $I = \dfrac{2000}{230} \approx 8{,}70\ \text{A}$, puis $R = \dfrac{230}{8{,}70} \approx 26{,}4\ \Omega$, ce qui concorde.

Durée totale de fonctionnement : $t = 4 \times 30 = 120\ \text{h}$.

Énergie : $E = P \times t = 1{,}5 \times 120 = 180\ \text{kWh}$.

Coût : $180 \times 0{,}25 = 45\ \text{€}$.

Contrôle : 180 kWh pour une seule pièce sur un mois est un ordre de grandeur plausible ; la valeur de 45 € est donc cohérente.

Puissance totale : $1000 + 1500 + 2000 = 4500\ \text{W}$.

Intensité totale : $I = \dfrac{4500}{230} \approx 19{,}57\ \text{A}$.

Comparaison avec le calibre : $19{,}57\ \text{A} < 20\ \text{A}$, donc le courant reste juste sous la valeur du disjoncteur.

Remarque : la marge n'est que de $0{,}43\ \text{A}$ ; ajouter le moindre autre récepteur sur ce circuit ferait dépasser le calibre.

Convecteur : l'électricité consommée égale la chaleur produite, soit $12\ \text{kWh}$.

PAC : $\dfrac{12}{4} = 3\ \text{kWh}$ d'électricité.

Économie : $12 - 3 = 9\ \text{kWh}$.

Proportion : la consommation électrique est divisée par 4, soit une économie de trois quarts.

Données : $U = 230\ \text{V}$ et $I_{max} = 0{,}1\ \text{A}$ ⁶.

Formule : $P = U \times I$.

Calcul : $P_{max} = 230 \times 0{,}1 = 23\ \text{W}$.

Comparaison : $\dfrac{1500}{23} \approx 65$, donc le radiateur absorbe environ 65 fois plus de puissance que ce que le fil pilote peut transporter.

Interprétation : le fil pilote ne sert pas à alimenter le radiateur, il sert seulement à lui envoyer une consigne.

Les appareils de pilotage (gestionnaire d'énergie, programmateur ou délesteur) se trouvent dans le tableau de distribution électrique ⁶.

Sans coupure prévue, la norme NF C 15-100 oblige à afficher « Attention, fil pilote à sectionner ». Elle se place sur le tableau, et aussi dans chaque boîte où se raccordent les radiateurs pilotés ⁶.

Raison : le circuit de commande est indépendant du circuit de puissance, donc couper le disjoncteur du radiateur ne coupe pas forcément le fil pilote, qui peut rester sous tension.

La mention prévient celui qui ouvre une boîte de raccordement qu'il doit sectionner le fil pilote lui-même avant d'intervenir.

Part fossile : moins de 10 % de l'électricité française vient d'énergies fossiles, surtout du gaz naturel ⁶. Au Royaume-Uni, cette part est nettement plus élevée, car le gaz reste une source majeure de production d'électricité.

Réglementation : la RE2020 avantage le chauffage électrique et les pompes à chaleur dans le neuf, et annonce la fin de l'omniprésence des convecteurs, très installés depuis les années 1980 ⁶.

Objectif : faire passer les émissions de CO2 sous 4 kg par m² et par an ⁶.

Réponse au client : « Chauffer à l'électricité émet peu de CO2, car l'électricité française utilise peu d'énergies fossiles. La RE2020 pousse donc vers l'électrique, surtout vers les pompes à chaleur, qui consomment bien moins qu'un convecteur. Le gaz est de son côté interdit dans les logements neufs selon un calendrier fixé. » ⁶