Calcul de la charge thermique d’un tableau et choix du refroidissement
Charge thermique d’un tableau: Calcul des pertes internes, chaleur évacuable par l’enveloppe et choix de la solution de refroidissement adaptée.
SommaireLe calcul de la charge thermique d’un tableau est un exercice simple mais souvent oublié, qui indique si les pertes générées à l’intérieur peuvent réellement être évacuées par l’enveloppe. Quand il est omis, le résultat est prévisible : déclenchements de relais thermiques en été, défaillances de bobines de contacteurs, vieillissement accéléré des cartes électroniques et oxydation rapide des raccordements de barres. La chaleur est la cause de panne la plus fréquente et la plus invisible.
Additionner les pertes
Le calcul commence par la somme des pertes de chaque composant installé. Les catalogues donnent les pertes des disjoncteurs et contacteurs au courant assigné ; si la charge réelle est inférieure, les pertes décroissent avec le carré du courant. Variateurs de vitesse et démarreurs progressifs sont les sources dominantes, avec une dissipation de l’ordre de 2 à 4 % de leur puissance nominale. Il faut y ajouter transformateurs, alimentations, résistances et pertes dans les barres. En extérieur, l’apport solaire constitue un poste distinct.
Quelle chaleur une enveloppe peut-elle évacuer ?
La chaleur évacuable par une enveloppe fermée dépend de sa surface efficace multipliée par l’écart entre températures interne et externe. Pour une enveloppe en tôle, le coefficient d’échange est typiquement de l’ordre de 5,5 W/m²K. La conséquence est frappante : une enveloppe de 2 m² de surface efficace n’évacue qu’environ 165 W pour un écart de 15 K. Un tableau moderne dissipe bien davantage : dans une enveloppe murale IP54 accessible d’une seule face, le refroidissement actif est donc généralement inévitable.
Les solutions de refroidissement
| Solution | Condition atteignable | Compatibilité IP | Remarques |
|---|---|---|---|
| Ventilation naturelle (ouïes) | Température interne supérieure à l’ambiante | IP31-IP43 | La plus économique ; ouverte à la poussière |
| Ventilateur filtrant | Température interne proche de l’ambiante | Jusqu’à IP54 | Rendement chutant vite si le filtre n’est pas entretenu |
| Échangeur air-air | Température interne légèrement au-dessus de l’ambiante | IP55-IP66 | Circuit fermé ; adapté aux ambiances poussiéreuses |
| Climatiseur | Température interne pouvant descendre sous l’ambiante | IP54-IP66 | Évacuation des condensats et consommation à prévoir |
| Échangeur eau-air | Capacité la plus élevée pour de fortes pertes | IP55-IP66 | Nécessite un réseau d’eau glacée |
Une démarche efficace en pratique
- Réduire d’abord les pertes : sections correctes, choix d’appareils adapté et IP non surévalué diminuent le besoin de froid
- Placer les appareils dissipatifs en partie haute et l’électronique sensible en partie basse
- Regrouper les variateurs dans un compartiment ou une enveloppe séparée
- Disposer entrée et sortie d’air en diagonale pour éviter les zones mortes
- Appliquer la correction d’altitude au choix des ventilateurs et climatiseurs : la capacité baisse au-delà de 1000 m
- Mesurer et consigner la température interne le jour le plus chaud après la mise en service
Points clés: charge thermique d’un tableau
- Additionner les pertes — Le calcul commence par la somme des pertes de chaque composant installé.
- Quelle chaleur une enveloppe peut-elle évacuer — La chaleur évacuable par une enveloppe fermée dépend de sa surface efficace multipliée par l’écart entre températures interne et externe.
- Source normative — catalogue des publications IEC: iec.ch.
Questions fréquentes
Un ventilateur est-il toujours la solution ?
Non. Au mieux, un ventilateur filtrant rapproche la température interne de l’ambiante ; si le local est à 45 °C, aucun ventilateur ne descendra sous 45 °C. Lorsque l’ambiante elle-même est élevée, un échangeur ou un climatiseur est nécessaire.
Baisser l’indice IP résout-il le problème thermique ?
En partie, mais cela augmente l’entrée de poussière et d’humidité. En ambiance poussiéreuse, baisser l’IP améliore la température à court terme et dégrade la fiabilité à long terme. La bonne voie est le refroidissement en circuit fermé. Le sujet est lié au choix de l’indice de protection.
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