On compte plusieurs centaines d’incendies résidentiels au Canada chaque année, dont une portion significative engendre des dégâts matériels considérables, certains entraînant même de graves blessures et de tragiques pertes en vies humaines. Un groupe d’experts du CCÉ (Code Canadien de l’électricité) s’est longuement penché sur la question et a apporté une modification susceptible d’infléchir les tendances au chapitre de la sécurité dans les demeures canadiennes. Cette modification est entrée en vigueur avec la publication de la 23e édition de la Partie 1 du Code, le 5 janvier. Au Québec, cette modification pourrait entrer en vigueur lorsqu’une prochaine édition du code aura été homologuée et publiée sous le titre de Code de construction du Québec, Chapitre V-Électricité. Les rumeurs veulent que la prochaine publication du code serait faite vers la fin de 2016. Elle devrait compter plusieurs centaines de modifications puisque la dernière édition est celle de 2010, soit six ans de changements.
Pris dans leur ensemble, les chiffres sont effarants. Pour mieux les analyser, il faut d’abord les répartir en fonction des foyers et des sources des incendies. Au Canada, la lutte contre les incendies et les statistiques connexes sont du ressort des provinces et des territoires, où les autorités fixent leurs propres paramètres de déclaration et de classification des incidents.
Il est ici de mise de saluer tout particulièrement le Québec et l’Ontario, qui ont financé de grandes analyses scientifiques dans le but d’élaborer des plans visant à réduire les pertes matérielles et humaines causées par les incendies résidentiels. Les résultats de ces analyses, de même que des recommandations afférentes, apparaissent dans des rapports annuels qu’on peut consulter en empruntant les liens suivants :
http://www.esasafe.com/about-esa/reports-and-stats/electrical-safety-report
Les experts techniques de la section 26 du CCÉ se sont penchés sur les causes potentielles d’incendies et sur les endroits où ils se déclarent le plus souvent. Examinant les technologies disponibles, ils ont alors déterminé que les gains en matière de prévention valaient amplement les coûts liés à l’installation de disjoncteurs-détecteurs d’amorçages d’arc (DDAA) dans toutes les résidences. Cet examen approfondi a duré six ans, produisant une proposition qui a été officiellement examinée et révisée dix fois, établissant du même coup un record en ce qui a trait à la longueur et à la profondeur des délibérations.
La technologie actuelle des DDAA au Canada
Actuellement, les codes n’exigent l’installation de DDAA que dans les chambres à coucher, pour une protection de dérivation intramurale seulement, qui ne s’étend pas aux dispositifs enfichés. Sans y aller dans le détail, disons que les appareils qu’on branche dans ces circuits ne font pas l’objet d’une entière supervision. Or, une portion significative des défaillances observées se produit au niveau de cordons et d’accessoires dégradés par l’usage, les traitements abusifs ou le passage du temps qui ne sont pas adéquatement contrôlés du fait des limites présentes de la technologie, même s’ils sont connectés à des prises de chambre à coucher.
Ce que l’avenir nous réserve
Bientôt, tous les circuits de branchement résidentiels devront être protégés par des DDAA. Les seules exceptions seront les dérivations de gros appareils ménagers, comme les réfrigérateurs, les lave-vaisselles et les micro-ondes, de même que celles qui sont déjà dotées d’un disjoncteur-détecteur de fuites à la terre (DDFT), comme dans les salles de bain et les nouvelles cuisines.
Le sous-comité responsable de la section 26 du CCÉ a choisi de faire preuve de réserve en n’appliquant pas tout de suite les exigences en matière de DDAA aux gros appareils afin de donner le temps aux consommateurs de se familiariser avec ces dispositifs et leurs fonctions.
Suivant l’obligation il y a plusieurs années d’installer des DDAA dans les chambres à coucher, bon nombre de déclenchements ont été interprétés comme étant sans raison. Cela avait alors nui à la réputation de ces dispositifs, et c’est pourquoi le comité responsable de la Partie I du CCÉ a décidé d’adopter une approche plus graduelle, susceptible de favoriser une meilleure compréhension de la technologie et une acceptation plus répandue au sein de la population en général.
De quoi les DDAA nous protègent-ils?
Les DDAA nous protègent contre les amorçages d’arc. Nombreux sont ceux qui croient que ces amorçages ne sont que des courts-circuits, ou du moins, qu’ils en sont le résultat. Ils n’ont pas tort, mais pour faire sauter un fusible ou déclencher un disjoncteur, ces courts-circuits doivent être relativement importants. Les DDAA s’occupent des occurrences plus faibles, difficiles à détecter par les mécanismes habituels de protection contre les surcharges.
Les amorçages d’arc sont-ils fréquents?
Les statistiques démontrent qu’un grand nombre de cas d’incendies attribués aux systèmes et appareils résidentiels peut être attribué à une forme ou une autre d’arcs électriques. Il s’agit de situations où les mécanismes de protection contre les surcharges sont tout simplement incapables de faire leur travail.
Y a-t-il plusieurs types d’amorçage d’arc?
Il en existe deux, soit ceux d’arc parallèle et ceux d’arc en série.
Les arcs parallèles se produisent entre un élément sous tension et un autre relié à la terre ou connecté à un circuit de tension différente.
Les arcs en série sont un peu plus difficiles à expliquer. Ils arrivent quand un raccord n’est pas solide ou quand les extrémités d’un fil brisé se touchent presque, permettant la formation d’un flux plasmatique entre elles. Le courant passe alors dans ce flux de gaz ionisé. Ce type d’arc ne survient toutefois que quand l’appareil dont la connexion est endommagée est lui-même en marche ou allumé.
Exemples d’amorçages d’arc parallèle et sériel
On peut notamment engendrer un arc parallèle en insérant un tournevis dans un appareil; quand la pointe touche une pièce sous tension et la tige entre en contact avec un élément mis à la terre, l’étincelle caractéristique se produit. On peut aussi penser aux cas où on effleure par mégarde un boîtier d’équipement en manipulant un fil sous tension dont l’extrémité est dénudée.
Pour ce qui est des arcs en série, un exemple type serait une prise dont les raccords se défont. Les plus vieux se souviendront également des câbles d’aluminium utilisés il y a 45 ans dans les maisons et sur lesquels apparaissait de l’oxydation qui nuisait au passage du courant, engendrant la surchauffe des terminaisons, puis la défaillance des installations. Des brins brisés au niveau de ces terminaisons peuvent aussi provoquer des amorçages s’il y a suffisamment de courant, surtout si les fils et les bornes sont maintenus à proximité les uns des autres.
Pourquoi exige-t-on une protection contre les amorçages d’arc dans les milieux résidentiels seulement?
Parce que c’est là où se produisent le plus d’incidents, tout simplement!
Les statistiques sont claires : les nombreuses défaillances de systèmes électriques ont surtout lieu dans des installations résidentielles. On en trouve moins ailleurs parce que dans les milieux institutionnels, commerciaux et industriels, les fils et câbles de dérivation sont protégés mécaniquement au moyen de conduits, de tubes ou de blindages. Dans les maisons, les circuits sont cachés à l’intérieur des murs où ils peuvent être endommagés par le temps, les erreurs de raccordement ou de simples accidents. C’est bien connu : il suffit de planter un clou en vue de suspendre un tableau ou d’insérer une vis dans le but de soutenir une armoire pour percer accidentellement l’isolant d’un fil. Il faut aussi considérer le fait que nous utilisons au quotidien beaucoup plus d’appareils que par le passé. Si les demeures d’antan ne comptaient que quelques prises par pièce, celles d’aujourd’hui doivent bien en avoir une tous les deux mètres! Autrefois, les rallonges proliféraient, et de multiples « pieuvres filaires » s’accrochaient aux sorties électriques. Les brins des cordons ainsi tordus ou piétinés se cassaient, engendrant des arcs sériels. Quand les appareils auxquels les cordons en question étaient reliés étaient sous tension, ces arcs risquaient d’entraîner des surchauffes, une dégradation des contacts et des défaillances, dont certaines pouvaient être désastreuses. Les prises usées ne pouvant peu ou plus retenir les lames des fiches qu’on veut y brancher constituent également un bon exemple de détérioration des contacts électriques susceptibles de mener à des amorçages d’arc en série.
Comment les DDAA fonctionnent-ils?
Les DDAA contrôlent le courant qui circule dans le circuit auquel ils sont raccordés par l’intermédiaire d’une série de bobines qui encerclent chaque conducteur de la dérivation. Ce courant connaît d’infimes variations, notamment quand on met un appareil sous ou hors tension ou un quand un dispositif consomme plus ou moins d’énergie. Ces variations sont analysées de façon à détecter celles qui pourraient être indicatrices d’arcs, et si une l’est, le courant est automatiquement coupé.
Où devrait-on installer des DDAA?
Depuis le 5 janvier 2015, le CCÉ reconnait deux types de DDAA : les modèles combinés en forme de disjoncteur et les modèles combinés pour dérivations (DDAA-D); ceci entrera en vigueur à la fin de 2016 au Québec, lorsque la nouvelle édition du code le sera.
Les DDAA combinés en forme de disjoncteur ressemblent en tout point aux dispositifs actuellement utilisés et exigés, à la différence qu’ils sont conçus pour détecter les arcs parallèles et en série jusqu’aux charges enfichées, alors que les modèles existants ne le peuvent pas. Afin d’être bien clair, le DDAA en forme de disjoncteur est aussi un disjoncteur protégeant contre les surintensités, c’est un dispositif à deux fonctions.
Également « combinés » (capables de détecter les arcs parallèles et en série), les DDAA-D s’installent dans des boîtes murales. Le CCÉ exige qu’ils soient mis dans la première prise de la dérivation à protéger. Comme ils ne sont pas placés au point d’origine de cette dérivation, la longueur de câble entre eux et le panneau où le disjoncteur régulier est situé n’est pas protégée; le CCÉ requiert qu’on le fasse mécaniquement, au moyen de conduits, de tubulures ou de blindages.
Portée des exigences en matière de DDAA
Les exigences du CCÉ en matière de DDAA :
- s’appliquent aux installations résidentielles;
- visent la plupart des dérivations de 120 V c.a., 15 ou 20 A, contenant des prises;
- ne touchent pas encore les circuits d’éclairage;
- ne portent pas sur certains circuits dédiés de prises, comme ceux de pompes de puisards et de gros électroménagers.
Les analogies entre les DDFT et les DDAA
Les DDFT sont des dispositifs courants; on les trouve partout dans les salles de bains, les installations extérieures et, depuis peu, dans les cuisines. Ils se présentent le plus souvent sous forme de prises dotées de deux boutons sur leur face, un pour effectuer des vérifications, et l’autre pour réarmer le dispositif après qu’il ait été déclenché ou mis à l’essai. Il existe aussi des versions pour panneau, aussi dotées de deux boutons. Tous les modèles réagissent à la détection de fuites à la terre de quatre à six milliampères.
Les DDAA se présentent dans les deux mêmes formats. Ils ont aussi des boutons de vérification et de réarmement, et leurs mécanismes internes ressemblent à ceux des DDFT, mais ils sont conçus pour détecter les amorçages d’arc au lieu des fuites à la terre.
Deux bobines supplémentaires sont cependant requises pour analyser le courant de la dérivation visée. Les DDAA sont donc légèrement plus volumineux que les DDFT de même type. La conception des circuits de contrôle de ces deux dispositifs est toutefois fort semblable.
De plus, pour un DDAA, ce n’est pas la somme des courants à chaque bobine qui importe, mais bien leur comportement, potentiellement influencé par des arcs. La Loi d’Ohm dit qu’en condition de court-circuit, l’intensité tend vers l’infini, alors que la tension passe à zéro. Or, pour ce qui est des arcs, dont la puissance est inférieure aux seuils de détection des dispositifs actuellement utilisés contre les surcharges, les variations d’intensité et de tension sont beaucoup moins importantes. Les arcs sont en outre interrompus deux fois par cycle, lors du passage à zéro de l’onde sinusoïdale.
Les avant-gardistes envisagent le jour où les DDFT et les DDAA seront fusionnés en un seul dispositif. Cela est fort possible, mais seul un fabricant (Siemens) a dévoilé une telle nouveauté en forme de disjoncteur DDAA combiné.
Produits dérivés des DDAA
Bien que les circuits d’éclairage ne soient pas requis d’être protégés par un DDAA, un circuit alimentant de l’éclairage et des prises est très commun. Le dispositif illustré incorpore un DDAA et un interrupteur simple, ce qui permet de protéger un circuit de prises dérivé d’un circuit d’éclairage.
Combien de DDAA faudra-t-il installer dans chaque maison?
Le nombre de DDAA requis dépend bien entendu de la taille des résidences, mais comme chaque dérivation ne peut compter que 12 prises au plus, on s’attend à ce que chaque maison en nécessite de quatre à six.
Conclusion
Ceux d’entre nous qui se préoccupent de la sécurité des installations électriques s’attendent à une réduction de la quantité d’incendies, de dommages matériels et de pertes humaines au cours des prochaines années. Ayant déjà constaté une diminution des électrocutions depuis l’avènement des DDFT, nous prévoyons en effet une baisse similaire à la suite du déploiement des DDAA, qui exigeront par ailleurs un investissement bien moindre que les coûts potentiels de tels incidents.
ndlr : M. Pierre Desilets est ingénieur, conseiller technique chez Leviton, à Montréal.
Martin Boudreault dit
Très intéressant!
Merci!
Normand Gosselin dit
Bonjour Monsieur Boudreault,
Merci de nous communiquer votre appréciation.
Normand Gosselin, éditeur
Jean-Pierre Richard dit
Vraiment très interressant cet article sur les DDAA.
Merci!
Normand Gosselin dit
Bonjour Monsieur Richard,
Merci pour votre commentaire. C’est à la fois notre mission et notre plaisir de vous informer.
Cordialement,
Normand Gosselin, éditeur
Stéphane Brunet dit
Très intéressant et bel article !
Idéalement voir la protection totale à la source.
Disjoncteur avec DDFT et DDAA.
Bien certainement la profondeur des disjoncteurs seraient peut-être augmenté.
Beaucoup d’avenir dans ce domaine avec des panneaux intelligents !
Salutations,
Normand Gosselin dit
Merci pour votre commentaire. Nous tenterons de vous fournir davantage d’information sur le sujet.
Normand Gosselin, éditeur
Pierre Beaudet dit
Ok merci
question: Est ce que le disjoncteur DDAA au panneau sera toujours nécessaire malgré tout dans les nouvelles construction ?
je viens de voir dans une construction 2015 ce type de disjoncteur pratiquement partout dans la maison. Cependant…l’électricien qui a fait le travail , me dit que son installation comporte une erreur…certaines prises DDAA qu’il a installées dans les chambres à coucher se retrouvent derrière les meubles (futur meuble , maison vide) c’est pourquoi il devra installer les prises à l’extérieur du panneau électrique ?????? Qu’en pensez vous ?
Normand Gosselin dit
L’article 26-722 f) du Chapitre V, Électricité, du Code de construction du Québec actuellement en vigueur au Québec, mentionne ceci :
26-722 Dérivations pour logements (voir l’appendice I)
Cet article s’applique aux dérivations destinées aux logements (y compris les logements individuels) :
[…]
f) les circuits de dérivation qui alimentent des prises de courant installées dans les chambres à coucher d’un
logement doivent être protégés par un disjoncteur anti-arcs ; et
[…]
C’est donc le circuit de dérivation qui doit être protégé par un DAA. Par conséquent, même si rien n’interdit d’utiliser des prises DAA en aval, il faut tout de même que la dérivation soit protégée DAA à son point d’origine, donc au panneau de dérivations.
bertrand HUBERT dit
Ce dispositif reste t il efficace s’il est placé en amont des disjoncteurs d’intensité sur le tableau ?
ceci permettrait de proteger toute la maison et ce a moindre cout car en france le disjoncteur détecteur d’arc coute une centaine d’euros et je ne connais qu’un modèle commercialisé par schneider et commercialisé a échelle infime ce dispositif n’étant pas obligatoire ici et encore moins connu.
Normand Gosselin dit
Bonjour Monsieur Hubert,
Le Magazine a transmis la question à M. Pierre Désilets, P. eng., MBA, de Leviton. M. Désilets siège au comité du Code de construction du Québec, Chapitre V – Électricité. M. Désilets est aussi membre votant et membre du Comité exécutif du Code canadien de l’électricité, Partie I, président des Sections 30 et 86, membre des Sections 26 et 82 dudit code.
Voici la réponse de Pierre Désilets :
La réponse est OUI pour la question de placer un DDAA en amont des disjoncteurs du panneau de distribution.
Pourquoi n’avons-nous pas adopté une telle stratégie? Parce que tout arc qui se produit, légitime ou non, ferait sauter la protection DDAA et on aurait tout le bâtiment dans le noir, en plus on aurait aucune idée de la localisation de l’arc, comme dans quel circuit. De plus, il y a une question d’impédance : plus on est loin de l’arc, plus l’impédance des fils est non-négligeable par rapport à l’arc, en particulier l’arc série. Dans le cas d’un DDAA en amont des disjoncteurs conventionnels, on serait le plus loin électriquement d’une faute.
L’arc série est dans notre expérience, le plus commun et le plus dangereux. Les gens de distribution comme Schneider, Eaton et autres diront que c’est l’arc parallèle, et on diffère sur ce point. Un DDAA détecte la signature d’un arc : pour ce faire, il faut que la signature soit suffisamment forte pour que le DDAA puisse la lire et agir. Le seuil d’intensité pour un arc série selon la norme est autour de 7 ampères dans un circuit de dérivation, ce qui est la moitie d’un disjoncteur de dérivation a 15 ampères. Pour un disjoncteur principal, il faudrait probablement de l’ordre de 15-20 ampères, ce qui est plus gros qu’un disjoncteur thermomagnétique conventionnel. A cette intensité d’arc, pas besoin d’un DDAA, le disjoncteur conventionnel a ouvert.
Cedric Verner dit
“La Loi d’Ohm dit qu’en condition de court-circuit, l’intensité tend vers l’infini, alors que la tension passe à zéro.”
C’est faux. La loi d’Ohm dit que lorsque que l’intensité tend vers l’infini, c’est la résistance qui passe à presque 0, il reste seulement la résistance du fil de ground (fil vert) ou neutre (fil blanc) car toutes les résistances (lumières/prises électriques/chauffage etc…) sont bypassées. Le courant part du panneau et revient au panneau sans aucune résistance sauf celle du fil par lequel il passe.
La loi d’Ohm—> Tension = Resistance × Intensité
Par exemple: 120 Volts = 100 Ohms x 1.2 Amp.
En court-circuit: 120 Volts = 0,0002 Ohms x 600 000 Amp.
Le courant dépasse alors le seuil de tolérance du disjoncteur de par exemple 15 Amp, le disjoncteur ouvre alors le circuit et il n’y a plus de courant.
Normand Gosselin dit
Électricité Plus a consulté un ingénieur en électricité qui mentionne que ” La réponse donnée est très exacte. ”
Merci pour votre commentaire.
Alain Roberge dit
Bonjour,
Est-il possible d’utiliser un disjoncteur DDAA sur un circuit lorsque le neutre est utilisé pour plus d’un circuit?
Merci,
Normand Gosselin dit
Bonjour, Monsieur Roberge,
Nous avons posé la question à un ingénieur en électricité, travaillant pour un manufacturier produisant des DDAA. De plus, nous avons placé votre question et la réponse dans l’édition de février du Magazine.
L’ingénieur nous a répondu:
La réponse est en principe oui, seulement il a des plusieurs distinctions négatives qui viennent affecter cette réponse positive.
Le DDAA vient sous deux formes : la forme disjoncteur dans un panneau de distribution et la forme prise de courant.
La forme prise de courant ne devrait pas être affectée en théorie peu importe ou la prise est installée dans le circuit de dérivation, soit comme la première prise installée (selon la règle du Chapitre V) ou bien plus loin en aval si un utilisateur ajoutait une section de circuit de dérivation a un circuit existant. Cette dernière provision d’ajout a un circuit existant vient d’être incluse dans la version canadienne du Code de l’électricité du Canada en 2018 mais n’est pas encore incluse dans le Chapitre V. En tant que manufacturier, je suspecte qu’une prise DDAA installée dans ce circuit avec un neutre partagé pourrait déclencher de manière parasitaire parce que le neutre porte des courants venant de la branche autre que celle dont la prise fait partie. Les courants d’une branche sur le neutre pourraient être interprétés selon leur intensité, leur fréquence et leur durée comme des bris parallèles du circuit. Il pourrait y avoir des interruptions du circuit non-fondées en sécurité électrique, ces interruptions devenant intolérables pour l’utilisateur très rapidement.
La forme disjoncteur installée au panneau de distribution sera fiable et de ce fait la solution « préférée ». Comme le Chapitre V nous le prescrit, le disjoncteur devra être d’empreinte double comprenant les deux branches du circuit qui se partagent le neutre. Il y a une très grosse réserve que je désire émettre : je ne connais pas de manufacturier de disjoncteur double DDAA, je pense que ce produit n’est pas offert par aucun des manufacturiers usuels. Je peux me tromper car des manufacturiers introduisent des nouveaux produits constamment mais la recherche succincte que je viens de faire dans le cadre de cette communication n’en montre aucun. Cette « solution » est donc non-avenue.
Il y a cependant une offre de disjoncteurs DDFT doubles qui existe, mais il ne faut pas confondre les fonctionnalités. DDFT n’est pas DDAA.
La forme disjoncteur des DDAA n’est offerte qu’en capacité de 15 et de 20 ampères a 120 V, en empreinte simple. Il y a aussi un disjoncteur combiné d’empreinte simple qui joint les fonctionnalités DDAA et DDFT. On ne peut pas selon les prescriptions du Chapitre V, utiliser des disjoncteurs d’empreinte simple sur un circuit double si on ne peut pas joindre le déclenchement des deux branches du circuit simultanément. En sécurité électrique, l’approche de joindre le déclenchement simultané ne peut être appliquée que par le disjoncteur double. On revient à la réalité du disjoncteur DDAA double qui n’existe pas dans le commerce.
Les prises sont aussi offertes en combiné de fonctions incluant DDAA avec DDFT. L’argument d’interruption parasitaire présenté plus haut va s’appliquer non seulement au DDAA de cette prise mais aussi à la fonction DDFT. Cette prise combinée sera perpétuellement disjonctée car le courant de neutre partagé sera interprété comme une fuite a une terre extérieure et la prise déclenchera dès qu’un courant circulera en partage sur le neutre.
En conclusion, pour une approche a long terme en sécurité électrique et en fiabilité pour le consommateur, un circuit de prises qui partage le neutre devrait être départagé pour pouvoir y introduire la fonctionnalité DDAA, ce qui signifie de tirer un circuit additionnel. Sans être naïf, le circuit de prises qui se partage le neutre est celui des comptoirs de cuisine. Départager le neutre du circuit de prises de comptoir signifie en fait enlever un circuit partagé de 15 ampères et le remplacer par deux circuits de 20 ampères. Il est beaucoup plus facile et économique de l’écrire que de le faire : voila l’essentiel du dilemme, départager le neutre d’un circuit de prises de cuisine et le cout associé.
Je crois que c’était Piton Ruel en entrevue avec Lionel Duval qui nous avait sagement partagé : il n’y en aura pas de facile…
alain Roberge dit
Bonjour,
Merci, pour la réponse.
Alain Roberge
Sylvain Piché dit
Bonjour
Est-ce qu’un congélateur branché sur une prise DDAA d’une chambre à couché peut le faire déclencher, par exemple au démarrage du compresseur?
Normand Gosselin dit
Absolument. Le démarrage d’un moteur électrique, dans ce cas-ci qui propulse le compresseur, peut faire déclencher le DDAA. Le DDAA assimile le démarrage de moteur à un arc parallèle. La demande en courant, assez élevée pour un compresseur au démarrage, en tous cas au-dessus du seuil de perception de l’arc parallèle par le DDAA, n’aide pas.
La solution réside dans la communication avec le manufacturier du DDAA, pour obtenir quand le manufacturier l’offre, une mise à jour des signatures d’arc pour que la signature du moteur du compresseur de ce type de congélateur puisse être classifiée comme acceptable par le DDAA et donc ignorée dans le diagnostic d’arc.
Réponse fournie par M. Pierre Désilets, ingénieur chez Leviton, à Montréal.