En appuyant sur le bouton TEST d'une prise GFCI dans sa salle de bain à Seattle, une propriétaire a constaté qu'il n'y avait aucune réponse. La prise avait l'air identique à toutes les autres prises résistantes aux manipulations de la maison, mais le circuit de détection interne avait apparemment mal fonctionné depuis un certain temps. Ainsi, malgré le fait que le GFCI était alimenté par une source d'énergie active depuis des semaines ou des mois, il fournissait de l'énergie sans aucune protection contre les défauts de mise à la terre. Dans le panneau électrique lui-même, un disjoncteur thermomagnétique de 20 ampères fonctionnait parfaitement. Cependant, il ne pouvait pas détecter le type de défaut que le GFCI était censé protéger. Par conséquent, la relation suivante peut être établie en termes de fonctionnement : le disjoncteur protège les fils et les structures contre les surcharges et les courts-circuits, tandis que le GFCI protège les personnes contre l'électrocution, ce qui signifie que les appareils ci-dessus ne sont pas interchangeables et ne peuvent pas se remplacer mutuellement.
Ce que fait chaque appareil : Protection contre les surcharges vs. Protection contre les défauts de mise à la terre
Le terme pour un disjoncteur est essentiellement un disjoncteur miniature (MCB) ou un disjoncteur à boîtier moulé (MCCB). Il est connu pour être un mécanisme de protection contre les surcharges. Il fonctionne automatiquement en coupant le circuit lorsqu'il y a une surcharge, où plusieurs produits électriques peuvent tirer plus de courant que le câblage ne peut en fournir. Lorsqu'il y a un court-circuit, c'est lorsque des fils électriques se touchent, ce qui entraîne une ouverture de circuit. Un disjoncteur crée un effet qui protège une ligne électrique, des appareils et des biens contre les incendies.
Il le fait en utilisant deux mécanismes ; l'un d'eux est la bande bimétallique, où, lorsqu'il y a une surcharge, la bande bimétallique se plie sous la chaleur et déclenche le disjoncteur. Avec un disjoncteur simple, le disjoncteur ne peut pas détecter de courant qui fuit à travers la terre. Il peut ne pas être capable de détecter le courant électrique qui peut passer à travers un être humain ou même à travers l'eau. Il a également été prouvé que si une personne touche un fil électriquement actif, le courant électrique qui traverse la personne est d'environ 10 à 30 milliamps. C'est un chiffre significatif qui peut provoquer une fibrillation ventriculaire et une mort éventuelle, mais ce n'est certainement pas assez de courant pour déclencher le disjoncteur. Les ressources de la Fondation internationale pour la sécurité électrique (ESFI) expliquent que le seuil pour un choc létal est d'environ 50 milliamps, bien en dessous du seuil de déclenchement de tout disjoncteur standard, c'est pourquoi une protection supplémentaire est essentielle dans les endroits humides et extérieurs.
L'interrupteur de circuit à défaut de terre (GFCI), également connu sous le nom de dispositifs de courant résiduel (RCD) au Royaume-Uni et sur les marchés IEC, est un dispositif de sécurité de circuit qui détecte les variations du flux de courant à travers le fil chaud et le fil neutre. En d'autres termes, les deux courants fonctionnent de manière égale dans un circuit fonctionnel. Idéalement, lorsque quelqu'un touche un fil électrique, une partie du courant entre dans la terre à travers le corps plutôt que de revenir par le fil neutre. Le GFCI reconnaît cette variation — généralement à une valeur de 5 mA (0,005 amp) aux États-Unis, ou 30 mA (0,030 amp) dans certains RCD IEC — et coupe immédiatement le circuit. Cependant, il ne fournit pas de protection contre les surcharges ou les courts-circuits et doit être connecté à un disjoncteur et à un fusible responsables de la protection du câblage en cas de surintensité. Pour une compréhension plus approfondie du cadre de certification qui régit les disjoncteurs qui se trouvent aux côtés des GFCI dans un panneau, notre article sur ce que sont les disjoncteurs UL 489 explique les exigences de test et de liste pour les disjoncteurs standard et spécialisés.
Comment les deux dispositifs se comparent : une référence côte à côte
| Caractéristique | Disjoncteur standard (MCB) | GFCI (DDR) |
|---|---|---|
| Protection primaire | Surcharge et court-circuit — protège le fil, l'équipement et le bâtiment contre les incendies | Défaut de terre (fuite à la terre) — protège les personnes contre l'électrocution |
| Seuil de déclenchement | 15A, 20A, 30A, etc. — se déclenche lorsque le courant dépasse la valeur nominale | 5 mA (Amérique du Nord, protection personnelle) ou 30 mA (marchés IEC, protection personnelle) ; des valeurs plus élevées pour la protection des équipements |
| Détecte une personne recevant une décharge ? | Non. Le courant traversant une personne (généralement 10–30 mA) est bien en dessous du seuil de déclenchement du disjoncteur | Oui. Se déclenche en quelques millisecondes lorsque le courant de fuite atteint la sensibilité nominale |
| Détecte un court-circuit ? | Oui — le mécanisme de déclenchement magnétique réagit instantanément aux courants de défaut élevés | Non. Un GFCI sans fonction de surintensité intégrée doit être associé à un disjoncteur ou à un fusible |
| Lieux d'installation typiques | Chaque circuit dans le panneau — éclairage, prises, appareils | Salles de bains, cuisines, garages, extérieurs, vides sanitaires, buanderies — tout endroit où l'eau et l'électricité sont à proximité |
| Forme physique | Monté sur rail DIN (MCB) ou enfichable pour un barrette de bus de panneau ; également disponible en tant que disjoncteur GFCI qui combine les deux fonctions | Type prise (prise murale avec boutons TEST et RESET), portable (à brancher), ou monté sur rail DIN (RCD/RCBO pour panneaux de distribution) |
| Coût (approximatif, par unité) | $5–$50 selon les pôles, la classification et la capacité d'interruption | $10–$25 (type prise) ; $30–$80 (disjoncteur GFCI) ; $20–$60 (RCD/RCBO sur rail DIN) |
Où chaque dispositif est requis — et où ils doivent fonctionner ensemble
Chaque installation électrique a son disjoncteur standard. Chaque circuit contient cet élément essentiel de protection contre les surcharges, sans lequel tout circuit est illégal. Le Code national de l'électricité (NEC) établit que les GFCI doivent être utilisés dans des zones spécifiques présentant un risque de défaut à la terre, comme les salles de bains, les cuisines, les garages, les prises extérieures, les vides sanitaires, les buanderies et partout où se trouve un évier à moins de six pieds. La protection RCD de 30 mA est obligatoire dans tous les circuits finaux des bâtiments résidentiels au Royaume-Uni et dans de nombreux pays IEC, offrant aux résidents une protection plus complète que l'approche plus limitée de l'Amérique du Nord, qui ne protège que les zones à haut risque.
Les deux dispositifs doivent être utilisés ensemble pour tous les circuits nécessitant une protection GFCI. L'arrangement traditionnel consiste à avoir une prise GFCI à la première prise du circuit câblée pour défendre toutes les prises suivantes en utilisant ses bornes LOAD, tandis que l'ensemble du circuit lui-même est protégé par un disjoncteur standard dans le panneau. Alternativement, on peut utiliser un disjoncteur GFCI qui combine les fonctions de disjoncteur et de détecteur de défaut à la terre lors de l'installation d'appareils GFCI. Cette option est plus élégante et est fréquemment préférée pour les nouvelles constructions. La gamme de produits HUYU comprend à la fois des MCB standard pour la protection contre les surcharges et des RCBO (Disjoncteurs de courant résiduel avec surcharge), tels que le HUM18LE‑63 RCBO, qui combinent les fonctions d'un MCB et d'un RCD dans un seul dispositif sur rail DIN. C'est la protection la plus complète pour un seul circuit final : surcharge, court-circuit et fuite à la terre, le tout dans un seul dispositif occupant le même espace qu'un MCB standard.
Que se passe-t-il lorsqu'un GFCI tombe en panne
Le GFCI est composé de nombreuses choses : un circuit imprimé, une bobine de détection et un relais. Chacune de ces pièces peut échouer en raison de l'âge, de l'humidité, de pics de tension ou simplement de l'usure due à l'utilisation au fil des ans. Une défaillance peut se produire dans le GFCI sans nécessairement couper l'alimentation : le GFCI peut continuer à fonctionner tandis que sa détection de défaut à la terre cesse de fonctionner. En appuyant sur le bouton TEST, on peut apprendre que ce bouton peut soit ne rien faire, soit déclencher l'appareil mais ne pas le réinitialiser. Un GFCI qui se déclenche sans charge ou dont le bouton TEST ne se déclenche pas du tout n'est plus opérationnel et doit être remplacé. Le NEC et les fabricants affirment que les GFCI doivent être testés une fois par mois à l'aide du bouton TEST. Un dispositif qui ne se déclenche pas doit être remplacé immédiatement. Un GFCI qui a atteint la fin de sa durée de vie — généralement après 10 à 15 ans de service, bien qu'il puisse échouer plus tôt dans des conditions humides ou à l'extérieur où l'humidité est très élevée — doit être remplacé de manière proactive plutôt que réactive, car il n'y a aucun moyen de savoir que le GFCI a cessé de fonctionner.
Ce qui ne doit pas être branché sur un GFCI
L'utilisation de la protection GFCI est importante lors de la manipulation de lieux humides, mais peu d'appareils s'avèrent réellement de mauvais choix et peuvent entraîner des déclenchements intempestifs. À cet égard, les réfrigérateurs et les congélateurs (en particulier les appareils plus anciens) peuvent créer de petites courants de fuite au fil du temps tandis que le compresseur résiste à l'épreuve du temps. Il convient de mentionner qu'un GFCI qui se déclenche sur un congélateur en fonctionnement dans le garage et qui n'est pas remarqué pendant plusieurs jours entraînera une détérioration des aliments. Il est nécessaire de mentionner des appareils tels que les pompes à eaux usées et les pompes à égouts : un GFCI qui s'est déclenché lors d'une tempête provoquera des inondations dans le sous-sol. En ce qui concerne ces dispositifs, le NEC autorise une seule prise humide sans protection GFCI dans certaines conditions si l'emplacement d'installation ne nécessite pas de protection autrement. Si, au contraire, le besoin de GFCI est évident (garage ou sous-sol non fini), l'alternative est d'utiliser un GFCI avec une alarme sonore qui notifiera le propriétaire ou d'installer un GFCI dédié qui fonctionne uniquement pour cet appareil afin que s'il se déclenche, cela n'affecte pas d'autres charges sur ce circuit. C'est une raison de ne pas éviter la protection GFCI chaque fois qu'elle est nécessaire, mais plutôt de l'appliquer judicieusement.
La solution combinée : disjoncteurs à double fonction AFCI/GFCI et RCBO
L'augmentation des exigences du NEC pour la protection AFCI et GFCI a entraîné l'utilisation généralisée de disjoncteurs à double fonction, qui sont des dispositifs fournissant une protection AFCI, GFCI et contre les surcharges dans un seul package. Dans le monde IEC, les RCBO sont des dispositifs qui accomplissent le même type de protection cumulative en utilisant un seul dispositif sur rail DIN, qui combine les fonctions de protection contre les surcharges (MCB) et de protection contre les courants résiduels (RCD). Les circuits alimentant les prises de comptoir de cuisine dans une nouvelle maison en Amérique du Nord nécessiteraient généralement à la fois une protection AFCI et GFCI, et le panneau serait équipé d'un disjoncteur à double fonction combinant AFCI, GFCI et protection normale contre les surcharges dans une seule unité. Au Royaume-Uni/régions de produits similaires, chaque circuit final serait équipé d'un RCBO atteignant le même niveau de protection. HUYU fabrique et fournit des dispositifs à double fonction et des RCBO pour des applications AC et DC, y compris le RCBO de Type B VRL22B, qui fournit une protection contre les courants résiduels pour les circuits où des fuites DC peuvent être présentes — tels que ceux alimentant des chargeurs de VE, des onduleurs solaires ou des variateurs de vitesse.
Questions Fréquemment Posées
Quelle est la différence entre un interrupteur de circuit à défaut de terre et un disjoncteur ?
Un disjoncteur protège le circuit à la fois contre les surcharges et les courts-circuits en empêchant la surchauffe des fils et les incendies potentiels. Cependant, un GFCI fournit une protection contre les défauts de terre, ce qui peut sauver des vies en évitant l'électrocution causée par la fuite du courant dans le sol. Ils offrent une protection contre différents dangers mais sont tous deux nécessaires dans les circuits situés dans des endroits humides ou à l'extérieur.
Que ne devez-vous pas brancher sur un GFCI ?
Les congélateurs, réfrigérateurs, pompes de relevage des eaux usées et pompes de puisard peuvent entraîner des déclenchements intempestifs de GFCI, provoquant la détérioration des aliments et des inondations si cela n'est pas détecté à temps. Si une protection GFCI est nécessaire, il faut installer une alimentation électrique fabriquée pour les GFCI possédant des alarmes sonores ou un GFCI monté sur une seule prise alimentant uniquement cet appareil.
Que fait un GFCI lorsqu'il tombe en panne ?
Si un GFCI ne fonctionne pas comme il se doit, il se déclenchera soit inutilement, soit ne se déclenchera pas lorsque le bouton TEST est pressé. Le bouton TEST doit être pressé chaque mois, et si le GFCI ne se déclenche pas, il doit être remplacé immédiatement.
Existe-t-il un disjoncteur qui soit à la fois AFCI et GFCI ?
En effet, les disjoncteurs à double fonction sont des dispositifs qui intègrent harmonieusement la protection contre les arcs électriques (AFCI), les défauts à la terre (GFCI) et les méthodes conventionnelles de protection contre les surintensités. Les différents fabricants de tableaux électriques en Amérique du Nord produisent ces dispositifs et ils offrent la protection optimale contre un circuit électrique unique.
Références
- Electrical Safety Foundation International (ESFI) — Sécurité des GFCI et des disjoncteurs. Conseils aux consommateurs et aux professionnels sur les rôles des GFCI et des disjoncteurs dans la sécurité électrique résidentielle.
- National Fire Protection Association (NFPA) — Articles 210 et 422 du NEC. Exigences pour la protection GFCI et AFCI dans les locaux résidentiels et commerciaux.
- Eaton — Disjoncteurs GFCI, disjoncteurs à double fonction et RCBO. Fabricant de dispositifs de protection résidentiels et commerciaux combinant protection contre les surintensités, défauts à la terre et arcs électriques.
- Schneider Electric — Sélection et application des DDR et RCBO. Guide du fabricant sur la protection par courant résiduel pour les installations sur le marché IEC.
Un disjoncteur protège contre les dommages liés à la chaleur pouvant être causés par un fil électrique surchargé ; tandis qu’un GFCI sert à protéger contre les chocs électriques que des fils défectueux ou des appareils humides pourraient provoquer. Cependant, aucun dispositif n’est capable de gérer seul toutes les menaces, et lorsqu’il y a une combinaison d’eau et d’électricité, aucun des deux dispositifs ne suffit à lui seul. Qu’il s’agisse d’un disjoncteur dans le tableau, d’une prise GFCI ou d’un RCBO, les deux dispositifs doivent être utilisés pour assurer la sécurité des appareils électriques utilisés dans nos maisons, cuisines et salles de bains. Ainsi, HUYU commercialise des appareils qui complètent les couches mentionnées dans le système de protection contre les dangers visibles et invisibles.
