SCHÉMAS ÉLECTRIQUES, 2ÈME ANNÉE, OPTION ÉLECTRICITÉ
Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC.
PRÉLIMINAIRES
1. Objectifs Généraux du Cours 🎯
Ce cours de deuxième année a pour mission de faire évoluer l’élève d’une simple exécution de dessins techniques à une véritable compétence en conception et interprétation de schémas d’installations électriques. L’objectif est de maîtriser la représentation de circuits plus complexes, d’intégrer les schémas dans des plans architecturaux et de commencer à aborder les logiques de commande. Au terme de ce module, l’apprenant doit être capable de concevoir et de dessiner le dossier de plans complet d’une installation domestique simple, d’interpréter la documentation technique des fabricants et de comprendre les principes de base des schémas de commande industrielle.
2. Approche Pédagogique Recommandée 🧑🏫
La pédagogie s’articulera autour de la réalisation de mini-projets. Chaque nouveau type de circuit (va-et-vient, minuterie, télérupteur) fera l’objet d’une étude de cas complète, depuis l’analyse du besoin jusqu’à la production de l’ensemble des schémas (architectural, de principe, unifilaire). L’enseignant encouragera fortement la consultation de catalogues de fabricants pour familiariser les élèves avec la représentation de l’appareillage réel. L’utilisation de plans de bâtiments simples comme support de travail est essentielle pour contextualiser les exercices. Un projet fil rouge, comme la conception de l’installation électrique d’une petite maison d’habitation typique de la périphérie de Kananga, permettra de synthétiser et d’intégrer toutes les compétences acquises au fil de l’année.
3. Prérequis du Cours 📚
Une maîtrise parfaite des acquis du cours de Schémas Électriques de première année est requise, incluant les normes de dessin, les projections, la cotation et la connaissance des symboles électriques de base. L’élève doit également posséder une bonne compréhension des circuits étudiés en Électricité Générale (simple allumage, prises) pour pouvoir les représenter graphiquement de manière juste et fonctionnelle.
PARTIE 1 : NORMES ET REPRÉSENTATIONS FONDAMENTALES
Cette partie vise à consolider les bases et à introduire des outils de représentation plus avancés. Elle assure que tous les élèves partagent un langage graphique commun et normalisé, tout en les initiant aux méthodes modernes de conception qui transcendent le dessin manuel traditionnel.
Chapitre 1 : Révision des Normes et Symboles Électriques
1.1. Rappel des Conventions de Dessin Technique
Les fondamentaux du dessin technique sont révisés : utilisation du cartouche, gestion des échelles, types de traits et leur signification, et écriture normalisée. La rigueur et la propreté des rendus sont à nouveau soulignées comme des critères d’évaluation essentiels.
1.2. Consolidation de la Bibliothèque de Symboles
La connaissance des symboles graphiques normalisés (CEI 60617) est approfondie. Des exercices systématiques de mémorisation et de dessin des symboles pour l’appareillage de base (interrupteurs, prises, luminaires, protections) sont réalisés.
1.3. Symboles des Appareils de Production et Transformation
De nouveaux symboles sont introduits, préparant aux cours futurs : générateurs (groupe électrogène, panneau solaire), transformateurs, et redresseurs. Leur représentation correcte est exercée.
1.4. Représentation des Équipements Électroménagers
L’élève apprend à représenter sur un plan les équipements spécialisés courants dans une habitation : cuisinière électrique, chauffe-eau, climatiseur. La distinction entre le symbole architectural et le raccordement électrique est clarifiée.
Chapitre 2 : Représentation des Canalisations et Boîtes de Connexion
2.1. Modes de Pose des Canalisations
Les différentes manières d’installer les conduits et les câbles sont étudiées et représentées : pose en saillie (sous tube ou moulure), pose encastrée dans les murs et les planchers, et pose en vide de construction (faux plafond).
2.2. Symboles des Canalisations
Les symboles normalisés pour représenter ces différents modes de pose sur les schémas architecturaux sont enseignés, permettant une lecture claire du cheminement des circuits.
2.3. Dessin des Boîtes de Dérivation et de Centre
La représentation et le rôle des boîtes de connexion sont détaillés. L’élève s’exerce à dessiner ces éléments clés, qui centralisent les jonctions (épissures) d’un circuit, en respectant leur emplacement logique dans l’installation.
2.4. Dessin de Détail d’un Appareillage
Pour comprendre la transition entre le schéma et la réalité, des exercices de dessin en coupe d’un appareillage simple (prise de courant, interrupteur) monté dans sa boîte d’encastrement sont réalisés.
Chapitre 3 : Le Schéma Architectural et le Schéma de Principe
3.1. Lecture d’un Plan d’Architecte
La compétence de lire et d’interpréter un plan de bâtiment simple est développée. L’élève apprend à identifier les pièces, les murs, les portes, les fenêtres et à utiliser l’échelle pour relever des dimensions.
3.2. L’Implantation des Équipements (Schéma Architectural)
Sur un plan d’architecte fourni, l’élève s’exerce à positionner de manière judicieuse les points lumineux, les interrupteurs et les prises de courant en fonction de l’usage des locaux et des règles ergonomiques.
3.3. Le Schéma de Principe (ou Développé)
Le rôle du schéma de principe comme outil de compréhension du fonctionnement est réaffirmé. Il est dessiné sans souci d’échelle ni d’emplacement, en organisant les composants de manière à suivre la logique du courant électrique.
3.4. La Correspondance entre les Schémas
Des exercices de mise en correspondance entre le schéma architectural et le schéma de principe sont effectués. L’élève doit être capable, à partir d’une implantation, de dessiner le schéma de principe, et inversement, ce qui démontre une compréhension complète du circuit.
Chapitre 4 : Introduction au Dessin Assisté par Ordinateur (DAO)
4.1. Principe et Avantages du DAO
Le concept de DAO (ou CAD en anglais) est introduit. Ses avantages par rapport au dessin manuel sont expliqués : gain de temps, précision, facilité de modification, et création de bibliothèques de symboles réutilisables.
4.2. L’Interface d’un Logiciel de DAO
L’environnement de travail type d’un logiciel de DAO est présenté de manière théorique : la zone de dessin, les barres d’outils, le gestionnaire de calques et la ligne de commande.
4.3. Le Concept de Calques et de Blocs
Deux concepts fondamentaux du DAO sont expliqués. Les calques permettent de superposer différentes informations (architecture, circuits lumière, circuits prises). Les blocs permettent de créer des symboles (ex: une prise) et de les insérer à volonté.
4.4. L’Avenir du Dessin pour le Technicien
La transition du métier de dessinateur vers celui de technicien en DAO est discutée, soulignant l’importance pour les futurs professionnels de se familiariser avec ces outils numériques pour rester compétitifs sur le marché du travail à Kinshasa ou Lubumbashi.
PARTIE 2 : SCHÉMAS D’INSTALLATIONS D’ÉCLAIRAGE COMPLEXES
Cette partie approfondit l’étude des circuits d’éclairage en abordant les montages qui permettent de commander un même point lumineux depuis plusieurs endroits ou d’automatiser son fonctionnement, répondant ainsi à des besoins de confort et d’efficacité énergétique.
Chapitre 5 : Circuits à Commande Multiple (Va-et-Vient et Télérupteur)
5.1. Le Schéma du Va-et-Vient
Le principe et les schémas (principe, câblage, implantation) du circuit va-et-vient, permettant la commande depuis deux points, sont révisés et consolidés par des exercices complexes.
5.2. Le Permutateur pour une Troisième Commande
Pour commander un éclairage depuis trois points ou plus, le permutateur est introduit. Son symbole, son fonctionnement interne (croisement des navettes) et son insertion dans un circuit va-et-vient sont étudiés et dessinés.
5.3. Le Télérupteur : Principe et Avantages
Le télérupteur est présenté comme une solution plus simple à câbler pour un nombre élevé de points de commande. Son fonctionnement (bobine et contact maintenu) et celui des boutons-poussoirs associés sont expliqués.
5.4. Schémas de Câblage d’un Circuit à Télérupteur
Les différents schémas pour un circuit commandé par télérupteur sont réalisés. L’avantage du câblage (seulement deux fils vers chaque bouton-poussoir) par rapport au montage avec permutateurs est mis en évidence.
Chapitre 6 : Circuits à Temporisation et Automatisation
6.1. La Minuterie de Cage d’Escalier
Le principe de la minuterie, qui éteint automatiquement l’éclairage après une durée réglable, est étudié. Son rôle dans les économies d’énergie dans les parties communes d’immeubles est souligné.
6.2. Schémas de Câblage d’une Minuterie
Le câblage spécifique de la minuterie (modèles à 3 ou 4 fils) connectée à plusieurs boutons-poussoirs est dessiné. Le schéma montre l’alimentation de la bobine et le contact de puissance pour les lampes.
6.3. L’Interrupteur Crépusculaire
Cet appareil, qui allume automatiquement un éclairage extérieur à la tombée de la nuit et l’éteint au lever du jour, est présenté. Son symbole et son schéma de raccordement sont étudiés.
6.4. Le Détecteur de Mouvement
Le principe du détecteur de mouvement à infrarouge est expliqué. Son schéma d’installation pour l’éclairage automatique de zones de passage (couloirs, jardins) est dessiné, une solution de plus en plus prisée pour la sécurité des parcelles à Mbuji-Mayi.
PARTIE 3 : SCHÉMAS DE SIGNALISATION ET DE FORCE MOTRICE DE BASE
Cette section élargit le champ de compétences de l’élève au-delà de l’éclairage, en abordant les circuits de communication simple (sonneries) et en jetant les premières bases des schémas industriels avec l’introduction à la commande des moteurs.
Chapitre 7 : Circuits de Sonneries et de Signalisation
7.1. Le Circuit de Sonnerie Simple
Le schéma de base d’une sonnerie alimentée en très basse tension de sécurité (TBTS) via un transformateur est dessiné. Le câblage du bouton-poussoir et de la sonnette est détaillé.
7.2. Commande de Plusieurs Sonneries
Le schéma permettant de faire retentir plusieurs sonneries simultanément depuis un seul bouton-poussoir (montage en parallèle des récepteurs) est réalisé.
7.3. Sonnerie avec Tableau Indicateur
Pour les installations tertiaires (hôtels, bureaux), le schéma d’un système de sonnerie avec un tableau de report (annonciateur) qui mémorise l’origine de l’appel est étudié, introduisant une première notion de logique de signalisation.
7.4. Dessin de Détail d’un Transformateur de Sonnerie
Un dessin technique représentant un transformateur de sonnerie est réalisé, en montrant les enroulements primaire et secondaire, le circuit magnétique, et les bornes de raccordement.
Chapitre 8 : Introduction aux Schémas de Commande Moteur
8.1. Distinction Circuit de Puissance / Circuit de Commande
Le concept fondamental de la séparation des schémas industriels en deux parties est expliqué. Le circuit de puissance gère l’alimentation du moteur, tandis que le circuit de commande gère la logique de fonctionnement (démarrage, arrêt).
8.2. Symboles de la Commande Moteur
Les symboles des composants de base de la commande industrielle sont introduits : contacteur, relais thermique, sectionneur, disjoncteur moteur, et boutons-poussoirs « marche » et « arrêt ».
8.3. Schéma d’un Démarrage Direct
Le schéma complet (puissance et commande) pour le démarrage direct d’un petit moteur asynchrone triphasé est dessiné. Le principe de l’auto-alimentation de la bobine du contacteur est expliqué.
8.4. Lecture d’un Schéma de Démarrage Étoile-Triangle
A titre d’introduction, un schéma de démarrage étoile-triangle est présenté à l’élève. L’objectif est de s’initier à la lecture d’un schéma plus complexe, en identifiant les différents contacteurs (ligne, étoile, triangle) et la temporisation, une compétence requise pour la maintenance dans les usines de la BRALIMA.
PARTIE 4 : CONSTITUTION D’UN DOSSIER TECHNIQUE
La dernière partie du cours synthétise toutes les compétences acquises en apprenant à organiser les différents schémas au sein d’un dossier de plans cohérent et professionnel, prêt à être utilisé sur un chantier.
Chapitre 9 : Organisation du Tableau de Répartition
9.1. Rôle du Tableau Électrique
Le tableau de répartition est présenté comme le cœur et le cerveau de l’installation, regroupant les appareils de protection et de sectionnement de tous les circuits.
9.2. Les Différents Modules du Tableau
L’élève apprend à identifier et à dessiner les symboles des composants d’un tableau : interrupteur différentiel, disjoncteurs divisionnaires, peigne de raccordement, bornier de terre.
9.3. Le Schéma Unifilaire du Tableau
La méthode pour dessiner le schéma unifilaire d’un tableau de répartition est enseignée. Ce schéma représente de manière synthétique tous les circuits partant du tableau, avec le calibre de leur protection et la section de leurs conducteurs.
9.4. Principe du Repérage des Circuits
L’importance cruciale du repérage de chaque disjoncteur et de chaque circuit par une étiquette claire est expliquée, une règle de bonne pratique indispensable pour la sécurité et la facilité de maintenance.
Chapitre 10 : Création d’un Dossier de Plan Complet pour une Villa
10.1. Composition du Dossier Technique
Les différentes pièces qui constituent un dossier de plans électriques complet sont listées : le plan d’implantation, le schéma unifilaire du tableau, les schémas de principe des circuits complexes, et la nomenclature du matériel.
10.2. Projet : Implantation Électrique d’une Villa
En s’appuyant sur un plan d’architecte d’une petite villa, l’élève réalise le schéma d’implantation complet, en positionnant tous les appareils et en traçant toutes les canalisations.
10.3. Projet : Schéma Unifilaire et Schémas de Principe
À partir de son plan d’implantation, l’élève conçoit et dessine le schéma unifilaire du tableau électrique correspondant, en répartissant judicieusement les circuits. Les schémas de principe pour les circuits non triviaux (va-et-vient, télérupteur) sont également produits.
10.4. Le Bordereau de Matériel (Nomenclature)
En dernière étape, l’élève apprend à extraire de ses plans la liste complète du matériel nécessaire à la réalisation du chantier (quantité et type d’appareils, métré des câbles et conduits). Cette compétence est essentielle pour l’établissement d’un devis, par exemple pour un projet de construction à Gbadolite.
ANNEXES
Les annexes servent de référence technique. Elles contiennent une bibliothèque de schémas types pour tous les circuits étudiés, des extraits de catalogues de fabricants montrant l’appareillage réel et sa documentation, et un exemple complet de dossier de plans pour une petite installation. Un glossaire des termes du schéma électrique et du bâtiment est également inclus.