SCHÉMAS ÉLECTRIQUES
Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC.
PRÉLIMINAIRES
1. Objectifs Généraux du Cours 🎯
Ce cours a pour objectif de former l’élève à la maîtrise du langage universel du technicien : le dessin technique et, plus spécifiquement, le schéma électrique. L’ambition est de développer la capacité à la fois de lire et d’interpréter des plans existants et de créer des schémas clairs, normalisés et fonctionnels pour des installations simples. L’apprenant doit acquérir une rigueur graphique, une connaissance des symboles conventionnels et une aptitude à représenter spatialement et fonctionnellement un circuit électrique. Cette compétence est la pierre angulaire de la communication technique, indispensable pour dialoguer avec les autres corps de métier sur un chantier à Lubumbashi ou pour commander du matériel à partir d’un plan à Kinshasa.
2. Approche Pédagogique Recommandée 🧑🏫
La pédagogie de ce cours repose entièrement sur la pratique. Chaque notion théorique, qu’il s’agisse d’un type de trait ou d’un symbole, doit immédiatement faire l’objet d’exercices d’application. L’enseignant commencera par le dessin au crayon sur papier, en insistant sur la propreté et la précision, avant d’introduire potentiellement les outils de dessin assisté par ordinateur (DAO) si les ressources le permettent. La progression doit aller du simple au complexe : de la représentation d’une pièce mécanique simple pour maîtriser les vues, à la schématisation d’un circuit d’éclairage complet. Des mises en situation réelles, comme le relevé d’une installation existante dans une salle de l’école et sa mise au net sous forme de schéma, constitueront des projets intégrateurs pertinents.
3. Prérequis du Cours 📚
Une bonne perception spatiale et un sens de la proportionnalité sont des atouts importants. L’élève doit faire preuve de minutie, de patience et d’une grande propreté dans son travail. Des compétences de base en géométrie (tracés de parallèles, de perpendiculaires, d’angles) sont indispensables. Une connaissance préliminaire des composants électriques de base (interrupteur, lampe, prise), acquise dans le cours d’Électricité Générale, est nécessaire pour aborder la partie schématique.
PARTIE 1 : FONDEMENTS DU DESSIN TECHNIQUE
Cette partie initiale est dédiée à l’acquisition des bases du dessin industriel général. Avant de pouvoir dessiner un schéma électrique complexe, l’élève doit maîtriser les outils, les normes et les méthodes de représentation qui sont communs à toutes les disciplines techniques. C’est le socle de la rigueur et de la communication graphique.
Chapitre 1 : Introduction et Instruments du Dessin
1.1. Le Rôle du Dessin Technique
Ce point établit le dessin technique comme un langage graphique codifié, permettant de décrire sans ambiguïté les formes, les dimensions et les spécifications d’un objet ou d’un système. Son importance dans la conception, la fabrication et la maintenance est mise en exergue.
1.2. Les Instruments de Dessin Traditionnels
L’élève apprend à utiliser correctement l’ensemble des instruments de base : la planche à dessin, la règle en T, les équerres, le compas, les trace-cercles et les pistolets (curvigraphes). L’accent est mis sur l’entretien du matériel pour garantir la qualité du travail.
1.3. Le Choix des Crayons et du Papier
La classification des mines de crayon (dures, moyennes, tendres) est expliquée en fonction de leur usage (traits de construction, traits définitifs). Les différents formats de papier normalisés (A4, A3, etc.) et leur pliage réglementaire sont présentés.
1.4. L’Environnement de Travail
L’importance d’un poste de travail bien éclairé et organisé est soulignée. Des règles de propreté et de méthodologie sont instaurées pour éviter les taches et les imprécisions, garantissant ainsi des rendus professionnels.
Chapitre 2 : Normes et Conventions Graphiques
2.1. Le Cartouche et la Nomenclature
La structure et le rôle du cartouche, véritable carte d’identité du dessin, sont détaillés. L’élève apprend à y renseigner les informations indispensables : titre, échelle, dessinateur, date, format.
2.2. Les Échelles de Représentation
La notion d’échelle est introduite comme le rapport entre les dimensions dessinées et les dimensions réelles. Les échelles de réduction (pour les bâtiments), de grandeur réelle et d’agrandissement (pour les petites pièces) sont expliquées et appliquées dans des exercices.
2.3. Les Différents Types de Traits
La signification des différents types de traits normalisés est enseignée : le trait continu fort (contours vus), le trait interrompu fin (arêtes cachées), le trait mixte fin (axes de symétrie), etc. La maîtrise de ce code est fondamentale pour la lisibilité d’un plan.
2.4. L’Écriture Normalisée
Pour garantir une lisibilité parfaite, l’écriture sur un plan technique doit être normalisée. Des exercices de lettrage sont réalisés pour acquérir une écriture droite, inclinée, et de hauteurs différentes selon son importance (titres, cotation).
Chapitre 3 : Représentation des Objets dans l’Espace
3.1. Le Principe des Projections Orthogonales
Le concept de projection orthogonale, base du dessin technique, est expliqué en détail. La méthode de projection européenne (ou du premier dièdre) est adoptée, positionnant la vue de face au centre, la vue de dessus en dessous, la vue de gauche à droite, etc.
3.2. Disposition des Vues
L’élève s’exerce à dessiner les vues principales (face, dessus, gauche) d’objets mécaniques simples (parallélépipède, cylindre, pièces percées). La correspondance entre les vues et l’alignement des détails sont des compétences clés à acquérir.
3.3. Les Vues en Coupe
Pour montrer des détails intérieurs et cachés, le principe des coupes est introduit. L’élève apprend à définir un plan de coupe, à dessiner la partie coupée en représentant les hachures, et à indiquer correctement la coupe sur les autres vues.
3.4. La Perspective Isométrique
En complément des vues orthogonales, la perspective isométrique est présentée comme un moyen de donner une représentation en trois dimensions d’un objet. Cette vue intuitive aide à la compréhension globale de la forme de la pièce, une technique utile pour visualiser un coffret électrique avant son câblage à Goma.
Chapitre 4 : La Cotation Fonctionnelle et de Fabrication
4.1. Principes Généraux de la Cotation
Les règles de base de la cotation sont établies : clarté, non-redondance, et placement des cotes à l’extérieur du dessin autant que possible. Les éléments de la cotation (ligne de cote, lignes d’attache, flèches, valeur) sont définis.
4.2. Cotation des Longueurs, Angles et Diamètres
L’élève apprend les conventions spécifiques pour coter les dimensions linéaires (en série, en parallèle), les angles (en degrés), les diamètres (symbole Ø) et les rayons (symbole R).
4.3. Cotation Fonctionnelle
La distinction cruciale entre la cotation de fabrication et la cotation fonctionnelle est expliquée. La cotation fonctionnelle se concentre sur les dimensions essentielles au bon fonctionnement de la pièce dans un ensemble (par exemple, l’entraxe de trous de fixation d’un moteur).
4.4. Le Croquis à Main Levée
L’aptitude à réaliser rapidement un croquis coté d’une pièce existante est développée. Cet exercice forme l’œil aux proportions et constitue une étape essentielle avant la réalisation du dessin au net. Il s’agit d’une compétence vitale pour un technicien de maintenance devant remplacer une pièce sur un site isolé dans la province de la Tshopo.
PARTIE 2 : LE LANGAGE GRAPHIQUE DE L’ÉLECTRICITÉ
Cette deuxième partie marque la transition du dessin généraliste vers la spécialité de l’électricien. L’élève découvre et s’approprie le vaste vocabulaire des symboles électriques normalisés, qui lui permettra de traduire un montage réel en un schéma fonctionnel, et inversement.
Chapitre 5 : Symboles Graphiques Normalisés
5.1. Normes de Référence (CEI 60617)
L’importance des normes internationales comme celles de la Commission Électrotechnique Internationale (CEI) est soulignée pour garantir une compréhension universelle des schémas.
5.2. Symboles des Composants Passifs et des Sources
Les symboles des composants les plus courants sont mémorisés et dessinés : sources de tension (pile, alimentation), résistances, condensateurs, bobines, fusibles, et la mise à la terre.
5.3. Symboles des Appareils de Commande et de Connexion
L’élève apprend à dessiner les symboles des interrupteurs (simple, double, va-et-vient), des boutons-poussoirs, des commutateurs, des prises de courant, et des boîtes de dérivation.
5.4. Symboles des Récepteurs et Appareils de Mesure
Les symboles des récepteurs communs (lampe, sonnerie, moteur) et des appareils de mesure (voltmètre, ampèremètre, wattmètre) sont étudiés, complétant ainsi la palette de base pour les schémas d’installations.
Chapitre 6 : Les Différents Types de Schémas Électriques
6.1. Le Schéma de Principe (ou Explicatif)
Ce type de schéma vise à expliquer le fonctionnement d’un circuit de la manière la plus claire possible, sans se soucier de l’emplacement réel des composants. La disposition des éléments y suit la logique du flux d’énergie ou d’information.
6.2. Le Schéma d’Implantation (ou Architectural)
Le schéma d’implantation représente les composants sur un plan de bâtiment ou de local. Il montre leur position géographique exacte, ce qui est indispensable pour le monteur-électricien qui doit réaliser l’installation sur un chantier à Kananga.
6.3. Le Schéma de Câblage (ou de Raccordement)
Ce schéma très détaillé montre tous les fils et câbles ainsi que leur raccordement exact aux bornes des différents appareils. Il est essentiel pour la réalisation pratique du câblage dans une armoire ou un coffret.
6.4. Le Schéma Unifilaire et Multifilaire
La distinction entre la représentation unifilaire (un seul trait représente un ensemble de conducteurs) et multifilaire (chaque conducteur est dessiné) est expliquée. Le schéma unifilaire est utilisé pour une vue d’ensemble, tandis que le multifilaire est nécessaire pour le détail du câblage.
PARTIE 3 : RÉALISATION DE SCHÉMAS D’INSTALLATIONS SIMPLES
Dans cette partie, les connaissances acquises sont mises en pratique à travers la réalisation complète de schémas pour les circuits électriques les plus courants dans le domaine domestique. Chaque chapitre correspond à un montage-type.
Chapitre 7 : Circuit d’Éclairage Simple Allumage
7.1. Principe de Fonctionnement
L’analyse du circuit de commande d’un ou plusieurs points lumineux à partir d’un seul endroit est effectuée. Le rôle de l’interrupteur qui coupe la phase est souligné pour des raisons de sécurité.
7.2. Schéma de Principe Multifilaire
L’élève dessine le schéma de principe en représentant tous les conducteurs (phase, neutre, terre) et en montrant le cheminement logique du courant depuis la source jusqu’à la lampe.
7.3. Schéma de Câblage
Le passage au schéma de câblage est réalisé, en tenant compte des boîtes de dérivation et du raccordement physique des fils aux bornes de l’interrupteur et de la douille.
7.4. Schéma d’Implantation sur Plan
Sur un plan simple d’une pièce, l’élève positionne les symboles de la lampe, de l’interrupteur et de la boîte de dérivation, et trace le parcours des canalisations.
Chapitre 8 : Circuit d’Éclairage Va-et-Vient
8.1. Principe de Fonctionnement
Le montage va-et-vient, permettant de commander un point lumineux depuis deux endroits différents, est expliqué. Le rôle des deux commutateurs et des fils-navettes est détaillé.
8.2. Schéma de Principe Multifilaire
Le schéma fonctionnel du va-et-vient est dessiné, en mettant en évidence la manière dont les commutateurs inversent la connexion entre les deux navettes pour allumer ou éteindre la lampe.
8.3. Schéma de Câblage
La complexité accrue du câblage est abordée. Le raccordement correct de la phase, des navettes et du retour de lampe aux bornes spécifiques des commutateurs est un point d’attention majeur.
8.4. Applications Pratiques
Les cas d’usage typiques du va-et-vient sont discutés et dessinés sur plan : couloir, cage d’escalier, chambre à coucher. La pertinence de ce montage pour le confort et l’économie d’énergie est mise en avant.
Chapitre 9 : Circuit de Prises de Courant
9.1. Règlements et Normes
Les normes de sécurité applicables aux circuits de prises de courant sont présentées : section minimale des conducteurs, nombre maximal de prises par circuit, protection par un disjoncteur dédié.
9.2. Schéma d’un Circuit de Prises
Le câblage en parallèle (ou en « repiquage ») des prises de courant sur un même circuit est dessiné. L’importance de la continuité du conducteur de protection (terre) sur toutes les prises est martelée.
9.3. Distinction entre Circuit Lumière et Circuit Prises
La nécessité de séparer les circuits d’éclairage et les circuits de prises de courant sur des disjoncteurs distincts au tableau de répartition est expliquée pour des raisons de sécurité et de sélectivité en cas de défaut.
9.4. Implantation sur Plan d’Habitation
L’élève s’exerce à concevoir et à dessiner l’implantation des prises de courant dans plusieurs pièces d’un plan d’habitation simple, en respectant les règles de positionnement (hauteur, distance des points d’eau).
ANNEXES
Les annexes constituent une boîte à outils de référence pour l’élève. Elles contiennent une bibliothèque complète des symboles électriques normalisés vus en cours, des exemples de cartouches et de nomenclatures à utiliser comme modèles, et un guide de lecture de plans architecturaux de base. Un glossaire des termes techniques du dessin et de l’électricité est également fourni pour unifier le langage.