Calculateur de section de câble électrique en véhicule aménagé

Dans l’aménagement d’un véhicule 🚐, il y a bien des domaines qui sont complexes et pour lesquels ont réfléchi 🤔, parfois même, on s’arrache les cheveux 🤯

Le gaz 🌀, la conception des meubles 🔨, l’eau 💧, mais aussi, et surtout l’électricité ⚡!
C’est un domaine très technique, sur lequel il ne faut pas se louper ⚠️, car il engage directement votre sécurité 🧨et celle de vos invités.

Parmi les “détails” important dans ce domaine, beaucoup sont normés et c’est le cas pour le choix des câbles électriques 🔌.

Il y a quelques trucs à respecter dans le choix des câbles et en particulier la “section”, c’est-à-dire la grosseur du câble que l’on va utiliser pour tel ou tel usage 🔌Pour faire simple, plus on a un gros câble, plus on peut faire passer de l’énergie, de l’électricité ⚡ dedans, et donc moins, on a de surchauffe🌡️, et tout simplement de risque d’incendie 🔥

Mais bon, on ne peut malheureusement pas se dire qu’il suffit de prendre le plus gros possible à cause du prix élevé 💲 que ça engendre, et il faut donc bien trouver une manière de faire le juste choix de la section.

Il existe, sur internet 🌐, quelques articles et tableaux de références, des abaques 📑, qui permettent de se repérer afin de choisir la bonne taille de câble électrique 🔌
J’ai souvent fait l’usage de certains d’entre eux dans la conception de mon Geekomobile 🚐

Mais finalement, c’est un peu fastidieux 😮‍💨 de consulter un abaque sur lequel on cherche les correspondances en fonction des besoins, et du coup, j’ai eu envie de me faire un petit outil pratique 🎛️, un calculateur qui respecte la formule physique 🔢 et qui permet d’avoir un résultat rapide en 2 / 3 clics 🖱️

Maintenant qu’il est parfaitement fonctionnel et mis en page, c’est l’occasion de vous le partager dans la suite de ce petit article 📝🙂

Explications

On est bien d’accord que je ne suis ni un électricien, ni un professionnel de l’aménagement ou même un physicien ^^. Le but de mon article est de “vulgariser” et simplifier une question par laquelle je suis moi-même passé.

Comment choisir la grosseur de mes câbles électrique ?

Au travers de mes recherches pour comprendre le mécanisme, la formule employée, j’ai vu que ce n’était pas vraiment simple de déterminer une section de câble électrique …
Il y a énormément de paramètres à prendre en compte tel que la température ambiante, l’échauffement, l’isolant du câble, l’environnement, le domaine d’application, etc.

Malgré tout, les abaques et informations simplifiées que l’on peut retrouver sur internet, font parfaitement le job. Le but est simple, avoir une idée de la taille du câble que l’on souhaite pour une distance donnée et une puissance estimée.

Pour notre usage, dans la conception d’un véhicule aménagé, pas besoin de calculs digne d’une usine nucléaire ou d’un laboratoire de recherche quantique, on peut rester sur une formule simplifiée pour atteindre notre but.

Pour créer ce petit calculateur, je me suis donc basé sur la formule physique suivante :

S = ( ρ x I x 2L ) / (△V x U)

Légende :

S = Section de câble (en mm²)
ρ = Résistivité du câble (en ohm)
I = Intensité du courant (en ampère)
L = Longueur du câble (en mètre)
△V = Chute de tension (en volt)
U = Tension de la batterie (en volt)

Petit décryptage :

Pour connaitre la section d’un câble, S, donnée en norme européenne donc en mm², je vous décompose la formule en 3 étapes.

1. Dans un premier temps, il faut multiplier la résistivité du câble, ρ, qui est par exemple de 0.023 pour le cuivre, ou 0.037 pour l’aluminium (pour une température ambiante de 25 degrés), par l’intensité du courant que l’on souhaite faire passer au maximum, I, donc en ampère.
2. Ensuite, ce résultat est à multiplier par la longueur du câble en aller-retour, 2L, (le courant part du positif pour aller vers le consommateur et revient par le négatif, il parcourt donc 2 fois la longueur du câble)
3. Enfin, on soumet le résultat en le divisant par la chute de tension qui se fait naturellement, △V, mise elle-même en rapport avec la tension de notre batterie, U.

Aller, assez d’explication, je vous laisse tester mon petit calculateur 🙂

Le calculateur

Il est assez simple à prendre en main, la plupart des options sont préremplies, et si vous avez un doute, il suffit de ne pas toucher les valeurs par défaut.

Malgré tout, vous pouvez pousser

Exemples et situations

Je terminerai sur quelques exemples et mises en situations.

Premier exemple assez simple :
Ma batterie est à l’avant du fourgon et mon coin salon juste à côté. Je compte utiliser une prise allume-cigare pour pouvoir brancher un adaptateur de recharge pour mon PC Portable.
Cet adaptateur recharge à 12 ampères maximum, et la prise allume-cigare jusqu’à 15 ampères maximum. Je pars donc sur la valeur de la prise allume-cigare, et je sais que j’ai 2 mètres de câble électrique à prévoir.
Le résultat donné par le calculateur est le suivant :

15 ampères sur 2 mètres (donc 4) avec un câble en cuivre et une batterie plomb => 4 mm² donc utiliser une section minimale de 4 mm²

Chargeur universel PC adaptateur allume-cigare – Max 12 ampères

Second exemple, avec conversion de la tension :
Ma batterie se trouve à l’arrière du fourgon, et j’ai une prise USB A double à l’avant du fourgon.
Je veux l’alimenter de façon à ce qu’elle puisse servir pour un appareil le plus gourmand possible sur ce type de prise.
La plupart des prises USB A double (2 emplacements) sont indiquées pour un max autour de 3 ampères par port.
Attention, les prises USB fonctionnent en 5 volts, et non en 12, et donc la puissance maximale requise avec une prise USB de ce genre est de 36 watts en 5 volts soit dans les 3 ampères maximum en 12 volts.
La longueur du câble entre ma batterie et l’emplacement de cette prise USB est de 4 mètres (oui oui grand fourgon lol), ce qui me donnera le résultat suivant d’après mon calculateur :

3 ampères sur 4 mètres (donc 8) avec câble en cuivre et batterie Gel (acide / plomb) => 2 mm² donc utiliser une section minimale de 2.5 mm²

Chargeur USB Double Quick Charge – Max 36 watts

Autre exemple, j’utilise un bornier 12 volts qui va centraliser plusieurs consommateurs 12v :
Ma batterie est à l’arrière du fourgon et le bornier 12 volts juste à côté à 1 mètre maximum.
Le bornier 12 volts peut recevoir plusieurs appareils, avec pas mal de fusible différent, mais la documentation officielle indique qu’il supporte au maximum 30 ampères :

30 ampères sur 1 mètre (donc 2) avec câble en cuivre et batterie AGM (acide / plomb) => 4 mm² donc utiliser une section minimale de 4 mm²

Bornier 12 volts – Max 30 ampères

Enfin un dernier exemple avec utilisation d’un convertisseur 230v et batterie lithium :
Ma batterie est toujours à l’arrière du fourgon, et je branche un convertisseur 230v sur celle-ci afin d’alimenter plusieurs prises 230v dans le fourgon.
J’ai 2 questions qui me viennent alors, la section du câble entre ma batterie et mon convertisseur, et celle entre mon convertisseur et ma prise électrique cotés cuisine.
Pour le convertisseur, il se trouve à moins de 50 centimètres de ma batterie, le branchement est court, mais le convertisseur peut envoyer jusqu’à 2500 watts pur sinus.
D’après le calculateur :

2500 watts convertis en ampères sur batterie lithium donne 192 ampères, sur une distance de 0.5 mètre avec câble en cuivre => 12 mm² donc utiliser une section minimale de 16 mm² 

Convertisseur 230v Pur Sinus – Max 2500 watts

Pour ma prise électrique cuisine, elle va alimenter des appareils électroménager potentiellement gourmand, cuiseur de riz par exemple, qui consomme 700 watts max d’après l’étiquette.
Le câble entre mon convertisseur et la cuisine est long, de 4 mètres, mais attention, l’électricité envoyée n’est plus en 12 volts, mais en 230 volts. D’après le calculateur, voici le résultat :

700 watts convertis en ampères sur convertisseur 230v donne 3 ampères, sur une distance de 4 mètres (donc 8) avec câble en cuivre => 0 mm² donc utiliser une section minimale de 0.75 mm²

Cuiseur riz – Max 700 watts

Mon petit retour d’expérience

Avec ma petite expérience je peux vous faire un petit retour sur quelques détails autour du choix des câbles pour votre électricité.

Trouver les câbles souples

Au départ, j’ai rencontré des difficultés à trouver les “bons” câbles, car je me fournissais au magasin de bricolage du coin, un petit Weldom, et je ne trouvais pas de câble souple par exemple.
Pour trouver ce genre de câble (norme européenne H05VK et H07VK – la dernière lettre, le K indiquant fil souple) il faut souvent aller dans des magasins plus grand, ou tout simplement passer par des revendeurs accessoiristes camping-car ou spécialistes électricité …
Mais finalement, magie d’internet, on peut aussi trouver ces câbles sur des boutiques en ligne, ou tout simplement Amazon. Pour ma part, je les prends maintenant tous sur Aliexpress, car j’ai trouvé un vendeur de confiance qui expédie rapidement (une 10 de jours de délais de réception) et propose des câbles de qualités supérieurs !
Ces câbles ont aussi un gros avantage, ils sont de meilleure qualité que les versions cuivre “classique” parce qu’il s’agit de cuivre sans oxygène (OFC), et présentent donc des meilleures caractéristiques physiques.
Ils sont hyper souple, resistent mieux aux contraintes mécaniques et température élevées, et bonus ultime, ils ressemblent vraiment à des gros bonbons ^^’

Lien Aliexpress vers le revendeur de confiance par lequel je passe pour l’achat de tous mes câbles souples
Alternative, câbles souples H07-VK, en site internet français avec des prix intéressants (pas testé mais recommandé par un contact)

Plus sérieusement, je vous laisse ce lien pour voir ce qu’il en est :
À quoi sert le cuivre sans oxygène ?

Norme AWG

Par contre, le souci de ces câbles achetés sur Aliexpress, et qu’on trouve même sur Amazon du coup, c’est qu’ils sont aux normes AWG, américaine.
Rien de grave en soit, mais du coup leur calibre n’est pas indiqué en mm². Il faut alors connaitre la correspondance entre la norme Européenne, en mm², et Américaine en AWG.
J’ai souvent fait avec des tableaux de correspondances, mais pour le coup, j’ai inclus cette notion directement dans le petit calculateur que je vous propose 🙂

Échauffement et problèmes

Pour terminer mon retour d’expérience, quoi de mieux que vous parler des soucis que j’ai pu avoir ? :p

Donc le premier souci que j’ai pu connaitre en rapport avec les câbles, ce sont les sertissages ou raccords foireux ! Un raccord mal fait, provoque de la surchauffe, et donc de la déperdition électrique, et accessoirement un risque d’incident si ça dure…
J’ai déjà eu des soucis de ce genre, et donc en dehors du bon calibre de câble, il faut être plus que vigilent sur la “propreté” d’un raccord. Vous pouvez très bien avoir des super câbles, mais si un raccord et foireux, et bien ça ne sert à rien.

Second problème, les câbles sous-dimensionnés. Ça m’est arrivé bien que je ne pensais pas que ce soit le cas en respectant les abaques… Au final, il faut contrôler de temps en temps, et si un jour, vous constatez un câble qui chauffe, au point de limite ne pas pouvoir le serrer dans votre main, n’hésitez pas à vérifier les raccords. En suivant la zone qui chauffe le plus, vous pouvez trouver le point “chaud” et le problème, un raccord mal fait ou autre. Au besoin, si ça ne vient ni du raccord, ni du consommateur, n’hésitez pas à remplacer le câble par une section plus grande tout simplement.

Enfin penser à une chose très simple, un câble propre est un câble qui ne frotte pas ou n’a pas de soucis “mécanique”. Il ne doit pas chauffer, ou peu, et il ne provoque pas de déperdition d’électricité ou de fonctionnement hasardeux sur le consommateur en bout de chemin. Ça résume tout, et si vous la respectez ces petites choses, vous serez tranquille 🙂

Voilà pour le petit partage 🙂
J’espère qu’il vous sera utile, ou bien si vous avez la moindre remarque ou question, n’hésitez pas à me laisser un petit commentaire, je me ferais un plaisir d’y répondre 😉

Sources et références :

Article qui m’a aidé à comprendre la formule et son application
https://schema-electrique.net/calcul-chute-de-tension-electrique-formule-calcul-section-cable-triphase-monophase.html

Article qui fait référence, avec de très bons abaques, et m’a longtemps servi, sur le blog de vanlifers reconnus, Louise et Julien.
https://mon-fourgon-amenage.fr/electricite/section-de-cable

Correspondance section mm² en AWG et information sur la norme américaine AWG
https://fr.wikipedia.org/wiki/American_Wire_Gauge