La chute de tension monophasée vaut ΔU = 2·I·R·L, le facteur deux tenant compte du courant qui part et qui revient. Saisissez la tension d'alimentation, le courant d'emploi, la longueur aller du câble et la résistance du conducteur par kilomètre pour obtenir la chute en volts, en pourcentage, la tension restante au récepteur et la puissance perdue dans le câble.
Calculateur
Unités :
V
Tension nominale à l'origine du circuit
A
Courant d'emploi du circuit
m
Longueur du parcours de la source au récepteur, et non la longueur de boucle
Ω/km
Cuivre à 70 °C : 2,5 mm² ≈ 7,41, 10 mm² ≈ 1,83, 16 mm² ≈ 1,15
Résultat du calcul
Appuyez sur Calculer pour obtenir la chute de tension en volts et en pourcentage, la tension restante au récepteur et la puissance dissipée dans le câble. C'est le pourcentage qui sert de référence aux normes d'installation.
Solution étape par étape
Aide au prédimensionnement. Les résultats suivent les formules publiées citées plus bas et sont destinés à l'estimation, à l'étude et au prédimensionnement. Le projet définitif doit être vérifié par un ingénieur qualifié au regard de la réglementation en vigueur sur le chantier.
Points clés
✓Applique la formule monophasée avec le bon facteur deux pour le conducteur de retour
✓Donne la chute en pourcentage, la forme sous laquelle les limites sont écrites
✓Alerte automatiquement au-delà des seuils de 3 % et de 5 %
✓Renvoie la puissance perdue dans le câble, qui est un coût énergétique permanent
✓Le graphique de sensibilité montre la relation linéaire avec la longueur du câble
✓Liens partageables et export CSV pour le dossier d'installation
Qu'est-ce que la chute de tension ?
Tout conducteur possède une résistance : le courant qui le traverse y produit donc une chute de tension, par la loi d'Ohm. Dans un circuit monophasé, le courant part par un conducteur et revient par l'autre, si bien que la résistance de la boucle vaut le double de celle d'un seul brin — d'où ΔU = 2·I·R·L, avec R la résistance par unité de longueur et L la distance aller.
Pourquoi ces limites existent
Le matériel est conçu pour fonctionner dans une plage de tension, et une chute excessive l'en fait sortir. Les moteurs s'échauffent et perdent du couple, lequel décroît comme le carré de la tension. L'éclairage faiblit et, avec certains drivers, papillote. Les alimentations électroniques compensent en appelant plus de courant, ce qui aggrave encore la chute. La NF C 15-100 limite la chute à 3 % pour l'éclairage et à 5 % pour les autres usages depuis l'origine de l'installation ; le NEC recommande de son côté 3 % pour un circuit terminal et 5 % au total, soit à peu près le même budget.
Le triphasé, c'est différent
Ce calcul emploie le facteur deux du monophasé. Un circuit triphasé équilibré n'a pas de courant de retour dans le neutre, et sa chute entre phases fait intervenir √3 plutôt que 2 — soit environ 13 % de moins à courant et câble identiques. Appliquer la formule monophasée à un circuit triphasé surestime donc la chute, ce qui est sécuritaire mais coûteux en cuivre ; appliquer la formule triphasée à un circuit monophasé est le sens dangereux.
Formule
ΔU = 2 · I · R · L / 1000
Chute de tension monophasée, avec R en Ω/km et L la longueur aller en mètres
Formules associées
ΔU = √3 · I · R · L / 1000
ΔU% = 100 · ΔU / U_alim
P_pertes = 2 · I² · R · L / 1000
R_70 ≈ 1,20 · R_20
Définition des variables
Symbole
Variable
Unité
Description
ΔU
Chute de tension
V
Volts perdus le long du câble entre la source et le récepteur.
I
Courant d'emploi
A
Courant d'emploi du circuit. La chute lui est directement proportionnelle.
R
Résistance du conducteur
Ω/km
Résistance par kilomètre d'un conducteur, lue dans les tables de câbles à la température retenue.
L
Longueur aller
m
Longueur du parcours de la source au récepteur, et non la longueur totale de conducteur.
ΔU%
Chute en pourcentage
%
Chute rapportée à la tension d'alimentation, à comparer aux limites de 3 % et 5 %.
P_pertes
Pertes
W
Énergie dissipée en chaleur dans le câble, un coût d'exploitation permanent.
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez la longueur aller du parcoursIndiquez la distance de la source au récepteur. Le facteur deux du conducteur de retour est déjà dans la formule : saisir la longueur de boucle double donc le résultat.
Prenez la résistance à la température de serviceLes tables de câbles donnent la résistance à 20 °C et à la température de service du conducteur, en général 70 ou 90 °C. Le cuivre est environ 20 % plus résistant à 70 °C, et employer la valeur à froid sous-estime la chute d'autant.
Employez le courant d'emploi, pas le calibre de la protectionLa chute de tension dépend du courant qui circule réellement. Prendre le calibre de 32 A d'un disjoncteur pour une charge de 22 A surestime la chute de près de moitié et peut vous imposer une section inutile.
Contrôlez les deux limitesLa NF C 15-100 retient 3 % pour l'éclairage et 5 % pour les autres usages, depuis l'origine de l'installation. Une canalisation de distribution et le circuit terminal qu'elle alimente se partagent ce budget : chacun dispose donc de moins que la limite à lui seul.
Utilisez la formule triphasée là où elle s'appliqueCe calcul est monophasé. Pour un circuit triphasé équilibré, multipliez le résultat par √3/2 — soit environ 0,866 — ou employez directement l'expression triphasée. Appliquer la forme monophasée au triphasé est sécuritaire mais coûteux.
Exemples résolus
Exemple 1
Un circuit monophasé 240 V transporte 30 A sur un parcours de 50 m en cuivre 16 mm², de résistance 1,15 Ω/km à la température de service. Contrôler la chute de tension.
Solution étape par étape
Chute de tension : ΔU = 2 × I × R × L / 1000 = 2 × 30 × 1,15 × 50 / 1000
= 3 450 / 1000 = 3,45 V
En pourcentage : 3,45 / 240 × 100 = 1,44 %
Tension au récepteur : 240 − 3,45 = 236,6 V
Pertes dans le câble : P = 2 × I² × R × L / 1000 = 2 × 900 × 1,15 × 50 / 1000 = 103,5 W
Appréciation : 1,44 % reste confortablement en deçà des 3 % du circuit terminal.
Les 103,5 W de pertes méritent d'être notés à part : en fonctionnement permanent, cela fait environ 900 kWh par an, dissipés en chaleur dans le câble et payés au compteur.
Exemple 2
La même charge de 30 A sur les mêmes 50 m, mais en câble 2,5 mm² à 7,41 Ω/km. Voilà pourquoi c'est souvent la chute de tension, et non le courant admissible, qui fixe la section.
Solution étape par étape
Chute de tension : ΔU = 2 × 30 × 7,41 × 50 / 1000 = 22,23 V
En pourcentage : 22,23 / 240 × 100 = 9,26 %
Tension au récepteur : 240 − 22,23 = 217,8 V
Pertes : 2 × 900 × 7,41 × 50 / 1000 = 667 W
Appréciation : 9,26 %, c'est plus de trois fois la recommandation de 3 % et bien au-delà de la limite globale de 5 %. Le récepteur verrait 218 V au lieu de 240.
Pour un moteur, la conséquence est pire que le chiffre ne le laisse croire : le couple décroît comme le carré de la tension, si bien que 91 % de la tension nominale ne donnent que 82 % du couple nominal.
Et 667 W de pertes permanentes font environ 5 800 kWh par an : le câble se comporte en radiateur de 667 W réparti sur toute sa longueur.
Notez que 2,5 mm² serait un courant admissible parfaitement réglementaire pour 30 A selon le mode de pose. Ici, c'est la chute de tension et non l'échauffement qui l'écarte.
Sensibilité à la longueur du câble
La chute de tension croît linéairement avec la longueur du câble : la courbe du pourcentage est donc une droite. Regardez où elle croise les 3 % — cette intersection est la longueur maximale admissible pour ce câble et cette charge. Le repère indique votre longueur actuelle.
Chute de tension %en fonction deLongueur aller (L)
Recalculé en direct à partir de vos données. Le repère indique votre valeur actuelle.
Graphique en courbe de Chute de tension % en fonction de Longueur aller (L). Les mêmes valeurs figurent dans le tableau de données ci-dessous.
Valeurs tracées ci-dessus, échantillonnées sur la plage de longueur aller (l).
Comment interpréter le résultat
C'est le pourcentage de chute qui sert de référence aux normes, et les deux seuils ont des rôles distincts : 3 % préserve le fonctionnement de l'éclairage et des circuits terminaux, 5 % constitue le budget global depuis l'origine de l'installation.
Chute de tension %: < 1Chute très faible
Une chute de your result % est minime. Le câble est généreusement dimensionné pour ce parcours, ce qui est souvent le bon choix là où la charge peut croître ou là où le circuit fonctionne en permanence et où les pertes représentent un coût réel.
Chute de tension %: 1 – 3Dans la limite du circuit terminal
Une chute de your result % respecte la limite de 3 % du circuit terminal. Vérifiez que la somme des chutes, canalisation de distribution comprise, reste dans les 5 % globaux, puisque les deux se partagent le même budget.
Chute de tension %: 3 – 5Au-delà de 3 % mais dans les 5 %
Une chute de your result % dépasse la limite de 3 % applicable à l'éclairage et aux circuits terminaux, tout en restant dans les 5 % globaux. Acceptable seulement si la chute en amont est très faible. Pour un moteur, rappelez-vous que le couple décroît comme le carré de la tension.
Chute de tension %: 5 – 10Au-delà de la limite globale
Une chute de your result % dépasse la limite globale de 5 %. Le matériel fonctionnera sous sa tension de conception : les moteurs chauffent et perdent du couple, l'éclairage faiblit et les alimentations électroniques appellent plus de courant, ce qui aggrave encore la chute. Augmentez la section.
Chute de tension %: ≥ 10Chute de tension sévère
Une chute de your result % est sévère. À ce niveau, le démarrage d'un moteur peut échouer purement et simplement, et le câble dissipe une chaleur importante sur toute sa longueur. Vérifiez les données, puis augmentez la section ou raccourcissez le parcours : la chute est directement proportionnelle aux deux.
Pertes: ≥ 500Pertes importantes dans le câble
Ce sont your result W qui se dissipent dans le câble lui-même. En fonctionnement permanent, cela représente environ your result × 8,76 kWh par an, payés sans rien produire. Sur un parcours long ou fortement chargé, la section supérieure se rembourse souvent sur la seule énergie.
Erreurs courantes à éviter
Saisir la longueur de boucle au lieu de la longueur aller
Pourquoi c'est important :Le facteur deux du conducteur de retour est déjà dans la formule. Saisir la longueur totale de conducteur double le résultat, ce qui fait monter la section de deux ou trois crans sans nécessité.
✓Comment l'éviter :Saisissez la distance de parcours de la source au récepteur. Si votre résultat vaut le double de celui d'une table de fabricant, c'est de là que cela vient.
Employer la formule monophasée pour un circuit triphasé
Pourquoi c'est important :Le triphasé équilibré fait intervenir √3 plutôt que 2, soit environ 13 % de chute en moins à courant et câble identiques. Le résultat monophasé est sécuritaire, il ne crée donc pas de problème de sécurité, mais il fait acheter du cuivre inutile.
✓Comment l'éviter :Multipliez le résultat monophasé par 0,866 pour un circuit triphasé équilibré, ou employez directement l'expression triphasée.
Employer la résistance à 20 °C
Pourquoi c'est important :Les câbles fonctionnent chauds, et la résistance du cuivre augmente d'environ 0,4 % par degré. À 70 °C de température de service, elle dépasse la valeur à froid d'environ 20 %, et la chute est sous-estimée d'autant.
✓Comment l'éviter :Employez la résistance à la température de service donnée par la table de câbles. La plupart des tables publient les deux valeurs précisément parce que cette distinction compte.
Dimensionner sur le seul courant admissible
Pourquoi c'est important :Un câble peut transporter son courant nominal en toute sécurité et perdre malgré tout trop de tension sur un long parcours. Dans l'exemple ci-dessus, 2,5 mm² est réglementaire pour 30 A selon le mode de pose et donne pourtant 9,26 % de chute à 50 m.
✓Comment l'éviter :Contrôlez les deux critères et retenez la section la plus grande. Au-delà de 20 à 30 m environ, c'est fréquemment la chute de tension qui gouverne, et non le courant admissible.
Ignorer le courant de démarrage des moteurs
Pourquoi c'est important :Un moteur en démarrage direct appelle six à huit fois son courant nominal. La chute momentanée qui en résulte peut suffire à empêcher le moteur de développer son couple de démarrage, ou à faire plonger la tension des autres matériels alimentés par la même source.
✓Comment l'éviter :Contrôlez la chute au courant de démarrage autant qu'au courant nominal. Les normes admettent généralement une chute transitoire plus élevée, mais elle doit encore permettre au moteur de démarrer.
Négliger les pertes en tant que coût
Pourquoi c'est important :Le respect de la chute de tension est un contrôle qui passe ou ne passe pas, mais les pertes qui se cachent derrière sont permanentes. 667 W toute l'année font environ 5 800 kWh, ce qui dépasse souvent l'écart de prix entre deux sections dès la première année.
✓Comment l'éviter :Sur les circuits chargés en permanence, comparez le coût des pertes à celui de la section supérieure. La section économique se situe fréquemment au-dessus du minimum réglementaire.
Applications pratiques
▸Dimensionner les câbles des circuits terminaux et des canalisations de distribution
▸Contrôler les longs parcours vers des dépendances ou des installations éloignées
▸Vérifier une installation existante face aux limites normatives
▸Évaluer les câbles d'alimentation d'un moteur pour ses performances au démarrage
▸Estimer les pertes énergétiques d'un câble pour le coût d'exploitation
▸Déterminer la longueur maximale admissible pour une section donnée
Cas d'usage par secteur
Installation électrique du bâtiment
La chute de tension se contrôle sur chaque circuit mais ne gouverne que sur les longs. Les concepteurs établissent la longueur maximale pour chaque section et chaque charge, puis s'en servent comme règle de conception pendant le tracé plutôt que de recalculer chaque circuit.
Alimentations agricoles et isolées
Les alimentations de dépendances courent couramment sur plusieurs centaines de mètres, où la chute de tension domine complètement. Le remède habituel consiste à distribuer à une tension plus élevée et à transformer sur place, puisque la chute en pourcentage décroît comme le carré de la tension de distribution.
Installations de moteurs
Le démarrage direct appelle six à huit fois le courant nominal, et la chute momentanée peut empêcher le moteur de développer assez de couple pour démarrer. Les câbles vers les moteurs sont donc contrôlés au courant nominal comme au courant de démarrage.
Conseils pratiques
💡Saisissez la longueur aller : le facteur deux du retour est déjà dans la formule.
💡Multipliez par 0,866 pour un circuit triphasé équilibré.
💡Employez la résistance à la température de service : le cuivre est 20 % plus résistant à 70 °C qu'à 20 °C.
💡Au-delà de 20 à 30 m environ, c'est la chute de tension et non le courant admissible qui fixe la section.
💡Le couple d'un moteur décroît comme le carré de la tension : 9 % de chute coûtent 18 % de couple.
💡Les pertes sont un coût permanent ; sur les longs parcours, la section supérieure se rembourse souvent.
Avantages et limites
Avantages
✓Application directe de la loi d'Ohm avec le bon facteur de boucle
✓Donne les volts et le pourcentage, ce dernier étant la forme employée par les normes
✓Renvoie les pertes, ce qui transforme un contrôle réglementaire en calcul économique
✓S'applique à tout matériau conducteur par la saisie de la résistance
✓Assez rapide pour contrôler chaque circuit pendant la conception
Limites
!Monophasé uniquement ; le triphasé équilibré demande le facteur √3
!Suppose une charge purement résistive, en ignorant la réactance et le facteur de puissance
!Emploie la résistance saisie : la correction en température reste à la charge de l'utilisateur
!Considère un circuit isolé, et non la chute cumulée de la distribution et du circuit terminal
!Ne tient compte ni du courant de démarrage des moteurs ni des autres régimes transitoires
!Suppose une charge équilibrée ; un triphasé déséquilibré fait circuler dans le neutre un courant non modélisé ici
!Ne vérifie pas le courant admissible, qui est une exigence distincte et indépendante
Chute de tension selon la section
Une charge de 30 A sur 50 m en 240 V monophasé, en cuivre à la température de service. Seules les sections de 10 mm² et plus respectent la limite de 3 %, alors que les sections inférieures peuvent être parfaitement suffisantes sur le seul courant admissible.
Cuivre à 70 °C, monophasé 240 V, 30 A sur 50 m aller. Les résistances sont indicatives : employez les données de votre fabricant de câbles.
En monophasé, ΔU = 2·I·R·L/1000, avec R en Ω/km et L la longueur aller en mètres. Une charge de 30 A sur 50 m en cuivre 16 mm² à 1,15 Ω/km donne 3,45 V, soit 1,44 % d'une alimentation en 240 V.
Quelle est la chute de tension maximale admissible ?
La NF C 15-100 retient 3 % pour l'éclairage et 5 % pour les autres usages depuis l'origine de l'installation. Le NEC recommande 3 % pour un circuit terminal et 5 % au total, et la plupart des normes nationales fixent des valeurs voisines.
Pourquoi y a-t-il un facteur deux dans la formule ?
Parce que le courant part par un conducteur et revient par l'autre : la résistance de la boucle vaut donc le double de celle d'un seul brin. Saisissez la longueur aller du parcours et la formule tient compte du retour toute seule.
En quoi la chute de tension diffère-t-elle en triphasé ?
Un circuit triphasé équilibré fait intervenir √3 plutôt que 2, soit environ 13 % de chute en moins à courant et câble identiques. Il n'y a pas de courant de retour dans le neutre quand la charge est équilibrée, et c'est ce qui retire le second conducteur de la boucle.
La chute de tension affecte-t-elle les performances d'un moteur ?
Fortement. Le couple décroît comme le carré de la tension : 9 % de chute coûtent donc 18 % de couple. Elle augmente aussi le courant appelé pour une même puissance mécanique, ce qui aggrave encore la chute et fait chauffer le moteur.
Faut-il dimensionner les câbles sur le courant ou sur la chute de tension ?
Sur les deux, en retenant le résultat le plus contraignant. Le courant admissible est une exigence de sécurité, la chute de tension une exigence de performance. Au-delà de 20 à 30 m environ, c'est la chute qui gouverne le plus souvent.
Quelle valeur de résistance faut-il employer ?
Celle à la température de service du conducteur, typiquement 70 ou 90 °C, et non la valeur de table à 20 °C. Le cuivre est environ 20 % plus résistant à 70 °C, et employer le chiffre à froid sous-estime la chute d'autant.
Quelle énergie la chute de tension gaspille-t-elle ?
La puissance perdue vaut la chute multipliée par le courant. Une chute de 22 V sous 30 A fait 667 W, soit en fonctionnement permanent environ 5 800 kWh par an, souvent davantage que l'écart de prix entre deux sections de câble.
Comment réduire une chute de tension ?
En augmentant la section, en raccourcissant le parcours ou en distribuant à une tension plus élevée. La chute est inversement proportionnelle à la section et directement proportionnelle à la longueur et au courant : les trois leviers sont donc disponibles.
Faut-il contrôler le courant de démarrage des moteurs ?
Oui. Le démarrage direct appelle six à huit fois le courant nominal, et la chute momentanée qui en résulte peut empêcher le moteur de développer assez de couple. Les normes admettent une chute transitoire plus élevée, mais le démarrage doit rester possible.
Glossaire
Chute de tension
La perte de tension le long d'un conducteur, due à sa résistance et au courant qui le traverse.
Longueur aller
La distance de parcours de la source au récepteur, à distinguer de la longueur totale de conducteur de la boucle.
Courant admissible
Le courant qu'un conducteur peut transporter en permanence sans dépasser sa température assignée.
Circuit terminal
Le circuit final entre le dernier dispositif de protection et le récepteur, soumis à la limite de 3 %.
Canalisation de distribution
Un circuit reliant l'origine de l'installation à un tableau de répartition alimentant des circuits terminaux.
Température de service
La température du conducteur à son courant assigné, typiquement 70 ou 90 °C, à laquelle la résistance doit être évaluée.
Triphasé équilibré
Une charge triphasée appelant le même courant sur chaque phase, si bien qu'aucun courant ne revient par le neutre.
Démarrage direct
Application de la pleine tension au moteur au démarrage, avec un appel de six à huit fois le courant nominal.
Coefficient de température
L'augmentation relative de résistance par degré ; environ 0,4 % par °C pour le cuivre.
Références scientifiques et normatives
NFPA 70 (National Electrical Code) article 210.19(A), note d'information — Chute de tension des circuits terminaux — National Fire Protection Association
NFPA 70 article 215.2(A), note d'information — Chute de tension des canalisations de distribution — National Fire Protection Association
CEI 60364-5-52 — Choix et mise en œuvre des canalisations électriques — Commission électrotechnique internationale
CEI 60228 — Âmes des câbles isolés — Commission électrotechnique internationale
BS 7671 annexe 4 — Courants admissibles et chutes de tension des câbles — Institution of Engineering and Technology
Conclusion
La chute de tension monophasée vaut 2·I·R·L, le facteur deux tenant compte du conducteur de retour, et le pourcentage qu'elle produit est la forme sous laquelle les normes l'encadrent : 3 % pour l'éclairage et les circuits terminaux, 5 % au total depuis l'origine de l'installation. Ce qu'il faut retenir, c'est que le courant admissible et la chute de tension sont deux exigences indépendantes, et qu'au-delà de 20 à 30 m environ c'est la chute qui gouverne : un câble peut être parfaitement réglementaire sur le courant et ne livrer pourtant que 218 V à un récepteur prévu pour 240. Deux ajustements se manquent facilement. Employez la résistance à la température de service, puisque le cuivre est 20 % plus résistant à 70 °C qu'à froid. Et pour un triphasé équilibré, multipliez par 0,866 : la formule monophasée est sécuritaire, mais elle fait acheter du cuivre dont personne n'a besoin.
Contrôlez votre propre circuit ci-dessus, puis balayez la longueur du câble dans le graphique pour trouver où elle croise la ligne des 3 %.
