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Un aquarium : de l'eau, de l'électricité - Partie 3

Qui vit innocent… vit content ! COMMENT ?


Dans le dernier volet de sa trilogie sur l'électricité en aquariophilie, Jean-Pierre DUMAS aborde les cas pratiques relatifs à l'installation de nos aquariums. COMMENT ! Comment dimensionner le réseau électrique ; comment protéger l'installation, les équipements et surtout les personnes. Pas à pas, cas concrets à l’appui, nous comprenons comment calculer les besoins et comment choisir les équipements électriques puis, pourquoi-pas, comment automatiser nos appareils. Après la lecture de cet article, s'il reste des questions sur le comment faire, nous vous invitons à rejoindre ce sujet de discussion sur le forum de Cap récifal.

Partie 1 : Qui vit innocent… vit content ! QUOI ?
Partie 2 : Qui vit innocent… vit content ! POURQUOI ?
Partie 3 : Qui vit innocent… vit content ! COMMENT ?

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Partie 3 : Qui vit innocent… vit content ! COMMENT ?

 

1. Chut ! Ne dites plus rien ! C’est beaucoup trop grave ! Et cela me fait peur…

Vous en êtes témoins ! Sans aucune publicité, sans annonce tonitruante dans les médias, sans… sans tout, ou peut-être sans rien, j’ai abordé, tout seul, avec mes deux petites mains, des sujets dit verts… ou d’hiver… ou dix verts… ou encore divers (vous choisissez la forme qui vous convient le mieux ! Je suis tellement chamboulé par tout ce qu’il se passe que j’en perds mes moyens !), j’ai abordé donc des sujets… multiples et variés, tel que l’électrisation, l’électrocution, le court-circuit, la surcharge, l’atome, le champ électrique, le champ magnétique, le champ électrostatique… que sais-je encore ! Moi ! Moi tout seul ! Avec mes deux petites mains ! J’ai pianoté, des jours et des nuits, sur le clavier de mon ordinateur ! Et depuis… depuis, c’est terrible, c’est terrifiant et c’est terrorisant !

1.1. Pour en finir avec Claude François…

La formulation de ce sous-titre n’est peut-être du meilleur goût, mais que voulez-vous, je suis tellement stressé que je n’arrive plus à me concentrer ! L’autre matin, comment ? Non, pas celui-ci ! L’autre qui est juste à côté… oui, celui qui est à gauche… voilà, celui-là ! L’autre matin donc, à peine réveillé, le regard hagard, de l’Est ou Saint-Lazare je ne me souviens plus très bien, le bol de café à portée de main, mais là encore de quelle main s’agissait-il ?, j’écoutais la radio qui vomissait des informations à flots continus lorsque soudain, L’INFO est donnée : "Scandale chez un éditeur de livres scolaires…blablabla…". Ci-contre l’extrait du manuel de 3ème qui est en cause.

Euh… Cela ne vous rappelle rien ? Un aquarium : de l'eau, de l'électricité - Partie 2 : le paragraphe 9.  Enfin ! On arrive au cas de Claude François ! Le 13 décembre 2015, Cap Récifal publiait mon second article… et mi-mai, scandale chez un éditeur ! Aurai-je un don de prédilection ? De double vue ? Serai-je un mage qui s’ignore ? Enfin merde, je ne l’ai pas inventé !!!

1.2. La foudre est tombée sur Paris…

J’ai consulté mon médecin qui m’a prescrit des somnifères légers et conseillé de prendre quelques jours de repos à la campagne. C’est donc dans le Gers, à Barbotant les Bains pour être exact, que je prends des vacances bien méritées pendant que ma douce et tendre prend des bains de boue.

Un matin plutôt brumeux et pluvieux (ce qui est rare dans ce pays, nous ne sommes ni en Irlande, ni Angleterre…), alors que je vais acheter un grand quotidien parisien pour connaître les dernières nouvelles de demain (là, seuls les septuagénaires éclairés peuvent deviner qui je pastiche ! C’est la revanche des cheveux blancs…), je découvre en première page ce qui suit :

Euh… Cela ne vous rappelle toujours rien ? Un aquarium : de l'eau, de l'électricité - Partie 1 : le paragraphe  3.4. Et l’orage ?. Là, j’ai été pris de tremblements incontrôlables. Sept mois plus tôt, je devine l’avenir… et le publie dans Cap Récifal !

1.3. Sous le lit…

Mais je devine qu’un doute s’installe dans vos esprits suspicieux, qu’il vous faut une preuve irréfutable de ce don qui est en moi ! Et bien cette preuve, la voici. Rentré chez moi après une cure de repos nécessaire à mon équilibre, alors que j’étais couché aux cotés de ma compagne, j’ai réfléchi pour trouver la preuve irréfutable de mes dons. Maintes réflexions m’ont amené à me concentrer fortement. Après un temps qui m’a semblé interminable, j’ai acquis la conviction qu’il n’y avait rien… absolument rien… sous notre lit ! J’ai regardé et… il n’y avait rien ! Mais alors rien de rien !!! Humm ? Ce n’est une preuve ça ? Deviner, en me concentrant fortement, ce qu’il n’y a pas sous notre lit ? Depuis, ma femme me regarde avec un air qu’elle n’avait jamais eu, un air drôle… comme si dorénavant elle me percevait comme étant digne d’un don ?!?

1.3. Les tongs ?

Suite à la publication du premier article, un commentaire avec photographies m’a particulièrement et profondément ému :

On devine un vaste aquarium circulaire avec au milieu une installation électrique sommaire, certainement pour alimenter une pompe ? Une prise de courant fixée sur une paire de tongs renforce l’isolement de cet équipement…

Tout d’abord, je tiens à remercier cette équipe de 3 ou 4 récifalistes qui, après la lecture de ma modeste prose, ont amélioré avec des moyens rudimentaires certes, mais amélioré une petite installation électrique. Bravo les gars ! Bravo et courage ! Et merci ! Vous êtes sur le bon chemin !

Ensuite, j’ai contacté un fabricant de tongs pour savoir si ces dernières sont bien IP67 ? Taïwanais le fabricant ! Taïwanais ET avec un caractère de chien ! C’est ainsi qu’après ma troisième lettre (ce Monsieur n’ayant pas daigné répondre aux deux premières), une ambulance, accompagnée d’un groupe du G.I.G.N., est venue me chercher ! Chez moi ! N’étant pas encore pleinement remis de mes premiers dérangements, j’ai eu toutes les peines du monde pour sortir de l’hôpital.

Je ne peux donc pas dire à ces récifalistes quel est l’indice IP des tongs ? Aussi, je leur conseille de distribuer les additifs dont on entrevoit les flacons sur la photographie, de distribuer ces additifs donc manuellement ; dès que j’aurai ma réponse, ils pourront (ou pas) mettre une ou plusieurs pompes péristaltiques pour distribuer leurs nombreuses solutions chimiques…

2. Produire sans s'approprier - Agir sans rien attendre - Guider sans contraindre - Voilà la vertu primordiale. (DAO DEJING, Chapitre 51)

Belle devise n’est-ce pas ? On rigole, mais il faut savoir revenir à l’essentiel. Je me suis lancé dans la rédaction de cette série de trois articles pour vous donner les moyens de concevoir et de réaliser l’installation électrique de votre bac en respectant le minimum des règles qui assureront votre protection (et accessoirement celle de toute votre famille…) aux coûts les plus justes !

Pour éditer ces trois articles, notre ami Denisio m’a questionné dans le but de rédiger un rapide portrait de la bête. J’ai donc fendu la carapace auprès de notre ami en évoquant mon investissement personnel dans la lutte contre la famine en Afrique… d’où cette devise, choisie par un ancien élève.... [NDLR : Nous vous invitons retrouver la "bête", avec toute son humanité, dans le témoignage de Jean -Pierre : Du récifal aux ilots de famine].

3. Une installation électrique récifale ?

Euh… la lecture (attentive et assidue) du second article donne pratiquement toutes les réponses aux questions qu’un aquariophile sérieux (s’il en existe ?) doit se poser. Les solutions qui fig.nt ci-dessous ne sont que la mise en œuvres de propositions professionnelles, utilisant des appareils conçus pour l’industrie (donc robustes et fiables).

3.1. Cahier des charges.

Un aquarium, ou plutôt l’installation électrique d’un aquarium c’est :

  • Un niveau d’eau constant dans l’aquarium ;
  • De la lumière pour la photosynthèse ;
  • Des pompes pour brasser l’eau et/ou la purifier ;
  • Du chauffage dans certains cas et/ou du refroidissement dans des circonstances précises ;
  • Parfois, l’automatisation de fonctions spécifiques (distributions diverses de produits alimentaires ou chimiques), voire même de la totalité de l’équipement électrique…

Donc, rien de très complexe en somme.

3.2. Quels matériels ?

La France est leader dans ce domaine : les câbles, les équipements de commande et/ou de protection basse et haute tension, les moteurs électriques, etc., nous avons les meilleures entreprises : Legrand, Hager, Schneider (sans oublier Leroy Sommer pour les moteurs électriques). Ils ont dans leurs catalogues des matériels performants de grande qualité ; cela a un coût certes, mais c’est le prix de la fiabilité et de la sécurité. On peut ajouter à cette liste les deux grands fabricants allemands que sont Siemens et AEG. En dehors de ces cinq-là, je vous conseille la plus grande prudence.
Bien évidemment, le tableau électrique n’est jamais sous l’aquarium (volume de protection électrique) et l’appareillage est au moins IP56 voire même IP67 (prises de courant, boîtes de dérivation, …).
S’il est inutile de relier l’eau de l’aquarium à la terre, il est par contre nécessaire ET obligatoire de relier les supports métalliques en tous genres, les réflecteurs et autres pièces métalliques, à votre conducteur de protection électrique. Un fil vert/jaune de la même section que votre alimentation générale est de mise. !

3.3. "Il ne faut pas mettre tous ses œufs dans le même panier !" dit le proverbe.

Ce proverbe (de moins de 60 caractères pour les fans des réseaux abrutissants…) s’applique totalement à tous les niveaux de votre équipement ! Il ne faut pas qu’un court-circuit ou un défaut d’isolement produit quelque part dans votre installation entraîne le disfonctionnement d’un autre récepteur, ou pire encore, conduise à la perte d’animaux. On doit donc dédoubler les circuits essentiels : "alimentation" du tableau électrique, circuits "lumière", circuits "brassage", circuits "remontée" si on dispose d’une décantation.
Chaque circuit doit être protégé par un disjoncteur magnétique pour couper un court-circuit éventuel ! Chaque circuit ne doit comporter qu’un seul récepteur !
Prenons l’exemple d’une pompe de brassage qui est en court-circuit : elle ne doit faire "tomber" que son disjoncteur (paragraphe 1.9.1. de "Qui vit innocent vit content ! Pourquoi : sélectivité ampèremétrique").
Par contre, comment traiter les défauts d’isolement ? Les pompes sont généralement de classe II (paragraphe 2.6. de "Qui vit innocent vit content ! Quoi : Classe d’isolation des appareils électriques"). Ceci veut dire qu’aucun défaut d’isolement ne peut apparaître sur ce type de récepteur, ou, pour être plus précis, qu’un défaut d’isolement :

  • Ne peut en aucun cas mettre en danger le récifaliste (distrait ou non) ou les occupants de l’aquarium ;
  • Se transformera fatalement en un court-circuit qui LUI sera détecté par le disjoncteur magnétique.

Inutile donc d’acquérir moult disjoncteurs différentiels qui n’ont qu’un seul défaut : celui d’être coûteux !
Si vous avez trop de pompes pour votre budget disjoncteur, on peut tolérer de regrouper les pompes deux à deux : à vous de former les couples pour qu’un court-circuit ne pénalise pas la bonne santé de votre aquarium… Mais de grâce, pas plus de deux pompes sur un même départ !

3.4. La loi de Murphy et l’aquariophilie

Selon la loi de Murphy, et même si elles sont très rares, les coupures EDF interviendront toujours lorsque vous êtes absent pour quelques heures ou pire encore pour quelques jours… de toutes façons, juste le temps qu’il faut pour transformer un magnifique aquarium en une énorme fosse à purin !
Sauf tempête extraordinaire (celle de 1999 par exemple, qui nous a laissé six jours dans le noir, nous, les pauvres ruraux…), les coupures ne durent pas plus de deux ou trois heures. On peut considérer qu’au-delà de ce temps, la seule solution réside dans la mise en route d’un groupe électrogène.
Les magasins type "Brico-Dépôt" vendent régulièrement des groupes de 3 kW pour moins de 500€… Ce coût n’est pas prohibitif au regard du prix d’un aquarium bien rempli ! Cette solution est réservée aux propriétaires ruraux ; pour les citadins, nul besoin d’un groupe : les coupures ne durent jamais à cause du maillage du réseau électrique.
Démarrer un groupe électrogène est une opération qui nécessite quelques précautions :

  • Couper le disjoncteur EDF pour ne pas renvoyer du courant électrique sur la ligne EDF ;
  • Ne garder en fonctionnement dans la maison que le strict nécessaire (le chauffage l’hiver, le réfrigérateur). À noter qu’une chaudière fioul plus un réfrigérateur qui fonctionnent en même temps consomment déjà près de 3kW ! C’est pourquoi la maison plus l’aquarium nécessite un groupe de 5kW ;
  • Ne mettre en marche que le minimum vital pour votre aquarium (une ou deux pompes de brassage, une petite pompe de remontée et peut-être une pompe à air pour l’oxygénation) ;
  • Enfin, et c’est très important, arrêter votre groupe électrogène PUIS le débrancher de votre installation électrique AVANT de réarmer le disjoncteur EDF !!!

3.5. Le relais à manque de tension associé à des batteries d’accumulateurs

Figure 1 : Le circuit de secours. Figure 2

Pour une coupure de courte durée, que l’on soit citadin ou rural, il est préférable de disposer d’un moyen automatique pour mettre en service un circuit dit "de secours". On s’abstiendra de bricoler un montage quelconque avec des appareils qui ne sont pas conçus pour cette fonction : parier sur le bon fonctionnement d’un circuit de "secours" qui est par définition essentiel avec des constituants quelconques est un non-sens !

Une solution simple, efficace et économique consiste à l’utiliser un relais qui détecte les manques de tension (fig. 1, 2). Il en existe de multiples dont le prix varie du simple au sextuple.

En cas de coupure de courant, le relais "tombe". Par le biais d’un contact, on peut :

  • Mettre en service un circuit "secours" ;
  • Déclencher une alarme sonore et/ou visuelle.

Lorsque le courant revient :

  • Le circuit de "secours" est coupé automatiquement ;
  • Le circuit "fonctionnement normal" redémarre tout seul.

Un contact non temporisé de 10 Ampère (fig. 2) est largement suffisant pour le circuit "secours".

Le circuit "secours" est alimenté par une batterie d’accumulateurs, par exemple une batterie 12 Volt (fig. 3). On peut monter plusieurs batteries en parallèle pour augmenter d’autant l’autonomie du système ou deux batteries en série pour atteindre une tension de 24 Volt dans le but d’adapter notre source de courant à celle des récepteurs sollicités en cas de coupure. Un chargeur est nécessaire à la recharge d’une batterie, comme cet exemple (fig. 4) pour donner une idée des coûts.

Figure 3 : batterie 12 Volt.
Figure 4 : Chargeur de batterie.

 

Une batterie se caractérise par trois grandeurs physiques :

  • Sa tension nominale : 12 V pour l’exemple de la fig. 3 ;
  • La quantité d’électricité qu’elle peut fournir, exprimée en Ampère/heure (Ah) : pour l’exemple de la fig. 3, elle est de 95 Ah. Cela veut dire qu’elle peut fournir 95 A pendant 1 heure, ou 47,5 A pendant 2 h, ou 31,6 A pendant 3 h, etc.
  • Son intensité de court-circuit : 830A pour notre exemple ! (on comprend mieux pourquoi un court-circuit sur un véhicule automobile se termine souvent en incendie : à l’endroit du court-circuit, c’est un point de chauffe de 830 x 830 ≈ 688900W soit l’équivalent de 689 fers à repasser…).

Si le circuit "secours" comporte une pompe à air (12 V continu, 0,75 A), une pompe de remontée (12 V continu, 2,4 A) et 2 pompes de brassage (12 V continu, 1,1 A chacune), vous avez une consommation de :

I = 0,75 + 2,4 + 1,1 + 1,1 = 5,35 A

Figure 6
Figure 5

Si vous disposez de la batterie donnée en exemple, vous aurez une autonomie de 17 heures et 45 minutes.

Si vous n’avez que des matériels fonctionnant en 24 V continu, il vous faut 2 batteries montées en série (fig. 5). Si, pour simplifier, les intensités des pompes sont identiques, vous aurez la même intensité dans le circuit et les deux batteries… donc exactement la même autonomie.

Si enfin vous montez vos deux batteries en parallèle (fig. 6) pour vos pompes en 12V continu, vous n’aurez dans chaque batterie que : I1 = I2 = 5,35/2 ≈ 2,67A. Votre autonomie sera de 35 heures 30 minutes.
Volontairement, je n’envisage pas ici d’éclairage en mode "secours". Mais pour celles/ceux d’entre vous qui cultivent du phytoplancton, c’est certainement quelque chose à faire…

3.6. L’onduleur

C’est le must en la matière croient certains récifalistes. Il gère la détection de la coupure EDF ; il contient la/les batteries nécessaires à l’autonomie et le chargeur qui va avec. Il sert également de parasurtenseur pour le/les circuits qu’il alimente. Ce qui est délicat avec les onduleurs, c’est que les notices techniques se réfèrent toujours à… une autonomie pour un système informatique (voir les fig.s 7 et 8). Cette autonomie reste toujours largement inférieure à 30 minutes…

Figure 7 : Onduleur.
Figure 8 : Caractéristiques d'un onduleur..

 

En l’état, c’est une solution coûteuse qui n’apporte pas une réponse adaptée à notre problème, la définition de la fausse bonne idée. Par contre, un petit onduleur de 100 W peut très bien suffire pour lancer une alerte téléphonique à une ou plusieurs personnes qui, une fois sur place, sauront ce qu’il faut faire pour éviter le pire à l’aquarium.

3.7. Maintenir le niveau d’eau constant

C’est un domaine qui est à l’origine de bien des déboires : contacts du relais d’un osmolateur bricolé qui restent désespérément collés, croûte de sel qui fige un système mécanique en position HAUTE ou BASSE… Et pourtant, il est essentiel de maintenir un niveau d’eau constant pour le bien être des hôtes de nos aquariums (en réalité, ce n’est pas un niveau d’eau constant que l’on recherche, mais une salinité constante… et ce n’est pas exactement la même chose).

3.7.1. Le contact d’un relais qui reste collé

Figure 9

C’est un classique, dont la cause est connue, à savoir l’utilisation d’une pompe de lave glace pour pomper l’eau douce dans la réserve.
Un contact de relais ne possède aucun pouvoir de coupure ! Il n’est pas capable d’éteindre l’arc électrique qui se crée à son ouverture. Un relais est fait pour… relayer une information ou pour faire fonctionner une signalisation. Pour corser le problème, un arc électrique en courant continu est beaucoup plus difficile à éteindre qu’en courant alternatif :

Figure 10
  • En courant alternatif, l’intensité passe par zéro cent fois par seconde. Pour couper l’arc électrique, il suffit… de l’empêcher de se rétablir !
  • En courant continu, l’arc électrique établi reste constant dans le temps (fig. 9). Il faut donc couper cet arc. C’est pourquoi les organes de télécommande prévus pour le courant continu coûtent plus cher que ceux prévus pour le courant alternatif.

Le remède est simple : monter les 2 contacts (ou plus si cela est possible) du relais en parallèle (fig. 10). Chaque contact ouvert coupe la moitié de l’intensité du circuit, ce qui diminue d’autant l’importance des deux arcs électriques… donc à faciliter leur extinction.

3.7.2. Système mécanique bloqué par la croûte de sel

Le seul remède est de prohiber tout système mécanique pour détecter le niveau d’eau. La technologie nous offre plusieurs possibilités abordables et efficaces :

  • Utiliser un capteur à ultrason (fig. 11). C’est une solution couramment utilisée en industrie qui est fiable et pratique ;
  • Utiliser un capteur capacitif. Cette solution diffère de la précédente par la technologie du capteur. Pour un profane, l’aspect extérieur ne permet pas de faire la différence ;
  • Utiliser un capteur à phototransistor ou encore à infrarouge (fig. 12). C’est également une solution industrielle fiable et pratique.
Figure 11
Figure 12

 

Dans tous les cas, il n’y a aucune pièce en mouvement, donc il n’y a aucune usure, donc aucun blocage possible.

Certains capteurs, en particulier les capteurs ultrason, peuvent être analogiques ; ils donnent une information comprise entre 0 V et 10 V (courant continu). Asservie à un automate programmable industriel, cette information permet de faire varier la vitesse de la pompe ou d’afficher une valeur numérique sur un cadran ; ce qui pour nous ressemble à un gadget peut, pour certaines applications, s’avérer utile. Les deux capteurs donnés en exemple fonctionnent en 12 V continu. Le relais qui met En/Hors service la pompe ET la pompe elle-même doivent être en 12 V continu aussi pour simplifier le montage.

Je vous propose deux exemples de deux relais du même fabricant, vendus chez le même vendeur (fig. 13 et 14). Le premier relais possède deux contacts prévus pour couper un courant de 8A maximum ; le second lui dispose de deux contacts pour couper un courant de 10A maximum. Cette petite différence de caractéristiques double presque le prix… ? Pourquoi ? Dans un cas, les contacts, surtout s’ils sont montés en parallèle, seront capables de piloter la pompe sans rester "collés" !

Figure 13
Figure 14

 

J’ai souligné en rouge une caractéristique donnée par le constructeur… qui n’existe pas en tant que grandeur physique normalisée que doit fournir un fabricant. C’est malheureusement une très mauvaise habitude qui est de plus en plus répandue : noyer l’amateur sous des tonnes de caractéristiques qui ne veulent rien dire ; seul compte l’intensité nominale et le pouvoir de coupure.

fig. 16 : Fusible de protection.
Figure 17 : Fusibles de protection.
Figure 15 : Le circuit de secours.

Suggestion (fig. 15) d’une alimentation 12 V continu pour le montage. Avec un fusible rapide de 1,5 A pour protéger le relais et la pompe (fig. 16), tout est prêt pour un montage fiable, à un prix abordable.

Pour protéger cette alimentation, un fusible rapide de 80 mA convient très bien (fig. 17).

3.8. L’éclairage

C’est le domaine dans lequel la technologie règne en maître. Qu’on les aime ou qu’on les déteste, les diodes électro luminescentes (LED) sont pleines de possibilités ; des économies importantes sur la facture EDF sont facilement réalisables. Enfin, la simulation des phénomènes climatiques n’est pas encore très usitée ; mais, avec cette technologie, elle est aisée et à peu de frais.
Plusieurs paramètres sur lesquels il faut rester vigilant :

  • L’alimentation des LED doit être une alimentation qui régule l’intensité et non pas la tension, sous peine d’abréger la vie des diodes ;
  • Les LED ne doivent pas chauffer ; comme tous les composants électroniques, la surchauffe signifie une destruction rapide ;
  • En fonction du biotope choisi pour votre aquarium, la combinaison de LED différentes est affaire de spécialistes (amateurs ou professionnels).

L’utilisation de tubes fluorescents T5 ou T8 reste encore d’actualité. Mais elle ne permet pas autant d’économies que les LED et reste limitée dans la qualité de l’éclairage d’un aquarium.
Enfin, et tant pis pour les râleurs, les lampes HQI devraient être abandonnées par les récifalistes : énergivores (ce qui est incompatible avec la bonne santé de la planète), coûteuses, à la durée de vie très courte, elles ne devraient plus être utilisée sur les aquariums neufs…
Idéalement, l’éclairage de l’aquarium devrait reposer sur deux circuits différents au minimum. Ainsi, une panne sur un des deux circuits ne laisse pas nos hôtes dans le noir absolu.
Un éclairage de secours (en cas de coupure EDF) n’est pas raisonnablement envisageable : trop onéreux et trop encombrant pour de simples aquariophiles amateurs.

3.9. Proposition d’un schéma type de l’installation électrique d’un aquarium récifal

Dans cette proposition (pour une fois honnête ?), je donne des extraits du catalogue Hager. Legrand et Schneider (pour les marques Françaises) produisent exactement les mêmes appareils. Siemens et AEG, concurrent Allemands, sont sur la sellette également. Les prix peuvent afficher des différences notables entre ces fabricants. A Vous de chercher et de bien choisir.

3.9.1. L’alimentation de l’aquarium

Figure 18
Figure 19

Pour prouver mon assertion "Je me suis lancé dans la rédaction de cette série de trois articles pour vous donner les moyens de concevoir et de réaliser l’installation électrique de votre bac en respectant le minimum des règles qui assureront votre protection (et accessoirement celle de toute votre famille…) aux coûts les plus justes ", je vous donne à comparer le prix d’un disjoncteur différentiel 25 A – 30 mA (fig. 18) avec celui d’un interrupteur différentiel 25 A – 30 mA (fig. 27).

Figure 20

Donc, pour nous protéger des défauts d’isolement, nous utiliserons des interrupteurs différentiels fig. 19). Pour protéger les deux lignes, nous prendrons des disjoncteurs magnétiques Courbe B (fig. 20).

Petit ou grand, on devrait respecter les mêmes principes. Pour l’alimentation d’un aquarium, deux lignes distinctes assumant chacune la moitié du travail. Seuls les calibres des protections changes.

Bien évidemment, le calibre des protections est fonction des appareils qui sont raccordés dessus. Pour illustrer le propos, je prendrai des valeurs d’intensités qui ne sont pas forcément réelles.

Un électricien protège… la ligne et pas le/les récepteurs qui sont raccordés dessus ! Lorsque le moteur d’une pompe est en court-circuit, il est… en court-circuit, et rien ne peut changer son état. C’est donc la ligne qui alimente cette pompe que l’on protège pour que ce court-circuit ne génère pas un incendie causé par la destruction de la ligne. Soit un aquarium comprenant :

Equipements Nb. Puissance Circuit 1 Circuit 2
Pompes Gyre FX-150 2 150 W 1 1
Pompes diverses 3 40 W 1 2
Pompes de remontée 2 80 W 1 1
Thermoplongeur 300 W 1 300 W 0 1
Thermoplongeur 200 W 1 200 W 1 0
Écumeur 1 200 W 1 0
Rampe LED 250 W 2 250 W 1 1
Rampe LED 150 W 1 150 W 0 1
Divers 1 150 W 1 0
Total 970 W 910 W
  • L’intensité dans chaque ligne est inférieure à 5 A (970/230 = 4,21 A).
  • Une section de 1,5 mm² est donc largement suffisante (*). Une ligne de 1,5 mm² accepte un courant de 10 A (NF C 15-100).
  • Chaque ligne sera protégée des courts-circuits par un disjoncteur 10 A référence MHT710 et par un interrupteur différentiel référence CDC728F pour NOUS protéger des défauts d’isolement.
  • Les deux disjoncteurs MHT710 ont des courbes de déclenchement de type Courbe B.
  • Les disjoncteurs qui protégeront chaque départ seront de type Courbe C. Ainsi, un court-circuit sur une pompe ne fait "tomber" que son disjoncteur et rien au-dessus (sélectivité des protections : Un aquarium : de l'eau, de l'électricité - Partie 2, Chapitre 1.9.). Le conditionnement de ces disjoncteurs s’effectue par paquets de 12. Le prix indiqué (fig. 21) est le prix "hors taxe, sorti usine".
Figure 21

(*) : Pourquoi surdimensionner la section des deux lignes d’alimentation ? Il suffit de parcourir les forums de Cap Récifal pour s’apercevoir que l’équipement d’un bac évolue dans le temps… et que chemin faisant, c’est le volume qui grossit. Plus de volume c’est plus de pompes, plus d’éclairage et plus de chauffage, donc plus de courant électrique !

3.9.2. Schéma type de l’alimentation de l’aquarium

Figure 22 : Exemple de circuit n°1 d’un aquarium

Un point important : la place du disjoncteur et celle de l’interrupteur différentiel :

  • Le disjoncteur doit impérativement être placé au départ de la ligne, ligne qui est réservée pour le bac ; donc le disjoncteur est sur le tableau de distribution de la maison (correctement étiqueté… ?) ;
  • La place de l’interrupteur n’est pas neutre :
    • S’il est au départ de la ligne, il détectera tous les défauts d’isolement de son circuit ET ceux hypothétiques de la ligne ;
    • S’il est à l’arrivée, il ne détectera que les défauts d’isolement de son circuit. Les défauts de la ligne seront détectés par le disjoncteur EDF… ce qui coupe toute la maison ! Pour pondérer ce risque, un défaut d’isolement sur un câble est rarissime, pour ne pas dire impossible. Cette disposition est pour moi la meilleure solution (fig. 22) ; de plus, elle est très confortable en cas de défaut d’isolement quelque part dans ce circuit (voir § 3.9.3.).

3.9.3. Dépannage

Soit un récifaliste heureux (et distrait ?) qui constate qu’une partie du circuit électrique de son aquarium ne fonctionne plus… D’où vient le problème ?

  • Si D1 est "tombé" : le problème est en aval de D1 ; comme aucune autre protection n’a fonctionné, le problème est sur la ligne, entre D1 et Q1 ; un court-circuit ? Ou une petite araignée partie en fumée en ayant deux pattes sur les deux bornes (Phase et Neutre) d’un disjoncteur… Après un réarmement de D1, deux possibilités :
    • D1 tient : c’est l’araignée (ou tout autre insecte) !
    • D1 ne tient pas : c’est la ligne…
  • Si D13 est "tombé" : c’est un court-circuit franc sur "éclairage 2". Il suffit de laisser couper ce circuit pour que tout le reste fonctionne normalement… et de faire réparer cette rampe d’éclairage.
  • Si Q1 est tombé, c’est un défaut d’isolement sur D11, D12 ou D13. Il suffit de couper les trois circuits, de réarmer Q1, puis de réarmer les disjoncteurs un à un. Si Q1 retombe lorsque l’on vient de réarmer D12, c’est qu’il y a un problème d’isolement avec l’osmolateur. CQFD…

Un équipement bien conçu donne, en plus d’un confort certain, un maximum de sérénité au récifaliste qui peut, sans un BAC+25 en dépannage, procéder à une maintenance électrique de première urgence très facilement. Le retour sur investissement, en cas de problème d’origine électrique, est immédiat !

3.9.4. Additif intéressant

Figure 23 

Certains éléments équipant un aquarium sont uniques et indispensables au maintien optimum des paramètres (écumeur, RAC, RAH, …). Il peut être intéressant de disposer d’une alarme si un problème survient sur ces circuits. Des contacts additifs permettent de déclencher une alarme en cas de coupure (manuelle) ou de disjonction (automatique) d’un disjoncteur. En fonction de ce qu’on désire obtenir comme information, l’un OU l’autre des deux additifs possibles peut être accouplé à un disjoncteur (fig. 23).

3.9.5. Les fusibles

Figure 24 

Si le coût d’un tel équipement électrique dépasse votre budget, vous pouvez remplacer D11, D12 et D13 pas des fusibles (fig. 24). Vous serez tout autant protégé, ainsi que vos lignes, en faisant une économie significative. Il sera toujours temps, plus tard, une fois le bac en vitesse de croisière, de changer ces fusibles par des disjoncteurs.

3.9.6. Circuits de notre exemple

Equipements Nb. Puissance Circuit 1 Circuit 2
Pompes Gyre FX-150 2 150 W 1 1
Pompes diverses 3 40 W 1 2
Pompes de remontée 2 80 W 1 1
Thermoplongeur 300 W 1 300 W 0 1
Thermoplongeur 200 W 1 200 W 1 0
Écumeur 1 200 W 1 0
Rampe LED 250 W 2 250 W 1 1
Rampe LED 150 W 1 150 W 0 1
Divers 1 150 W 1 0
Total 970 W 910 W

Reprenons le tableau de § 3.9.1. Il nous donne la répartition des appareils sur les circuits 1 et 2.

Norme NF C 15-100
Section mm² I max Ampère
2,5 16
1,5 10
1 4
0,75 2
0,5 1

Je l’ai dit : c’est la ligne que l’on protège et non le récepteur qui est branché au bout de celle-ci. Si vous chercher à déterminer l’intensité qui passe dans une pompe de 80 Watt, vous faites :

I = P/U → I = 80/230 ≈ 0,35 A.

Il n’existe aucun disjoncteur (à ce jour) pour couper un courant si faible... Par contre, la section des conducteurs du cordon d’alimentation de cette pompe est de 1 mm², 0,75 mm²… 0,5 mm² ? La norme NF C 15-100 donne les valeurs du tableau ci-contre.

Conclusion : on peut très bien mettre un disjoncteur magnétique calibre 1 Ampère pour protéger la ligne de la pompe de 80 Watt ! Tout ceci nous donne la proposition des figures 25 et 26 comme schémas.

Circuit 1 de notre exemple Figure 25
Circuit 2 de notre exemple Figure 26

 

3.9.7 Circuits de D17 : Osmolateur et éclairage non permanant de la décantation

Cet éclairage, piloté par un interrupteur, ne sert que lorsque notre ami récifaliste intervient dans la décantation.
Pour l’osmolation, il nous faut :

  • Un capteur pour le niveau de l’eau (fig. 27) ;
  • Une pompe de faible débit (fig. 28) ;
  • Une lampe de la même tension que le capteur (fig. 29) ;
  • Une alimentation 24V continu pour le capteur (fig. 30).
Figure 27
Figure 28
Figure 29
Figure 30

 

Pour protéger l’alimentation, on mettra un fusible (fig. 31) : I = Ilampe + Ipompe avec Ilampe = 0,5 / 24 = 0,02 A ; Ipompe = 31 / 24 = 1,3 A.

Figure 31
Figure 32

 

Voili voilou… Une distribution dans les règles.

4. L’automatisation

S’il est un domaine qui n’est pas suffisamment exploité en aquariophilie récifale, c’est bien l’automatisation de tout ou partie des tâches quotidiennes : distribution de nourriture, niveau de l’eau dans le bac, éclairage avec levers/couchers de soleil, brassage avec simulation des marées, …
Bien de ces fonctions sont automatisées, mais sans aucune cohérence entre-elles : une pompe Gyre simule assez bien les marées à l’aide de "son contrôleur". Et là est le problème : vous avez payé le "contrôleur" de votre pompe Gyre, celui de votre rampe d’éclairage, acquis un "automate de gestion d’aquarium" pour votre RAC, votre osmolation, …
Pour les plus résolus, une autre solution consiste à acquérir un Automate Programmable Industriel (API) pour gérer son aquarium.
Avantages d’un API :

  • Il est "blindé" contre les parasites qui circulent dans les lignes EDF ;
  • Il est protégé contre les surtensions qui peuvent apparaître sur les lignes EDF ;
  • Il est conçu pour manipuler des "objets logiques" ;
  • De plus en plus, il manipule des nombres entiers (1…2…3…) et souvent même les nombres relatifs (… -2…-1…0…+1…+2…) ;
  • Il offre des fonctions couramment utilisées en automatisation clé en main (variables logiques et arithmétiques, temporisations diverses, compteurs/décompteurs, programmateurs rotatifs, séquenceurs, bascules, codeurs/décodeurs, multiplexeurs/démultiplexeurs, additionneur/soustracteur, trigger de Schmitt, convertisseurs, etc., que des choses bien amusantes...).

Je pense qu’il faudra bien un jour aider un kamikaze qui se décide à nourrir des azoox avec des larves de bivalves divers et variés élevés dans un bac à part à automatiser le fonctionnement de cette usine à gaz… une idée comme ça jetée en pâture à des lecteurs somnolents pour les réveiller complètement…
Ah oui ! Je le rappelle : autodidacte à 85%, je n’imagine pas posséder la rigueur d’un mathématicien chevronné. Sans ego et sans prétention, je ne cherche seulement qu’à partager mes maigres connaissances.

4.1. Systèmes de numération

Un système de numération permet d’écrire et de nommer les nombres. Il en existe de nombreux qui répondent tous à des besoins précis ou à des niveaux de développement plus ou moins modernes.

Figure 33 

Au début du siècle dernier, les Aborigènes d’Australie n’avaient aucun système de numération : c’était du genre "il y en a ou il n’y en a pas". A la question : "Le rocher du serpent est à quelle distance ?", le pauvre Aborigène ne pouvait pas répondre : cette question n’avait strictement aucun sens pour lui ! La seule chose qu’il savait, c’était qu’il fallait murmurer la chanson du "rocher du serpent" pour cadencer sa marche ; les paroles de la chanson indiquaient la direction à prendre. Il fallait impérativement que la marche soit synchrone à la chanson… Ne riez pas : ces hommes savaient vivre (et non pas survivre) dans un désert des plus arides… Cet Aborigène fut déboussolé lorsque les colons ont fait exploser le rocher du serpent pour que la route qu’ils construisaient soit bien droite : il n’avait plus de carte pour circuler !!!

Le système décimal est très ancien : compter sur ses dix doigts est très facile.
Le système duodécimal (à base douze)est toujours encore très utilisé (on achète une douzaine d’œufs, …). Il est pratique pour compter : à 1, on pose son pouce sur la 1ère phalange de l’index ; à deux sur la 2ème ; à 4 sur la 1ère du majeur… à 12 le pouce est sur la 3ème phalange de l’auriculaire (fig. 33).

Sur certaines iles d’Asie, les autochtones comptaient en base 144 : chaque douzaine de la main droite fait avancer le pouce de la main gauche sur la phalange suivante ; il nous en reste quelque chose : la bourriche de 12 douzaines d’huîtres existe toujours…
Les systèmes de numération sont nombreux et adaptés à des fonctions spécifiques : octal en base 8 ; hexadécimal en base 16 ; mesure du temps avec la journée, l’heure, la minute, la seconde, mais aussi la semaine, le mois, le trimestre… ; mesure des angles, toutes aussi fantasques que la mesure du temps ; binaire, en base 2… Et puis vous avez une infinité de mesures "sauvages", utiles pour certaines pratiques professionnelles : la palette (une palette de parpaings), une semi-remorque (une semi de sacs de plâtre) etc. servent bien à exprimer des quantités et sont donc, de fait, des systèmes de numération.

4.2. Codes

Souvent confondus avec les systèmes de numération, les codes permettent de passer de la représentation d’une information à une autre représentation de la même information, suivant un ensemble de règles précises.

Notre écriture est un code. Le caractère "1" est le codage de la représentation écrite d’une quantité de un quelque chose. Il n’est donc ni multipliable, ni additionnable, etc. Puisque ce n’est qu’un caractère, il est simplement concaténable (je laisse aux passionnés le soin de trouver cette opération).
Il existe une infinité de codes. Pour nous, humbles utilisateurs de l’outil informatique, l’évocation du code ASCII, du code Gray (encore appelé code réfléchi), du BCD (binaire codé décimal), dépasse largement nos besoins pour automatiser notre aquarium.

4.3. Opérateurs arithmétiques

Tout le monde connaît les quatre opérations arithmétiques élémentaires à savoir l’addition, la soustraction, la multiplication et la division. Certains auteurs ajoutent à cette liste la puissance, qui n’est qu’une multiplication particulière (53 = 5 x 5 x 5 = 125) et la racine carrée (√5 = 2,236).

Ça, c’est ce que nous avons tous vu à la communale. L’arrivée des premières machines à calculer électroniques nous a appris, pour peu que nous ayons la curiosité de savoir comment fonctionnent ces engins souvent diaboliques, qu’il n’y a qu’une seule opération : l’addition ! Pour faire une soustraction, par exemple 5 - 2, on fait 5 + (-2). Les nombres et les chiffres sont codés dans la machine ; il suffit de savoir coder (-2) pour transformer cette soustraction en une addition. Une division est une succession de soustractions 16 / 3 = 5 et reste 1. L’ordinateur compte le nombre de fois que l’on peut soustraire 3 au reste : 16 + (-3) = 13 ; 13 + (-3) = 10 … résultat : 5 et reste 1.

Reprenons l’addition avec comme exemple 7 + 2 :

  • On prend le premier opérande (7) auquel on ajoute le second opérande (2) ;
  • Le signe + symbolise l’opérateur de l’addition ;
  • Le résultat est 9, c'est-à-dire la somme de 7 et de 2.

Les deux opérandes sont de même nature (7 tables + 2 tables, 7 tomates + 2 tomates). Le résultat est également de la même nature (9 tables ou 9 tomates). Par contre 1 carotte + 1 navet n’a strictement aucun sens et l’opérateur + ne peut dans ce cas donner un résultat !
L’addition est donc une opération qui donne en résultat la somme de deux opérandes de même nature ; le résultat est de la même nature que les opérandes.

4.4. Opérateurs de relation

Il en existe 6 qui sont : égal (=), supérieur (>), inférieur (<), supérieur ou égal (≤), inférieur ou égal (≥) et différent (≠). Le plus souvent, ces opérations s’appliquent aux nombres et aux chiffres. A partir de deux opérandes, ils donnent un résultat de type logique, qui ne peut prendre que les valeurs "Vrai" ou "Faux".
Écrire "5 + 9 = ?" est un non-sens ! L’opérateur de relation "=" exige deux opérandes de même nature ! On peut écrire "5 + 9 = 17" ; la réponse est la valeur "Faux" ; et si on écrit "5 + 9 = 14", la réponse est la valeur "Vrai". Ou encore "12 > 7" donne comme réponse "Faux" ; "12 = 7" aussi ; "12 > (5 + 7)" aussi ; par contre "12 ≥ (5 + 7)" donne la réponse "Vrai".

5. Univers logique ou univers booléen ; c’est au choix

L’algèbre de Boole (mathématicien Anglais du 19ème siècle) est une branche des mathématiques qui fut délaissée pendant un siècle car elle n’avait pas d’application immédiate. En 1967, l’automatisation des chaînes de montages chez "Chrysler" buttait sur la complexité du problème : trop de paramètres à gérer en même temps. C’est alors qu’un ingénieur se souvient "d’un truc qu’il avait lu" pendant ses études… L’algèbre de Boole fait une entrée fracassante dans le monde de l’automatisation à travers l’invention des Automates Programmables Industriels (API).

L’algèbre de Boole est un univers dans lequel les objets ne peuvent prendre que deux valeurs : Vrai ou Faux. Dans cet univers, on ne mesure pas les choses : on regarde leur état. Exemple : une porte est soit ouverte, soit fermée ; qu’elle soit grande ouverte ou très peu entrouverte, c’est le même état.

Cinq opérations permettent d’effectuer des opérations sur ces objets : le "Oui", le "Non", le "Ou", le "Et" et le "Ou eXclusif".
Ces opérateurs peuvent avoir une réalité physique (mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique et électronique ; dans un futur très proche, l’optique sera de la partie). Mais dans un monde où le numérique remplace tout, ils deviennent des langages informatiques, littéraux, graphiques ou symboliques. Toutes les fonctionnalités d’une calculatrice, d’un téléphone portable, d’une télévision numérique, d’un ordinateur, etc., sont pilotées par des calculs ne faisant appel qu’à ces 5 opérations… Alors pour un aquarium, fut-il récifal…

5.1. Opérateurs logiques

Par convention, les opérandes sont en minuscules et les résultats en majuscules. Un cas particulier : les résultats intermédiaires ; ils sont rangés dans des variables. Exemple pour un calculer (5 + 2) * 3 :

  • a ← 5 + 2 :
  • Résultat ← a * 3.

Le caractère "←" est le symbole de l’affectation qui est une instruction : on affecte une valeur à une variable ou à un résultat ; poser "x = 5 + 2" ne donnera pas la valeur 7 à "x" mais comparera la valeur logique de "x" avec la valeur numérique "7". Autrement dit, qu’est-ce qui est le mieux : les pommes ou les bicyclettes ? La réponse est incertaine !

Tableau : Opérateurs logiques
Opérateur Table de vérité Définition
OUI
e S
Faux Faux
Vrai Vrai
C’est un opérateur unaire. Son résultat a la même valeur de celle de l’opérande.
NON
e S
Faux Vrai
Vrai Faux
C’est aussi un opérateur unaire. Son résultat a la valeur contraire de celle de l’opérande.
OU
a b S
Faux Faux Faux
Vrai Faux Vrai
Faux Vrai Vrai
Vrai Vrai Vrai
L’image est celle d’une pièce possédant deux fenêtres. Pour qu’elle soit aérée, il faut que soit la 1ère fenêtre, soit le 2ème, soit les deux soient ouvertes. Le résultat vaut "Vrai" lorsqu’au moins un des deux opérandes vaut "Vrai".
ET
a b S
Faux Faux Faux
Vrai Faux Faux
Faux Vrai Faux
Vrai Vrai Vrai
L’image est celle d’une pièce qui possède deux portes en face l’une de l’autre. Pour traverser la pièce il faut que les deux portes soient ouvertes. Le résultat vaut « Vrai » lorsque les deux opérandes valent « Vrai ».
OU eXclusif
(OUX)
a b S
Faux Faux Faux
Vrai Faux Vrai
Faux Vrai Vrai
Vrai Vrai Faux
Le résultat vaut "Vrai" lorsqu’un opérande et un seulement vaut "Vrai".
Opérateurs logiques ; e, a et b sont les opérandes d'entrées ; S est la sortie ou résultat.

 

5.2. Structures algorithmiques utilisées par un API

Un automate programmable industriel est un ordinateur conçu pour gérer des automatismes en ambiance industrielle (Chapitre 3.4.). Mais, pour des raisons de sécurité, il n’a pas la souplesse de programmation d’un ordinateur : un ordinateur qui calcule et édite les factures ne tue pas des travailleurs ; une machine industrielle, si ! Le paragraphe 3.5.3.3. explique, très sommairement, la logique programmée.
Pour autant, la maîtrise des structures algorithmiques les plus simples permet d’éviter un certain nombre d’erreurs graves dans l’élaboration d’un programme quelconque.

5.2.1. L’enchaînement

C’est une succession d’actions dans un ordre immuable établi par le programmeur dans un programme. Exemple :

Début
Action1
Action2
Action x
Fin

 

5.2.2. La structure conditionnelle

Une "Action" ne se produit que SI une "Condition" vaut "Vrai". Cette "Condition" peut être une "Condition" simple ou complexe. L’"Action" peut être une "Action" simple ou un "Enchaînement". Exemples :

(1) Si < Condition > Alors < Action >.
(2) Si < Condition1 OU Condition2 > Alors < Action >.
(3) Si < Condition1 ET Condition2 > Alors
 

Début

  • Action 1 ;
  • Action 2 ;
  • Action 3 ;
Fin .

 

5.2.3. La structure alternative

Pour la valeur "Vrai" de la "Condition", on effectue l’"Action1" ; pour la valeur "Faux", on effectue l’"Action2".
Exemple : Si Alors Sinon .

La "Condition" peut être simple ou complexe. Les "Action1" ou "Action2" peuvent être des enchaînements.

5.2.4. La boucle Répéter Pendant…

C’est une temporisation qui permet de répéter une ou plusieurs actions à partir d’un certain temps et/ou pendant un certain temps.
Il existe bien d’autres structures algorithmiques : le "Décider Entre", la "Boucle Pour", la "Boucle Jusqu’à", la "Boucle Tant Que", la "Boucle n+½"… mais ils ne nous sont d’aucune utilité pour nos problèmes de gestion des aquariums.

5.3. Les systèmes logiques

Un système logique (fig. 44 à 45) est un système formel dédié au raisonnement et aux déductions logiques. Il est constitué :

  • D’un ensemble de données, nommées "entrées" dans un automatisme. Ces "entrées" sont en fait des capteurs chargés de saisir les informations nécessaires pour faire fonctionner l’automatisme ;
  • D’un ensemble de calculs (logiques et/ou arithmétiques) utilisant des opérateurs et/ou des fonctions d’automatisation plus complexes. Les résultats intermédiaires sont rangés dans des variables ;
  • D’un ensemble de résultats, nommés "Sorties". Ces "Sorties" pilotent des actionneurs qui modifient l’état de l’ensemble automatisé.

5.3.1. La logique combinatoire

A une combinaison des "m" entrées correspond une et une seulement combinaison des "n" Sorties (fig. 34).

5.3.2. La logique séquentielle

A une combinaison des "m" entrées correspond plusieurs combinaisons des "n" Sorties. Entre toutes ces combinaisons intervient un nouveau facteur : l’historique des combinaisons précédentes données au système par l’intermédiaire d’une ou plusieurs boucles de rétroactions (fig. 35).

Figure 34 : Logique combinatoire
Figure 35 : Logique séquentielle
Figure 36 : Logique programmée :

5.3.3. La logique programmée

Formellement, la logique programmée n’est pas un système logique : on peut tout aussi bien programmer des problèmes de logique combinatoire ou de logique séquentielle (fig. 36).

Un automate programmable :

  • Lit toutes les "entrées" ;
  • Procède à tous les calculs logiques et/ou arithmétiques ;
  • Écrit toutes les "Sorties".
Figure 37

Ce fonctionnement (fig. 36) permet de mesurer le temps que met le microprocesseur pour effectuer 1 cycle complet. Si, pendant le fonctionnement, le microprocesseur est détruit, ce temps est dépassé. Dans ce cas, un montage électronique spécifique nommé "chien de garde" arrête tout (arrête toutes les Sorties) pour éviter tout fonctionnement anarchique car ces derniers peuvent causer des accidents. C’est toute la différence entre l’informatique de bureau et l’informatique industrielle.

5.3.4. Le combinateur rotatif

Typiquement, c’est l’organe qui vous permet (permettait ? Les choses vont si vite…) de choisir un mode de chauffage pour votre four (grill, four, sole en tournant une poignée) ou de faire avancer le cycle de lavage dans votre machine à laver grâce à un micromoteur (fig. 37).

3.6. Quelques petits problèmes pour comprendre

Sauter sur un clavier quelconque pour "résoudre" un problème d’automatisation, fut-il très simple, est une façon très à la mode de procéder. Sans véritablement réfléchir au problème, on trouve une solution "évidente" au problème, que l’on programme et que l’on essaie immédiatement. Dans le meilleur des cas, l’automatisme fonctionne du premier coup… enfin, fonctionne, pour UNE combinaison des entrées. Il faudrait, pour un problème à 5 entrées, procéder à… 120 essais (la factorielle 5 soit 1 x 2 x 3 x 4 x 5…).
Résoudre les problèmes de logique combinatoire n’est pas chose difficile ; il n’en est pas de même pour les problèmes de logique séquentielle. heureusement ! Transformer un problème de logique séquentielle en plusieurs problèmes de logique combinatoire est possible. Ainsi, nos "petits" problèmes d’automatisation pour nos aquariums sont à notre portée, sans le calvaire de méthodes absconses et répugnantes.

Figure 38
Figure 39

3.6.1. Une pompe de relevage pour le garage (1)

Il arrive quelque fois que le sous-sol d’une maison inonde.
Un remède possible pour éviter les dégradations dues à l’eau est de faire creuser un regard de dimensions adéquates et de monter dans ce regard une pompe qui rejette l’eau dans les eaux pluviales (il est interdit de rejeter de l’eau dans le tout à l’égout pour ne pas "couler" la station d’épuration).
Afin d’éviter une marche à sec de la pompe, un capteur de niveau d’eau à flotteur interdit le fonctionnement de la pompe lorsque le regard est vide.
Un interrupteur permet la mise En/Hors fonctionnement de la pompe.

Avant de "raisonner", posons le problème. Il nous faut nous poser trois questions et trouver les réponses avant tout :

  • Combien d’Entrées dans cet automatisme ?
  • Combien de Sorties ?
  • Est-ce un problème de logique combinatoire ou séquentielle ?

Les réponses :

  • Il y a 2 Entrées : l’interrupteur Marche/Arrêt (I1) et le flotteur (I2) ;
  • Il y a 1 Sortie : le moteur de la pompe (O1).

Par convention (norme internationale) on prend la lettre I pour les Entrées (Input) et la lettre Q pour les Sorties… Brexit ou pas !
Pour que la pompe fonctionne, il faut que l’interrupteur soit en position "Marche" ET que le flotteur soit en "Haut" (regard plein). C’est donc un problème de logique combinatoire.

Programme "Relevage 1"
Début
Q1 ← I1 ET I2
Fin

 

Oui, je sais, cet exemple est facile… Mais cette façon de procéder va nous aider pour des problèmes un peu plus complexes.

6.2. Une pompe de relevage pour le garage (2)

Figure 40

Craignant que le sous-sol inonde en cas de fortes pluies, le propriétaire, dans un second temps, désire qu’un avertisseur sonore (fig. 40) indique un niveau trop haut dans le regard. Ainsi, si la pompe est H.S. ou la pluie trop forte, le propriétaire est alerté. On a donc :

  • Un interrupteur (I1) met En/Hors service la pompe ;
  • Un capteur à flotteur (I2) ;
  • Un capteur à ultrason (I3, celui de la fig. 12 xxxxxxx ) pour détecter un niveau trop haut ;
  • Une pompe de relevage (Q1) ;
  • Un avertisseur sonore (Q2).

Nous restons dans des problèmes de logique combinatoire.

Programme "Relevage 2"
Début
Q1 ← I1 ET I2
Q2 ← I3
Fin.

 

6.3. Une pompe de relevage pour le garage (3)

Figure 41
Figure 42

Le voisin de notre ami propriétaire, qui a le même souci, trouve cette intéressante et désire lui aussi passer à l’acte. Son électricien lui propose une solution plus moderne et plus élégante en remplaçant le capteur à flotteur et le capteur à ultrason par un capteur à ultrason analogique (fig. 41). Il aurait une sortie donnant une information comprise entre 0 et 10V (fig. 42).

Figure 43

Cette solution est plus économique. On positionnera le capteur à 1,8 m du fond du regard ; le niveau bas de l’eau sera à 1,6 m du capteur ; le niveau haut de l’eau à 0,6 m du capteur (fig. 43).

Mais le fonctionnement avec ce capteur à ultrason est profondément différent de celui avec un capteur à flotteur.

  • Lorsque le niveau d’eau dans le regard est bas (ou que le regard est à sec) le flotteur coulissant est en bas ; il appuie sur le taquet de blocage du bas ; la tige en inox est en bas ; le contact électrique est ouvert ; la pompe est arrêtée (fig. 44a).
  • Lorsque le niveau d’eau monte dans le regard, le flotteur coulissant monte aussi (fig. 44b).
  • Lorsque le flotteur coulissant atteint le taquet de blocage du haut, il pousse ce dernier ce qui fait monter la tige en inox ; lorsque cette tige est en haut, le contact électrique se ferme ; la pompe est alors en marche (fig. 44c).
  • Le niveau d’eau descend dans le regard ; le flotteur coulissant aussi ; mais la tige en inox reste en haut ; cette mémoire mécanique empêche une succession de Marche/Arrêt de la pompe qui détruirait rapidement le moteur de la pompe (fig. 44d).
  • Lorsque le flotteur coulissant atteint le taquet de blocage du bas, il appuie sur ce dernier ce qui fait descendre la tige en inox ; la pompe continue de fonctionner (fig. 44e).
  • Enfin, lorsque la tige en inox est en bas, le contact électrique s’ouvre ; la pompe s’arrête (fig. 44f).
Figure 44

 

Figure 45

Avec un capteur à ultrason, il est impossible de savoir si l’eau monte ou descend dans le regard (fig. 45). Deux solutions pour une même combinaison des Entrées… C’est donc un problème de logique séquentielle !

Il nous faudra utiliser une mémoire électronique (dans le cas d’utilisation d’un API) pour remplacer la mémoire mécanique du capteur de niveau à flotteur.
Cette mémoire est une variable bistable (deux états stables) nommée B1 dont le fonctionnement répond à deux équations logiques :

  • SET B1 ou SB1 : mise à la valeur VRAI de la mémoire B1 ;
  • RESET B1 ou RB1 : mise à la valeur FAUX de la mémoire B1.

Le fonctionnement est détaillé ci-dessous avec la figure 46.

Figure 46
  • B1 vaut FAUX ; la pompe est arrêtée ;
  • B1 reste à FAUX ; la pompe est toujours arrêtée ;
  • B1 passe à VRAI ; la pompe fonctionne ;
  • B1 reste à VRAI ; la pompe reste en fonctionnement ; l’alarme fonctionne ;
  • B1 reste à VRAI ; la pompe et l’alarme restent en fonctionnement ;
  • B1 toujours à VRAI ; pompe est toujours en fonctionnement ; alarme arrêtée ;
  • Idem pour B1, la pompe et l’alarme.

Dans la majorité des cas, on passe de l’étape 3 directement à l’étape 6.

Programme "Relevage 3"
Début
SB1 ← I2 ≤ 0,6m  (la mémoire B1 passe à VRAI si l’eau est à moins de 0,6m du capteur)
RB1 ← I2 ≥ 1,6m  (la mémoire B1 passe à FAUX si l’eau est à plus de 1,6m du capteur)
Q1 ← I1 ET B1 (la valeur de O1 dépend des valeurs de l’interrupteur et du capteur de niveau)
Q2 ← I2 ≤ 0,5m (l’alarme sonore fonctionne si l’eau est à moins de 0,5m du capteur)
Fin  

 

Il existe plusieurs méthodes pour résoudre les problèmes de logique séquentielle. Toutes ont un inconvénient majeur : elles ne sont pas simples et de ce fait dépassent le niveau des amateurs que nous sommes. La façon de procéder qui vous est proposée ci-dessus est largement suffisante pour résoudre les petits problèmes d’automatisation de nos bacs.

6.4. Maintenir la température d’un aquarium à 22°C

Figure 47

Plutôt que de chercher un thermostat à sonde déportée, on peut acquérir pour moins de 20 € une sonde PT100 avec une plage de température allant de -30 à +90 °C (fig. 47). Ainsi, nous aurons une plus grande précision qu’avec un thermoplongeur à peu de frais. Cette sonde doit être alimentée par un câble blindé (entouré de rouge) ; le blindage doit être relié au conducteur de protection (Vert/Jaune) ; la longueur de la sonde est à définir en fonction du bac. Avec ce type de sonde, on peut réguler à ± 0,5°C.
Là encore, c’est un problème de logique séquentielle. Pour maintenir la température de l’eau à 25°C, on utilise le programme ci-dessous.
Programme "Chauffage d’un aquarium"

Programme "Chauffage d’un aquarium"
Début
SB1 ← I2 ≤25 °C (la mémoire B1 passe à VRAI si la température de l’eau est inférieure ou égale à 25 °C)
RB1 ← I2 ≥ 25,5 °C (la mémoire B1 passe à VRAI si la température de l’eau est inférieure ou égale à 25,5 °C)
Q1 ← I1 ET B1 (le thermoplongeur chauffe si B1 vaut VRAI ; I1 est un interrupteur qui permet de mettre En/Hors service le chauffage)
Fin  


L’utilisation de ou de au lieu de = est une sage précaution. Exemple d’un mauvais programme :

Programme "Chauffage d’un aquarium" qui ne fonctionne pas !
Début
SB1 ← I2 = 25 °C (la mémoire B1 passe à VRAI si la température de l’eau est égale à 25 °C)
RB1 ← I2 = 25,5 °C (la mémoire B1 passe à VRAI si la température de l’eau est égale à 25,5 °C)
Q1 ← I1 ET B1 (le thermoplongeur chauffe si B1 vaut VRAI ; I1 est un interrupteur qui permet de mettre En/Hors service le chauffage)
Fin  

 

Si, à un moment quelconque, la température de l’eau est inférieure à 25°C ou supérieure à 25,5°C, le thermoplongeur ne chauffe jamais ou n’arrêtera jamais de chauffer !

7. Quel automate programmable et comment le programmer ?

Poser cette question c’est ouvrir la boîte de Pandore ! Trop de chapelles défendues par des cerbères agressifs !

Question :

C'est quoi ou c'est qui Pandore ?

Zeus offrit la main de Pandore à Épiméthée, frère de Prométhée. Bien qu'il eût promis à Prométhée de refuser les cadeaux venant de Zeus, Épiméthée accepta Pandore. Pandore apporta dans ses bagages une boîte mystérieuse que Zeus lui interdit d'ouvrir. Celle-ci contenait tous les maux de l'humanité, notamment la Vieillesse, la Maladie, la Guerre, la Famine, la Misère, la Folie, le Vice, la Tromperie, la Passion, l'Orgueil ainsi que l'Espérance. Après avoir achevé cette attrayante et pernicieuse merveille, Zeus ordonna à Hermès de la conduire vers Épiméthée. Épiméthée ne se rappela point que Prométhée lui avait recommandé de ne rien recevoir de Zeus, mais de lui renvoyer tous ses dons de peur qu'ils ne devinssent un fléau terrible aux mortels. Il accepta le présent fatal et reconnut bientôt son imprudence. Une fois installée comme épouse, Pandore céda à la curiosité qu'Hermès lui avait donnée et ouvrit la boîte, libérant ainsi les maux qui y étaient contenus. Elle voulut refermer la boîte pour les retenir ; hélas, il était trop tard. Seule l'Espérance, plus lente à réagir, y resta enfermée.".
(Wikipédia)

 

Et Pandore, c’est…

ça...
ou ça !

Euh… Vive Pandore !!!

À les écouter, quelle que soit la religion, on est dans la merde… à cause des femmes… À méditer !

Revenons à notre API. Il en existe une multitude, chacun possédant des particularités intéressantes. Malheureusement, celle d’avoir un prix prohibitif est la plus fréquente. Un bon compromis, tant pour son prix que pour ses additifs et sa facilité de programmation est le ZELIO de Schneider. Il existe sous d’autres noms chez d’autres constructeurs (le français Crouzet, l’allemand Siemens possèdent l’équivalant de Zelio). Il se décline en plusieurs versions qui vont du 230V~ au 24V= pour son alimentation, écran de 4 lignes de 18 caractères ou pas d’écran, des entrées… logiques (normal pour un API) et analogiques (valeurs numériques), des sorties logiques et/ou analogiques, … bref, tout ce qu’il faut pour un automatisme, modeste certes, mais performant, et pour un prix accessible aux amateurs.

Il se programme sur un PC avec deux éditeurs différents :

  • Soit sous forme de langage "à contact" : sommaire, ce type de langage ne présente que peu de fonctions logiques ;
  • Soit sous forme de langage "bloc fonction", beaucoup plus riche pour résoudre les problèmes d’automatisation.

Ce qui suit est une petite partie de la "boîte à outils" que nous offre ZELIO pour automatiser nos aquariums. Les esthètes seront peut-être déçus de ne pas "creuser" plus encore les possibilités de ZELIO. Je reste à leur disposition pour les aider s’ils buttent sur une solution très pointue, tout comme les réels amateurs pourront compter sur mes maigres connaissances pour les aider (dans les limites de mon temps libre).

7.1. Les Entrées de ZELIO

Il en existe trois types : les Entrées TOR (Tout Ou Rien), les Entrées analogiques (qui mesurent une grandeur physique) et les Entrées dites spéciales pour faciliter la programmation de certaines fonctions.

 

7.1.1. Les Entrées TOR

Il faut distinguer la nature de l’Entrée (TOR, analogique) d’avec l’appareil de saisie de l’information (bouton poussoir, interrupteur, …). ZELIO offre la possibilité d’illustrer les Entrées par des images significatives. La fig. 48 est la page de ZELIO qui nous permet de choisir une illustration.

Figure 48

7.1.2. Les Entrées analogiques

Tout est dit dans les fig.s 49 ci-dessous.

Figure 49

 

Pour passer d’une valeur numérique (0..10 V) à une température, on utilise la fonction Gain (fig. 50). Tout cela sera vu dans les exemples de programmation.

Figure 50

 

7.1.3. Les Entrées spéciales

Le fabricant a créé un fourre-tout (fig. 51) dans lequel on trouve :

  • Les 4 boutons de la face avant de ZELIO ;
  • Des constantes numériques ;
  • Des constantes logiques ;
  • L’heure d’été ;
  • Une base de temps de 1 seconde.
Figure 51

 

7.2. Les Sorties de ZELIO

Dans ses versions de base, il n’y a dans ZELIO que des Sorties TOR (fig. 52). Il faut utiliser un module complémentaire pour disposer de deux Sorties analogiques.
Pour nos applications aquariophiles, une Sortie analogique peut s’avérer très utile pour moduler les éclairages de nos aquariums. Je n’ai pas encore utilisé cette possibilité, mais j’y pense souvent… en me rasant le matin.

Figure 52

 

7.3. Les Objets manipulés par ZELIO

ZELIO manipule les objets booléens sur lesquels il peut effectuer toutes les opérations logiques de base (NON, ET, OU, OUX, NAND et NOR). En ZELIO, VRAI s’écrit 1 et FAUX s’écrit 0. ZELIO manipule aussi les Entiers Relatifs qui vont de (-32767) à (+32762) et sur lesquels il peut effectuer des opérations arithmétiques (§ 3.7.5. et § 3.7.6.). ZELIO possède les 6 opérateurs de relation que nous avons vu § 3.4.4. Enfin, ZELIO possède toute une gamme de blocs fonctions logiques préprogrammées (temporisations, compteurs/décompteurs, bascule RS, programmateur rotatif, multiplexeur, etc.). Il offre aussi la possibilité d’écrire des petits GRAFCET ; mais ce n’est pas son point le plus fort. S’il peut afficher sur son écran de 4 lignes de 18 caractères, il ne permet aucune opération de type texte.

7.4. Les opérateurs de relation en ZELIO

En fig. 53, l’aide en ligne pour les opérateurs de relation en ZELIO.

Figure 53

 

Rien de bien nouveau : ZELIO respecte à la lettre les définitions données au § 3.4.4.

7.5. L’addition et la soustraction en ZELIO

L’addition et/ou la soustraction sont possibles à partir du même module.

Figure 54

 

Pour l’Addition on utilise les Entrées 1 et 2 ; pour la Soustraction les Entrées 2 et 3. C’est fruste… c’est de l’informatique industrielle… mais c’est largement suffisant pour nos applications.

7.6. La multiplication et la division en ZELIO

C’est exactement la même présentation que pour additionner ou soustraire… avec le même commentaire.

Figure 55

 

7.7. Les opérateurs logiques en ZELIO

Dans ce florilège (fig. 56), nous oublierons les opérateurs NAND et NOR (NON ET pour NAND et NON OU pour NOR) ; ils ne servent qu’à simplifier des parties d’automatismes complexes.
L’opérateur OUI est implicite lorsque l’on relie une Sortie à une équation booléenne ; il ne fig. donc pas dans le panel qui nous est offert.
Il nous reste le NOT pour l’opérateur NON, le OR pour l’opérateur OU, le AND pour l’opérateur ET et le XOR pour l’opérateur OUX… Le NOT n’a qu’une Entrée (opérateur unaire) et le XOR deux Entrées ; le AND et le OR ont quatre Entrées.

Figure 56

 

Les fabricants d’API parlent de fonctions ou de portes logiques. C’est une réminiscence du langage utilisé par les électroniciens du temps où les automatismes étaient en électronique câblée… il y a 30 ans, c'est-à-dire une éternité dans le monde technologique d’aujourd’hui. Pour ma part, je regrette cette confusion des concepts entre logique câblée et logique programmée… mais il est vrai que je suis un vieil "électricien", formé à coups de "châtaignes", qui en bavait pour cintrer convenablement le tube acier aux galets ou câbler une armoire pour un automatisme câblé à la ficelle de boucher ! C’était l’bon temps… j’avais 20 ans…
Euh… pardon, je digresse encore une fois ! Vite, une pilule !!!

7.8. La bascule RS

ZELIO nous offre une bascule RS (Reset, Set) (fig. 57):

  • Une impulsion sur l’Entrée Set et la Sortie de la bascule prend la valeur VRAI ;
  • Une impulsion sur l’Entrée Reset et la Sortie de la bascule prend la valeur FAUX.
Figure 57

 

7.9. Le Programmateur à Cames

Si vous avez besoin d’une une séquence complexe qui, normalement relève de la logique séquentielle, vous pouvez utiliser un des huit combinateurs rotatifs (programmateur à cames fig.58) que contient ZELIO.
C’est une solution puissante qui transforme très facilement un problème de logique séquentielle en de multiples problèmes de logique combinatoire.

Figure 58

 

C’est typiquement le genre d’outil qui simplifie une distribution automatique de nourriture vivante (phytoplancton, zooplancton).
Je passe sous silence un nombre important de fonctions diverses que nous offre ZELIO par crainte, si ce n’est déjà fait, de "gaver" les deux ou trois lecteurs (lectrices ?) qui restent encore accrochés à leur écran.

8. Prise en main de ZELIO

Certains modèles de ZELIO se programment directement depuis la face avant du module. Mais, pour une somme relativement modique, on peut acquérir le logiciel et le cordon qui permettent de programmer ZELIO à partir de son PC.

Figure 59

Dès la mise en marche du logiciel "ZELIO SOFT", on entre directement dans un menu qui permet de créer un programme, ouvrir un programme, télécharger un programme depuis un ZELIO, faire fonctionner un programme en se servant de son PC pour visualiser l’état des Entrées/Sorties…

Figure 60

On peut choisir son API en fonction de multiples paramètres :

  • Écran ou pas ;
  • De 12V à 240 V (= ou ~) ;
  • Nombre d’Entrées/Sorties ;
  • Entrées analogiques ou pas…
Figure 61

Ensuite, on choisit entre :

  • Des Sorties statiques (sur transistor) ;
  • Des Sorties sur contact de relais (préférable pour une isolation galvanique qui interdit de renvoyer des parasites sur l’alimentation du ZELIO.
Figure 62

Enfin, soit on choisit le langage "LADDER", soit le langage "LBD". Le second est beaucoup plus proche d’un raisonnement "algorithmique" que le premier. De plus, il offre beaucoup plus de possibilités. Mais mon goût personnel ne sera peut-être pas le vôtre…

Figure 63

Une fois ce dernier choix effectué, on obtient l’écran de travail. A gauche, les Entrées ; à droite, les Sorties ; en bas, les sous-menus. Il suffit de placer le curseur sur un de ces sous-menus pour que ce dernier vous donne accès à son contenu. On choisit l’élément désiré en faisant glisser son symbole au bon endroit. Pour nous guider à placer les divers éléments dans la page écran, on peut obtenir une grille. Il suffit de faire : "Affichage, Grille".

 

9. Quelques exemples commentés de programmes sur ZELIO

Rien ne vaut quelques exemples pour comprendre. Dans un premier temps, nous reprendrons les petits problèmes déjà traités aux § 3.6.1. à 3.6.5.

9.1. Une pompe de relevage pour le garage (1)

9.1.1. L’algorithme (établi au § 3.6.1.)

Programme "Relevage 1"
Début
Q1 ← I1 ET I2
Fin

9.1.2. Le programme

Je réfléchis (si, si !) à cet instant et je mesure l’ampleur du contenu de cet article… J’espère ne pas vous avoir trop gavé avec mes sornettes, surtout que l’on arrive (enfin !?!) à la cerise sur le gâteau : la possibilité d’automatiser soi-même une bonne partie des fonctions nécessaires à la bonne santé de nos hôtes qui vivent dans nos aquariums. Au pire, même si vous vous faites aider par un "collègue", vous aurez les moyens de comprendre ce qui est fait… Pas si mal !
Dans ce problème, deux Entrées (I1 et I2) et une Sortie (Q1). Le logiciel repère automatiquement tous les éléments par la lettre B (pour Bloc) et un numéro ; on peut utiliser 100 blocs numérotés de 00 à 99.

Figure 64

 

Une fois ces trois éléments "sortis" des sous-menus "IN" et "OUT" (fig. 64), on peut les reprendre un à un pour choisir une image. Un clic dessus nous donne accès à un nouveau sous-menu (fig. 65).

Figure 65

 

Ensuite, on "range" chaque bloc à sa place (fig. 66).

Figure 66

 

Une fois la grille affichée et tous les blocs à leur place, on relie les éléments entre eux (fig. 67). Pour l’exemple fig. 79, on clique sur B00 et, en restant appuyé sur la souris, on rejoint l’opérateur AND.

Figure 67

 

La fig. 69 nous montre l’ensemble du programme terminé.

Figure 68

 

Figure 69

Nous allons pouvoir simuler le fonctionnement de notre programme. En haut à droite de l’écran (fig. 69), trois "boutons".

Une fois la simulation démarrée (Bouton RUN en vert) on peut simuler une action sur chaque Entrée. fig. 70, un clic sur B00 simule l’interrupteur I1 sur la position Marche.

 

Figure 70

 

Un clic sur I2 simule l’eau en haut du regard, donc la position Marche du capteur de niveau (fig. 71). La Sortie Q1 est alors activée (le moteur de la pompe fonctionne).
Q1 ← I1 ET I2

Figure 71

 

Tel qu’il est, ce programme pourrait être transféré dans un ZELIO. Il donnerait entière satisfaction… et le sous-sol n’inonderait plus… Bambi viendrait contempler ce chef d’œuvre… avec les hirondelles au-dessus de sa tête qui piailleraient une douce mélodie… La vie serait merveilleuse… et notre récifaliste béat ne quitterait plus ce satané sous-sol… Sa femme se lamenterait… puis, en désespoir de cause, prendrait un amant…
Ca y est ! Ca me reprend ! Vite, une pilule !!!

9.2. Une pompe de relevage pour le garage (2)

9.2.1. L’algorithme

Programme "Relevage 2"
Début
Q1 ← I1 ET I2
Q2 ← I3
Fin.

9.2.2. Le programme

Il est aussi simple (fig. 72) que celui qui précède.

Figure 72

 

A noter que sous cette forme, le programme déclenche une alarme même si la pompe est arrêtée, ce qui n’est pas le cas du programme de la fig. 73. La première version est plus simple et remplit pleinement la fonction sécurité.

Figure 73

 

9.3. Une pompe de relevage pour le garage (3)

9.3.1. L’algorithme

Programme "Relevage 3"
Début
SB1 ← I2 ≤ 0,6m 
RB1 ← I2 ≥ 1,6m 
Q1 ← I1 ET B1
Q2 ← I2 ≤ 0,5m
Fin


9.3.2. L’adaptation de l’algorithme à ZELIO

Tous les ZELIO ne possèdent pas d’entrées analogiques (fig. 74). Lorsque c’est le cas, ces Entrées analogiques ont des emplacements très précis (fig. 75a et 75b).

Figure 74

 

Figure 75

Si on essaie de placer une Entrée analogique en IA, le logiciel refuse (fig. 75a). Par contre, il l’accepte en IB (fig. 75b). Il faut donc bien étudier les caractéristiques techniques du ZELIO que l’on désire acquérir.

Pour ce programme, nous placerons l’interrupteur Marche/Arrêt en IA et le capteur analogique en IB. La pompe sera reliée à la Sortie Q9 et l’avertisseur sonore en QA. L’algorithme devient :

Programme "Relevage 3"
Début
SB1 ← IB ≤ 0,6m 
RB1 ← IB ≥ 1,6m 
Q9 ← IA ET B1
QA ← IB ≤ 0,5m
Fin

9.3.3. Le programme

Ce programme (fig. 76) nécessite quelques explications.

Figure 76

 

9.3.3.1. La fonction GAIN
Figure 77

Nous mesurons une distance, comprise entre 20 et 200 centimètres à l’aide d’un capteur à ultrason. Ce capteur transforme cette information (la distance) en une tension continue comprise entre 0 et 10V. Notez bien que l’information EST TOUJOURS LA MEME : ce qui a changé, c’est la représentation de l’information, c'est-à-dire son codage… Il en est de même lorsque vous dites "Die Tür" en allemand ou que vous dites "La Porte" en français : l’objet "porte" n’a pas changé… ?

Cette tension n’est pas DIRECTEMENT manipulable par ZELIO qui, comme tous les processus informatiques (à ce jour), ne manipule que des VRAI et des FAUX… Il faut donc une interface (un traducteur ?) qui transforme cette tension en une valeur PUREMENT BINAIRE comprise entre 00000000..11111111 (en décimal 0..255) inclus. C’est cette valeur binaire que ZELIO manipule (fig. 77). Mais comment passer d’une valeur 00000000..11111111 à une distance 20..200cm… car c’est sous cette forme que nous comprenons le mieux cette information ?

Figure 78

C’est la fonction de GAIN qui permet ce transcodage. "Euh… mais pourquoi ne pas avoir un capteur qui donne directement l’information dans une forme qui nous convienne ?" me direz-vous. Ben… chaque automate a son propre mode de fonctionnement. Le fabricant de capteur veut en vendre beaucoup ; pour ce faire, il choisit de respecter un des deux standards internationaux : 0..10V ou 4..20mA. Après, c’est le fabricant d’automate qui rend plus ou moins simple (donc plus ou moins cher) son automate… et ZELIO est d’un prix très abordable… Mais il est certain que dans un avenir proche il suffira de raccorder le capteur sur l’API pour que tout fonctionne. La fig. 78 nous donne les informations techniques de l’alimentation de ZELIO et de l’interface nécessaire pour raccorder le capteur de niveau analogique.

9.3.3.2. La simulation

Une fois la simulation mise en marche (fig. 79), on peut faire varier le niveau d’eau dans le regard ! Un petit clic sur l’image en bas à gauche fait apparaître un "bouton" de potentiomètre en haut à gauche de l’écran (fig. 80).

Figure 79

 

Figure 80

 

Ce bouton peut "tourner" à l’aide (help !) de la souris. Dans la fig. 80, il n’y a pas d’eau dans le regard :

Figure 45
  • Si on reprend la fig. 45, le fond du regard est à 1,8m du capteur. C’est bien ce qu’indique la simulation (flèche bleue) ;
  • L’automatisme est en marche (IA en ON) ;
  • La pompe est arrêtée (Q9 est en OFF) ;
  • Idem pour l’avertisseur sonore en QA ;
  • Comme le fond du regard est en-dessous des 1,6m (qui est le niveau bas), la bascule RS est forcée à OFF (flèche rouge).

Il faut s’habituer à ces histoire de VRAI, FAUX, 1, 0, ON, OFF… Ce ne sont que des conventions qui veulent dire toutes exactement la même chose : soit j’ai un signal carré d’une tension de +5V, soit je n’en ai pas… parce qu’en réalité, physiquement, c’est ça qui circule dans un bus, c'est-à-dire un ensemble de conducteurs placés en nappe les uns à coté des autres… Et c’est ça qui fait que votre PC fonctionne chez vous, pour que vous puissiez lire cette prose magnifique sur le site de"Cap Récifal" !

Le système reste stable (dans le même état) si l’eau arrive (fig. 81, avec l’eau à 1,15m du capteur indiqué par la flèche bleue), tant que son niveau est inférieur au niveau haut (dans le but d’éviter des Marches/Arrêts répétitifs qui risquent de détruire le moteur de la pompe). La bascule RS n’est plus forcée à OFF (flèche rouge) ; par contre, sa sortie reste toujours à OFF. On comprend bien la fonction "bascule RS".

Figure 81

 

Dans la fig. 82, l’eau est à moins de 0,6m du capteur (flèche bleue) :

  • La bascule RS est forcée à ON (flèche rouge) ;
  • Sa sortie est à ON ;
  • Le moteur de la pompe aussi (Q9) ;
  • On voit que la tension en sortie de capteur est de 3,7V (flèche violet) ;
  • L’avertisseur sonore reste en OFF.
Figure 82

 

Si l’eau arrive plus vite que ce que la pompe élimine, l’avertisseur sonore retentit. C’est le cas en fig. 83. La flèche rouge pointe la distance entre l’eau et le capteur, qui est largement inférieure à 0,6m.

Figure 83

 

Lorsque le niveau de l’eau redescend (fig. 84 il est à 0,67m du capteur), l’alarme sonore s’arrête.

Figure 84

 

Lorsque le niveau de l’eau est en-dessous du niveau bas (supérieur à 1,6m du capteur), la bascule RS est forcée à OFF (flèche bleue).

Figure 85

 

Si, sur cette démonstration là, vous ne voyez pas Bambi valser avec les hirondelles, c’est que vous n’êtes pas humain ! Parce que moi qui suis un véritable humain, âgé de plus de 68 ans, ce qui bien heureusement ne veut pas dire sénile, je le vois Bambi et je les entends les hirondelles !... Hein ?... Non, vous n’entendez rien ?... Bordel ! Mes pilules !!!

9.4. Un Osmolateur

Il serait plus exact de parler d’une fonction osmolation assumée par ZELIO. Maintenant que nous savons maintenir un niveau d’eau dans une fourchette Mini/Maxi, nous pouvons aborder ce problème.

9.4.1. Le matériel nécessaire

On prendra le capteur à ultrason des fig.s 35, 36a et 36b, puis la pompe des fig.s 37 et 38. Ce capteur a une portée qui va de 3mm à 150mm.
(150 – 3) / 10 = 14,7mm/V. Ce capteur sera fixé à 100mm du niveau maximum de l’eau ; le niveau minimum sera de 105mm. Le ∆h de 5mm peut paraître énorme, mais il est à mettre en rapport avec la surface du mini bac où le capteur prend la mesure : si ce mini bac a une surface de 20cm x 20cm, on a un volume de : 0,2 x 0,2 x 0,005 = 0,0002 m3 soit 0,2 litres… Si, dans le même temps, le bac a une surface de 1,5m x 0,8m = 1,2m², de combien sera le ∆h dans l’aquarium ? Ce ∆h (20 centilitres soit 2 verres à vin) est suffisant pour éviter les phénomènes de battement de la pompe.

9.4.3. L’algorithme

Programme "Osmolateur"
Début  
SB1 ← IB ≤ 100 mm   
RB1 ← IB ≥ 105 mm   
Q9 ← IA ET B1 (Il est peut-être nécessaire d’interrompre la fonction osmolation pendant un temps limité pour permettre d’effectuer un cycle automatique de nourrissage par exemple).
Fin  

 

9.4.4. Le programme

Maintenant, il est évident. La fig. 86 nous en montre la simplicité.

Figure 86

 

9.5. Maintenir la température d’un aquarium à 22°C

À l’aide de la sonde de la fig. 57 et bien sûr de l’interface de la fig. 94, l’affaire est simplissime !

9.5.1. Le matériel

Figure 87

La sonde choisie (fig. 87) est blindée (le blindage relié à la terre nous protège des parasites) et fait 100mm de long. Sa plage de fonctionnement va de -30°C à +90°C.

Nous chercherons à maintenir une température comprise entre 25°C et 26°C.

9.5.2. L’algorithme

Programme "Chauffage"
Début
SB1 ← IB ≤ 25 °C 
RB1 ← IB ≥ 26 °C 
Q9 ← B1
Fin

 

9.5.3. Le programme

On le voit en fig. 88, c’est un programme extrêmement simple.

Figure 88

 

J’ai choisis de naviguer (ohé ohé ?) entre une température strictement inférieurs à 25°C (flèche rouge) et strictement supérieure à 26°C (flèche bleue)… toujours pour ces phénomènes de battements préjudiciables à la bonne santé du matériel.

9.6. Distribuer quatre phytoplanctons et deux zooplanctons différents… automatiquement !

J’avoue ! C’est vrai, je ne suis qu’un chien ! Une misérable petite chose infâme ! Ce dernier paragraphe n’est là… que pour attirer les regards avides de pôvres récifalistes à la recherche du graal… et, comble de l’ignominie, pouvoir dire "Et c’est moi qui l’ait fait", histoire de flatter une vanité immonde !
"Mon Dieu, faîtes, dans votre grande bonté, que tous ces gens m’aiment !!! Surtout les récifalistes jaubertistes du chapitre "Les tongs", qui ont caché leur plenum avec du plastique bleu (ce qui revêt une esthétique délicate et surprenante à cet aquarium) et qui, perdus dans cette avalanche de technologie, cherchent péniblement à s’adapter…".

9.6.1. Le problème

C’est un rêve : nourrir les animaux qui vivent dans notre bac, avec des larves de crevettes et de bivalves divers et variés ; pour nourrir à leur tour les géniteurs de ces larves, cultiver plusieurs algues unicellulaires...

9.6.2. Le matériel

Figure 89

Essentiellement, il nous faut des électrovannes et quelques réservoirs. Pour le reste, ZELIO est largement suffisant pour régir le fonctionnement de l’ensemble.

Figure 89

Le seul défaut de ces petites électrovannes est d’être en 12V courant continu. Le dessin en fig. 106 représente le synoptique de ce petit automatisme. Les spécialistes vont certainement trouver un nombre énorme d’erreurs, d’oublis, d’inutilités, que sais-je encore, à ce synoptique. Peu importe : je ne grave pas sur ces pages la bible récifale…

Usine à gaz me direz-vous ? Euh… lorsque je vois la quantité d’additifs, divers et variés, utilisés par certains ?! Si on tient compte de la loi de Murphy (chaque intervention manuelle est source d’erreur !), qu’est-ce qui est le plus terrible ? J’ai la certitude que tout cela finira comme cela pour certains azoox par exemple, et plus généralement pour beaucoup de filtreurs.

9.6.3. L’algorithme

Sur ce coup-là, si nous arrivons à produire un algorithme simple, lisible et compréhensible par tous, il est obligatoire que toutes les lectrices et tous les lecteurs (s’il en reste ?) voient Bambi valser langoureusement avec une nuée d’hirondelles affriolantes dans une prairie verdoyante et fleurie… les écureuils jouent une musique raffinée et enivrante… les papillons multicolores virevoltent dans le ciel… le soleil caresse le paysage magnifique… et moi… moi… humble scribouillard, je vais prendre deux ou trois poignées de mes pilules magiques… avant de prendre une douche froide !!!
Pour nous simplifier la vie, nous utiliserons un programmateur à cames (voir § 3.7.9.). Ces programmateurs possèdent 8 cames (donc pouvant piloter 8 éléments différents) et 50 pas (50 positions au maximum). Si, pour simplifier (encore ?), on décide de faire 1 tour en 1 heure, chaque pas durera 60 / 50 = 1,2 minutes, soit 72 secondes. A nous de brider plus ou moins nos tuyauteries pour que chaque opération dure ou soit contenu dans un multiple de 72…

 

Bien évidemment, les temps qui sont donnés ici ont été choisis hors contexte réel. Ils ne sont là que pour apprendre à raisonner sur l’automatisation d’un "nourrisseur".
Le programmateur doit piloter Osmolation, P1, P2, P3, P4, P6, EV1, EV2 et UV, soit 9 Sorties ! Euh… nous prendrons 2 programmateurs montés en parallèle, ce qui ne change en rien le raisonnement développé ici…
Il nous reste à faire avancer d’un pas toutes les 72 secondes le programmateur.

Figure 90

 

Avec :

  • Flèche rouge : temporisation type Li( ?) ; double temporisateur ;
  • Flèche verte : programmateur à cames ;
  • Flèche bleu ciel : entrée "Avancer d’un pas" du programmateur ;
  • Flèche marron : entrée "Reculer d’un pas" du programmateur ;
  • Flèche bleu foncé : entrée "Remise à zéro" du programmateur ;
  • Flèches jaune : les 8 Sorties de programmateur ;
  • Flèche noire : la position du programmateur (entre 1 et 50).
Figure 91

Le temporisateur Li (fig. 91) peut avoir deux fonctionnements : soit en Li (flèche jaune ; on commence avec la Sortie à VRAI), soit en L ; on commence avec la Sortie à FAUX) ; tout dépend de l’application.
En cliquant sur la temporisation on obtient l’écran de paramétrage :

  • Flèche verte : Sortie de la temporisation ;
  • Flèche rouge : temps de Sortie à VRAI ;
  • Flèche bleu ciel : temps de Sortie à FAUX ;
  • Flèche orange : temps de base de la temporisation ; on a trois choix :
    • 0,1s : on entre un entier compris entre 1 et 32767 inclus ; la durée de temporisation vaut 0,1 x nombre entier ;
    • 1 cycle : même démarche sauf que le cycle est le temps que met l’API pour lire tout le programme (de l’ordre de quelques nanosecondes) ;
    • 1s : on fixe le temps de Sortie à VRAI et  à FAUX en H/Min/SEC.
  • Flèche violette : on fonctionne en cycle continu ;
  • Flèche blanche : en cas de coupure de courant, l’information de l’instant de la coupure est mémorisée pour reprendre exactement au même moment plutôt que de reprendre à zéro ;
  • Flèche noire : le verrouillage empêche de modifier les paramètres en agissant sur les boutons de la face avant de l’API.
Figure 92 Figure 93

En cliquant sur le programmateur (fig.92) , on accède à l’écran de paramétrage :

  • Cadre jaune : on définit le nombre de pas (nombre de positions par tour), qui va de 1 à 50 ;
  • Cadre rouge : en cliquant une case, on positionne à VRAI la Sortie (fig. 93) ; pour cet exemple, la Sortie S2 vaut VRAI pour le temps que dure la troisième position. Si on reclique sur cette même case, on obtient l’effet inverse.

 

On voit bien qu’on dispose de 8 Sorties pour chaque programmateur. Toutes peuvent être utilisées ou pas. Pour mettre EN/HORS service chaque Sortie, et pour chaque position du programmateur, on clique sur les cases pour obtenir le fonctionnement désiré.
Pour l’exemple de la fig. 90, à la fermeture de I1, on a :

  • Les deux pompes P5 et P7 fonctionnent ;
  • L’entrée du temporisateur Li est à VRAI pendant 1minute 11 secondes et à FAUX pendant 1 seconde (on pourrait faire l’inverse) ;
  • Toutes les 72 secondes, le programmateur avance d’un pas.

Il reste une question qui n’est pas abordée dans cet algorithme : nourrit-on uniquement le jour, uniquement la nuit ou le jour ET la nuit ? ZELIO permet de programmer une ou plusieurs tâches en fonction d’une ou plusieurs dates et à une ou plusieurs heures précises en utilisant un programmateur horaire hebdomadaire et annuel (fig. 94).
D’un maniement délicat lorsqu’on le découvre, c’est un outil puissant pour déclencher des actions aux jours et à l’heure voulus.
Autres "outil" mis à notre disposition par ZELIO, un module "Parcours du soleil" et "Lever et coucher du soleil" qui devraient nous permettre de "caler" l’éclairage de nos bacs sur le soleil… J’utilise le second module pour ouvrir/fermer les volets roulants de ma véranda et pour allumer/éteindre l’éclairage lorsque nous sommes absents, dans le but de faire croire en notre présence…

Figure 94

 

9.6.4. Le programme

Oh qu’il est beau (fig. 95 et 96) !... et simple… et facile à comprendre… ? Euh… avec quelques petites explications peut-être ?
"I1", bouton Marche/Arrêt général, met EN/HORS service l’équipement automatique ; il pilote les pompes de brassage P5 et P7.
"I2", bouton Marche/Arrêt met EN/HORS service la fonction osmolation ; il faut le "feu vert" du 1er programmateur à cames ET I1 pour valider l’osmolation.

Figure 95

 

Figure 96

 

Figure 97

 

Sans l’indication des types de cames dans les deux programmateurs, il nous est impossible de comprendre le fonctionnement. Deux possibilités :

  • Donner tous les écrans de configuration des deux programmateurs (comme celui de la fig. 97) ; il est difficile de comprendre un fonctionnement dans cette marée de 1 et de 0…
  • Donner le chronogramme des deux programmateurs (fig. 98) ; c’est beaucoup plus explicite et le fonctionnement est plus facilement compréhensible.
Figure 98


Puisque nous avons un écran sur le ZELIO choisi (4 lignes de 18 caractères), nous pouvons, maintenant que notre programme est terminé ET qu’il fonctionne, nous pouvons donc "afficher" des messages, au moins pour savoir où en est notre nourrisseur dans son cycle…
Des "Blocs Texte" sont activés en fonction du pas des programmateurs à cames.

Figure 99

 

Figure 100

 

Figure 101


L’écran de configuration d’un "Bloc Texte" est facile à utiliser : il suffit d’écrire son texte là où on désire que le message s’affiche (fig. 102).

Figure 102


Euh… Bambi ?... Non ?... Bon ! Puisque votre humeur est noire et votre humour absent, je retourne à la douche glacée !!!

9.6.5. Café… pousse café… et l’addition S.V.P.

Tout ce travail est bel et bien fait… quoique ? Il manque quand même un élément essentiel : le schéma électrique (fig 103) de cet équipement ! Sans lui, rien n’existe, donc rien n’est possible !

J’ai choisi un ZELIO SR3B261BD :

  •  Il fonctionne en 24V=. Ce qui paraît-être un handicap est un précieux avantage : il y a une isolation galvanique entre l’alimentation de ZELIO et le réseau ;
  •  Il possède 16 Entrées (I1..I9, IA, IB..IG. Les Entrées I1..IA sont des Entrées TOR. Les Entrées IB..IG sont des Entrées analogiques qui peuvent être utilisées en Entrées TOR ;
  • Il possède 10 Sorties TOR sur contacts de relais internes (isolation galvanique entre ZELIO et les Sorties) ;
  • Si cela s’avère nécessaire (dans notre cas pas assez de Sorties), on peut lui ajouter un module SR3XT141BD (8 Entrées TOR et 6 Sorties TOR sur contacts de relais internes) ;
  • On peut lui ajouter un module SR3XT43BD qui possède 2 Entrées et 2 Sorties analogiques 10 BIT (1023 pour 10 V). Ce module permet de moduler un éclairage "dimable" par exemple.

Pour alimenter l’API et ses Entrées, j’ajoute une alimentation ABL7RM2401.

J’ai conscience que tout cela à un coût qui n’est certainement pas négligeable, coût que je ne connais pas (j’ai acheté de dizaines de ZELIO… pour l’Education Nationale, et j’avoue humblement ne pas me souvenir des prix de l’époque…). Mais en face de ce coût, il faut compter les avantages ET les économies en organes de commandes divers et variés qui sont remplacés par ZELIO.

Figure 103


(*) : Le "S" de "S1" ou de "S2" sont normalisés (NF C 15-100) pour tous les organes de commandes (boutons de toutes sortes, capteurs…).
(**) : Le circuit Osmolation n’est pas dans ce schéma. On peut très bien joindre un bloc "additifs" à notre ZELIO pour cette fonction, le chauffage et l’éclairage... ou un second ZELIO ?
(***) Comme nous avons 2 pompes sur cette sortie, nous sommes obligés de mettre 2 disjoncteurs.

10 Euh…

Ca y est ! C’est la fin. J’espère ne pas vous avoir saoulé avec ma détestable prose. Je souhaite que les grossiers traits d’humour ne vous ont pas trop importunés. Que vous dire avant de vous quitter… ?

Il ne faut que quelques secondes pour dire "Allo ?"
et une éternité pour dire adieu…
Les adieux les plus difficiles sont ceux qui n’ont jamais été prononcés…
Qui a raté ses adieux ne peut attendre grand-chose de ses retrouvailles…
Non ! Je vais faire quelque chose de plus simple !
Quelque chose de plus digne !
Quelque chose de beaucoup plus modeste !

 

Au revoir…
Et… très important !
N’oubliez pas…

 

Vive le Bambiland !
Vive le Bambiland libre !!!
(Encore une que les moins de 65 ans ne peuvent pas comprendre…)
Et vive les jaubertistes endimanchés
qui m’ont soutenu dans cette tâche !!!!!

Aïe ! J’entends l’ambulance qui arrive à toute allure !
Mais où sont passées ces satanées pilules ?

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Partie 4 - Additif : Qui vit informé, vit… emmerdé !
Ou, faut-il mettre l’eau de son aquarium à la terre ?

1. C’est bien fait pour moi !

Mais qu’est-ce qui m’a pris de ramener ma fraise dans ces histoires de tricité, d’eau et de châtaigne !?! Mais pourquoi grand dieu avoir la volonté vaniteuse de me replonger dans le monde des normes, des principes de l’électrotechnique, des choix de matériels, des problèmes de protection des personnes et des biens, que sais-je encore ? Après tout, chacun son problème, et libre aux autres de faire comme ils l’entendent ! D’ailleurs, à quel titre j’interviens pour dire ce qu’il faut ou ne pas faire ? Je dois avoir vraiment la tête près du bonnet pour m’imaginer intéresser les gens avec tout ce tintouin ! Victime ! Victime de ma bêtise ! Victime certainement de la loi de Murphy aussi ! La preuve :

  • S’il y a une connerie à ne pas faire, connerie Tu feras ! {j’ai fait la connerie !}
  • Ennuis Tu auras ! {j’ai eu les ennuis}
  • Honte sur Toi rejaillira ! {j’ai endossé la honte}
  • Mépris éternel Tu recevras ! {j’ai reçu le mépris}

Tout cela pouvait arriver. Donc, tout cela est arrivé ! Et la bronca {ensemble bruyant des sifflets et lazzis de la foule à l'adresse du torero maladroit ou au-dessous de sa valeur habituelle. Par extension protestation collective, tollé général. Source : Larousse} gronde furieusement, tellement fortement que les paroles de félicitation deviennent des murmures inaudibles !

Ce n’est même pas une bronca, c’est une tempête ! Tempête dans un verre d’eau ! Salée l’eau, tout comme les injures ! Mais tempête totalement injustifiée puisque tout ce qui est écrit est étayé (normes et textes réglementaires), argumenté (schémas explicatifs et calculs si nécessaires), décortiqué (mises en situations de cas concrets), bref ! J’ai fait ce que je sais faire, ce que j’ai fait toute ma vie… et j’aurais mieux fait de me casser une jambe, ou d’aller me promener dans les bois, ou de courir la gueuse, ou… ?

Ma réaction immédiate a été de prendre des gants de boxe : on me cherche ? On me trouve ! Sauf que… Sauf que ce n’est ni raisonnable, ni très productif ! Alors j’ai laissé passer quelques semaines pour reposer la bête, le temps de trouver le POURQUOI. Maintenant que je sais, je peux calmement, car les raisons de cette bronca ne sont pas très honorables, je peux reprendre mon clavier pour terminer ma tâche, c'est-à-dire répondre à la question de beaucoup de récifalistes :

Faut-il mettre l’eau de son aquarium à la terre ?

Normalement, c’est du moins ce que je pensais, vous avez tous les éléments dans les trois articles pour répondre… sauf que, et c’est bien normal, vous êtes plus attentifs à la qualité de votre eau, à la santé de vos poissons, aux couleurs de vos coraux, bref, attentifs à tout ce qui fait notre passion au détriment de l’étude de l’installation électrique de votre aquarium.

2. Le dilemme

Avant même d’écrire la première phrase du premier article, j’avais un dilemme… car dilemme il y a : comment s’y prendre avec un public aussi divers et pas forcément motivé par le sujet ?

Procéder par affirmations : c’est la méthode la plus simple. Exemple :

"Il ne sert à rien de relier l’eau de son aquarium à la terre."
C’est simple, c’est concis, c’est clair… mais il me faut bien expliquer qu’il ne s’agit pas de la terre mais du circuit d’interconnexion des masses, encore appelé circuit d’équipotentialité, et définir ce que sont les masses, et… et en faisant comme cela, nombre de lecteurs auront deux problèmes à résoudre :

  • Pourquoi ça ne sert à rien ?
  • En cas de problème, que faire ?

Procéder par démonstrations : c’est la méthode la plus riche, mais la plus embarrassante.

Devant un public aussi hétérogène, on démontre jusqu’où ? Jusqu’à quelles difficultés ? En faisant comme cela, nombre de lecteurs auront deux problèmes à résoudre :

  • C’est trop compliqué et je n’ai pas tout compris !
  • Pourquoi ne pas dire directement ce que je dois faire ?

Ou je n’en dis pas assez… ou j’en dis trop ! J’ai essayé un chemin médian… Mal m’en a pris. Et puis, et surtout, procéder par affirmation ne mène pas à la solution.

Un exemple que j’ai utilisé pendant 39 ans avec mes élèves pour qu’ils s’obligent à réfléchir (au début, parce qu’après 2 ou 3 mois cela devenait naturel… de réfléchir) : "Tout ce qui est rare est cher !" A cet instant de ma démonstration, je demandais à ces chers élèves de me donner des exemples, exemples que je notais au tableau ; c’était toujours les mêmes d’ailleurs qui m’étaient proposés : l’or, le diamant, le caviar, la Rolls, … Une fois notées les propositions, j’assénais : "Le gigot à 1 € est très très rare !... Donc le gigot à 1 € est très très cher…" Où est l’erreur ? Je vous laisse imaginer les têtes toutes chamboulées de mes chers élèves… L’erreur ? Elle est dans l’assertion : Tout ce qui est rare est cher ! Faute d’une démonstration qui prouve la véracité de cette affirmation, ce qui semble être une évidence n’est… qu’une énorme connerie !

Cet additif au 3ème article que j’ai eu l’audace de commettre montrera à quoi mène cette façon de procéder par assertion {Proposition, de forme affirmative ou négative, qu'on avance et qu'on donne comme vraie. Affirmation catégorique de quelque chose qu'il n'est pas possible de vérifier. Source : Larousse} : à des gens qui, par méconnaissance, font souvent n’importe quoi, à commencer par se mettre en danger, ce qui est leur droit, et accessoirement, à mettre en danger leur entourage proche, ce qui n’est pas admissible.

3. Euh… Le cas !

Voici ci-dessous ce que j’ai lu un matin sur notre site Internet favori :

 

Figure 104

Vous lisez tout comme moi la question : Pourquoi y a-t-il du jus dans l’ossature de ma rampe ?… et rien d’autre !
Ce petit texte est riche de renseignements pour un électricien qui se donne la peine de réfléchir… un petit peu. Reprenons dans l’ordre :

Les mains sont dans la décantation et le bras effleurait la rampe LED. Un petit dessin (fig. 104) nous permet de bien comprendre la situation : où est la boucle lorsque notre ami récifaliste a touché l’eau ET l’éclairage ? Et s’il existe une boucle (ce qui n’apparaît pas sur le schéma), où est le générateur de courant ?

Figure 105

Imaginons que son éclairage soit en défaut d’isolement (fig. 102), c’est avec le sol ET avec la rampe qu’il faut étudier le problème ; l’aquarium n’est pas concerné ! (nous verrons plus loin).

Quant à la possibilité que ce soit une des pompes qui est en défaut d’isolement, elle est tout bonnement impossible, puisque tous les appareils qui sont dans nos aquariums sont à double isolement (les 2 carrés imbriqués comme symbole) et ne peuvent en aucun cas être en défaut d’isolement avec l’eau qui les entoure.

4. Le schéma de liaison à la terre T.T.

Là est le nœud du problème : pour démontrer la réalité de ce qu’il se passe, il faut maîtriser ce qu’est un schéma de liaison à la terre. Et cela reste complexe, aux profanes… comme à certains professionnels !

  1. S’imaginer que de relier une masse métallique à la terre suffit pour nous protéger est une erreur grave : c’est une mesure nécessaire mais insuffisante pour nous mettre hors de danger.
  2. S’imaginer que ne pas relier une masse métallique à la terre nous met en danger obligatoirement est une erreur grave : parfois, cela nous est physiquement impossible à faire et pourtant des mesures de remplacement plus coûteuses nous donnent une aussi bonne sécurité.

  3. Dans ce domaine, il n’y a pas de solution unique, adaptée à tous les cas de figure ; il n’y a pas LA solution qui résout tout ! Il n’y a que des cas particuliers à étudier précisément et des normes à respecter scrupuleusement !

  4. 1er exemple : imaginons que je possède un bateau de luxe (pourquoi pas ?) et que dans le salon de ce bateau j’installe un aquarium récifal. Dois-je mettre l’eau de mon aquarium à la terre ? Si oui, comment procéder lorsque je suis au milieu de l’Océan Pacifique ?
  5. 2ème exemple : imaginons que je possède un avion, un A380 par exemple (heu… ben, toujours pourquoi pas ?). Dois-je mettre l’eau de l’aquarium que je n’ai pas oublié d’installer au beau milieu de la cabine passager à la terre ? Si oui, comment procéder ? Pour simplifier, je n’étudie pas le cas lorsque l’A380 passe pilepoil au-dessus de mon bateau…

  6. Ces deux exemples ne sont pas des cas d’école : ce sont des cas concrets, qui existent (plusieurs milliers de bateaux et d’avions circulent en même temps de par le monde), et auxquels il faut bien apporter une réponse. Et cette réponse ne peut en aucun cas être du type faut qu’on… y a qu’à.

  7. 3ème exemple, beaucoup plus courant : le collègue récifaliste qui habite en haut d’une montagne à vache (les Vosges, le Jura, le Massif Central, …) , là où il n’y a que de la roche, ne peut pas obtenir de prise de terre de qualité suffisante (il n’y a pas de terre, que de la roche) ! Comment fait-il pour son aquarium ? De plus, s’il est en Alsace, la réponse n’est pas la même que s’il habite dans le Jura ou dans le Massif Central !

Donc, si je veux vous donner le comment il faut faire, je suis bien obligé de vous expliquer le pourquoi je fais comme cela ! Et ça, ce n’est pas une histoire d’ingénieur {ce que je ne suis pas, et je le regrette bien souvent} ou de scientifique {ce que je suis encore moins, et je le regrette plus encore ! Parce que moi, ex petit prof de tricité, j’ai énormément de respect pour le savoir et pour celles et ceux qui le font progresser…} ; c’est une nécessité pour que chacune et chacun d’entre vous puisse, si elle/il le désire, agir en conscience.

Sinon, elle/il doit s’adresser à un professionnel de l’électricité pour faire à sa place, qui respectera la réglementation en vigueur. Pourquoi faire appel à un professionnel ? Parce qu’en cas d’accident, si la réglementation n’est pas respectée, l’assurance de notre ami(e) récifaliste ne dédommagera pas la/le sinistré(e)… ou sa famille !

Mais me direz-vous, il y a eu bien des aquariums depuis bien des années sans que l’on s’occupe de tout cela ? C’est vrai, mais ces aquariums se résumaient, électriquement parlant, à bien peu de choses : un éclairage, un chauffage, une pompe à eau non immergée et une pompe à air au sec ! Et surtout, sous ces aquariums, là où c’est exigu, là où c’est très humide, il n’y avait pas de machinerie complexe !

Le danger vient de là : de la multiplication des appareils, des pompes, des éclairages, dans un endroit très petits et surtout très humide !

5. Et le schéma de liaison à la terre T.T. ?

Pardon ! Mille pardons !!! Je m’emballe et j’en oublie l’essentiel…

Dans le second article, « § 2.5., Distribution de l’énergie électrique en France », ce qui se voulait un trait d’humour car au § 2.4. je donne le schéma pour l’Alsace et la Lorraine, vous avez la figure 42 qui est rappelée ici (figure 106)..

Figure 106

{Là, j’admets qu’on peut le dire ! Salauds d’ingénieurs des anciennes compagnies privées, ancêtres d’E.D.F., qui ont pondu un truc pareil ! Pour un peu, il doit bien y avoir un ou deux scientifiques qui ont mis leur nez dans cette affaire…}

Ce schéma montre comment sont reliés les éléments dans la cabine du transformateur E.D.F. et chez les abonnés. Sauf à vivre sans électricité ou à n’utiliser que son propre groupe électrogène, nous n’avons pas le choix : nous devons nous plier aux décisions et aux choix techniques d’E.D.F.

Reportez-vous aux explications du second article pour tout ce qui concerne les prises de terre, la terre lointaine, les symboles, les disjoncteurs différentiels, … (§ 1.6. « Interconnexion des masses et mise à la terre de l’interconnexion », § 1.7. « Symboles qui pourront apparaître ici ou là », § 1.8. « Prise de terre et disjoncteur différentiel… tout un roman ! », § 1.9. « Sélectivité des protections »). Oui, je sais, c’est copieux, mais… et il n’y a aucune raison pour que je sois le seul à bosser en ce moment sur ce sujet.

Figure 107

Toujours dans le second article, § 4.2., je montre comment dessiner le schéma équivalent pour simplifier et mieux comprendre ce qu’il se passe (ou pas). Faisons-le pour le cas qui nous intéresse en figure 107 pour comprendre s’il y a danger ou pas.

Pour passer d’un schéma à l’autre, il suffit de retirer du schéma (fig. 106) tout ce qui n’est pas en contact avec notre récifaliste. On voit qu’il existe une boucle dans ce schéma simplifié : PE (conducteur d’équipotentialité vert/jaune) -> éclairage -> récifaliste -> sol lointain -> Zm -> PE. Dans cette boucle, il ne figure aucun générateur de courant : donc aucun danger pour le récifaliste. A la question Pourquoi ? Je peux répondre Parce que la démonstration le prouve !

Maintenant, faisons le dessin avec l’aquarium et la rampe d’éclairage qui est en défaut d’isolement. Deux cas sont à envisager :

  • La rampe est mise à la terre, ce qui est obligatoire (fig. 108)  ;
  • La rampe n’est pas mise à la terre, ce qui est suicidaire (fig. 109).

Dans les deux cas, l’eau de l’aquarium n’est pas mise à la terre.

5.1. La rampe est mise à la terre

Figure 108

La rampe est mise à la terre (fig. 110). Dans la boucle Ph1, Rampe, Défaut d’isolement, PE, Zm, Sol lointain, Zn, Neutre et Ph1, il y a un générateur de courant : l’enroulement Ph1 du transformateur d’E.D.F. Donc, un courant de défaut tourne dans cette boucle.

Ce courant de défaut ne passe pas dans le corps du récifaliste. La mise à la terre de la rampe métallique protègerait complètement notre ami récifaliste s’il n’y avait la prise de terre des masses (celle qui est chez vous). La loi d’ohm nous dit :

U (en Volt) = R (en ohm) x I (en Ampère)

La résistance de la prise de terre des masses (Zm) traversée par le courant de défaut donne naissance à la tension dite tension de défaut (U défaut). Si cette dernière dépasse la tension limite de sécurité (§ 1.8. « Prise de terre et disjoncteur différentiel… Tout un roman ! » du second article, Tableau 2), il y a un danger quand même pour notre Ami récifaliste ! Ce danger existe lorsque U défaut est supérieur à la tension limite de sécurité !

Tableau 2 : Tension limite de sécurité selon NF C 15-100
Nature du local Tension limite
de sécurité (UL)
Locaux secs (salle à manger, salon, chambre, …) 50 Volt ~
Locaux humides (W.C., salle de bain, cuisine, cave, extérieur, …) 25 Volt ~
Locaux immergés (piscine, baignoire, douche, bidet, …) 12 Volt ~

 

En régime T.T., qui est celui choisit par EDF, la mise à la terre des masses est une condition nécessaire mais insuffisante pour protéger les personnes des contacts indirects !

{Et cela, je le prouve aisément, à l’aide d’un petit calcul, d’un petit schéma explicatif relativement simple et d’un tableau extrait de la norme NF C 15-100 ! Rien de magique, rien de caché dans les manches, pas de lapin blanc dans le chapeau du magicien, rien d’asséné sur un ton péremptoire : que du démontré et/ou du prouvé…}

Clamer que la mise à la terre nous protège de tous les dangers d’électrocution est contre productif : il n’informe pas complètement et sincèrement les aquariophiles des risques encourus et des mesures incontournables à mettre en œuvre.

5.2. La rampe n’est pas mise à la terre

Figure 109

La rampe n'est pas mise à la terre (fig. 111). Dans ce second cas, le courant de défaut passe dans le corps de notre malheureux récifaliste au moment où il touche la rampe d’éclairage. Si ce courant dépasse 25 mA, il y a risque de fibrillation cardiaque, qui le plus souvent, entraîne la mort. A noter que l’aquarium est totalement hors de cause…

Mais me direz-vous, quid de la mise à la terre de l’eau ? Pour le moment, rien ne laisse supposer que l’eau est concernée par ce problème. Mais comme je suis d’un naturel agréable (mais si, mais si !), relions dans les deux possibilités l’eau de l’aquarium au circuit d’interconnexion des masses : la rampe ET l’eau de l’aquarium sont reliés à la terre puis seule l’eau de l’aquarium est reliée à la terre.

5.3. La rampe ET l’eau de l’aquarium sont reliés à la terre

Figure 110

La rampe ET l’eau de l’aquarium sont reliés à la terre (fig. 10). Comme dans la figure e, notre récifaliste est peut-être protégé, peut être pas (tension de défaut). Il faut remarquer qu’aucun courant ne passe par l’eau de l’aquarium.

5.4. Seule l’eau de l’aquarium est reliée à la terre et pas la rampe

Figure 111

Il s'agit de la figure 111. Euh... je ne voudrais pas être trop répétitif, mais dans ce cas, on ne change rien pour la situation de notre ami récifaliste par rapport à la situation de la figure 109.

 

Une petite punition pour notre ami Denisio :

 

Ce n’est pas l’aspect de ma vision ; c’est ce que disent les normes que j’essaie humblement de traduire ici pour des néophytes, ce que dit le raisonnement que me permettent des petits schémas et de très simples calculs ! Denisio, au coin pour trois minutes… et privé de dessert…;) … pour ce soir… Euh… 1 seul biscuit au lieu de 2 !

6. Continuons notre étude de texte.

 

Entre l’ossature de la rampe et un conducteur de protection électrique (le PE vert/jaune), il y avait 25 Volt, rampe allumée ou pas.

C’est une information… qui n’en est pas une : je reviendrai sur cette pseudo mesure de tension à la fin de cet additif. Mais dès à présent, cette mesure a été effectuée avec quel appareil de mesure et sur quel calibre ? Pire encore, cette pseudo tension, était-elle continue, alternative, ondulée, hachée ou quelconque ? Il est important d’avoir les réponses à toutes ces questions pour pouvoir expliquer. Sans vouloir jouer au fier à bras, l’électrotechnique est une branche de la physique qui devient très vite complexe, surtout dans le monde d’aujourd’hui, où de multiples appareils électroniques fonctionnant sous 5 Volt ou 15 Volt sont alimentés par une alimentation à découpage. Ces alimentations ont une vertu : ne pas coûter grand-chose. Elles ont deux énormes défauts :

  • générer des courants harmoniques (sortes de courants parasites) sur le réseau qui s’additionnent algébriquement et passent où ils veulent ;
  • pour mesurer U et I sortants de ces alimentations, il faut des appareils de mesure adéquat, qui coûtent cher, faute de quoi les valeurs lues sur un appareil bas de gamme sont aberrantes et n’ont aucun sens…

J’ai branché une LED… Celle-ci s’est allumée puis éteinte au bout de quelques heures…

Cà c’est une information capitale qui nous guide dans notre recherche de la vérité. Je passe rapidement sur le fait que si cette rampe est en défaut d’isolement, le défaut reste tout le temps ! Et au bout de quelques heures, il est toujours là… ou alors je vais arrondir aisément ma retraite : à chaque personne qui a un moteur de pompe ou une rampe d’éclairage en défaut d’isolement je leur demanderais de me les confier… pour quelques heures, et moyennant espèces sonnantes et trébuchantes, je les leur rendrais sans défaut d’isolement… et bien sur, sans grand travail !

Je passe aussi sur le fait qu’une LED est une diode, qui laisse passer le courant dans un sens et qui le bloque dans l’autre. Si ce défaut est en courant continu, notre Ami a une chance sur deux que la LED s’allume. Si c’est du courant alternatif, le courant de défaut ne passe que la moitié du temps…

J’en viens à cette LED qui s’est allumée ? Il faudrait disposer du schéma de cette rampe DIY pour tout comprendre… Mais il est tout à fait possible que ce soit du à la décharge d’un condensateur : tout dépend du schéma ?

Je suis intervenu auprès de ce malheureux récifaliste et lui ai conseillé de lire certains chapitres des deux premiers articles. La réponse fut rapide.

 

Bon ! Euh… 80 Volt ? Et de simples petits picotements ? Mais le disjoncteur E.D.F. a sauté (et non le compteur) lorsque ce récifaliste a branché une LED entre l’eau du bac et la prise de terre… Donc, notre Ami ne peut pas relier l’eau de son aquarium à la terre sans faire sauter le disjoncteur EDF… Là, l’argument est du type coup de massue ! Sauf que, avec 80 Volt, tu es mort Ami récifaliste ; tu es mort depuis longtemps et tu ne le sais pas encore…

Le disjoncteur E.D.F. possède un déclencheur différentiel réglé à 500 mA, ou 650 mA, ou 750 mA, ou ? Imaginons, faute d’informations plus complètes, que le disjoncteur de notre ami possède un déclencheur différentiel de 500 mA : la loi d’ohm nous permet de calculer l’impédance totale de la boucle du défaut d’isolement :

R = U / I
I = 0,5 A au minimum (postulat que je pose faute d’en savoir plus)
U = 230 V (normalement)
R défaut = 230 / 0,5 = 460 Ω

Donc, lorsque ce récifaliste a ressenti des picotements, son corps était en série avec la résistance de cette boucle et l’eau de l’aquarium. La résistance du corps humain est de 1000 Ω dans les conditions les plus défavorables nous dit la norme NF C 15-100 (peau des deux mains humides). Le tableau ci-dessous nous permet d’analyser la situation. J’envisage deux cas : soit notre récifaliste a un disjoncteur E.D.F. ayant une sensibilité différentielle de 500 mA ou de mieux encore, de 300 mA.

<
Sensibilité du différentiel Impédance
entre 2 mains
Impédance totale Courant de défaut Conséquence
500 mA 1000 Ω 1460 Ω 157,5 mA Mort assurée
500 mA 2000 Ω 2460 Ω 93,5 mA Mort assurée
500 mA 3000 Ω 3460 Ω 66,5 mA Mort assurée
500 mA 4000 Ω4460 Ω 51,5 mA Mort assurée
500 mA 5000 Ω 5460 Ω 42,1 mA Mort assurée
500 mA 6000 Ω 6460 Ω 35,6 mA Survie rarement possible
500 mA 7000 Ω 7460 Ω 30,8 mA Survie possible si l’électrocution dure moins de 500 ms
300 mA 1000 Ω 1767 Ω 130,1 mA Mort assurée
300 mA 2000 Ω 2767 Ω 83,1 mA Mort assurée
300 mA 3000 Ω 3767 Ω 59,2 mA Mort assurée
300 mA 4000 Ω 4767 Ω 48,2 mA Mort assurée
300 mA 5000 Ω 5767 Ω 39,9 mA Mort assurée
300 mA 6000 Ω 6767 Ω 34 mA Survie rarement possible
300 mA 7000 Ω 7767 Ω 29,6 mA Survie possible si l’électrocution dure moins de 500 ms

 

Figure 112

Dans le 1er article, § « 1.2.6. Classe d’isolement des appareils électriques », je donne l’abaque reproduit ci-dessous (fig. 112) ; cet abaque indique que pour un courant de 30 mA qui traverse le corps humain il faut couper en moins de 500 ms pour sortir indemne… secoué mais sauf. Voila pourquoi je doute fortement de ces 80 V, et que relier l’eau à la terre ait fait disjoncter quoi que ce soit ! Et puis, quid de la rampe ? Hormis la mise à la terre de l’eau, plus rien n’existe ? A notre Ami, j’aurais du répondre par un tout petit poème de Jacques Prévert plutôt que de chercher à convaincre :

Ils avaient une idée. C’était une idée fixe.
Ils s’étonnaient de ne point avancer.

 

Je saute plusieurs échanges sans intérêt pour cet additif et en arrive à un début de solution.

 

Mesurer une tension (en Volt) ou mesurer une intensité (en Ampère), c’est mesurer le même phénomène de deux points de vue différents. S’il y a 0 Ampère, c’est qu’il n’y a pas de courant ! Et s’il n’y a pas de courant, comment le disjoncteur différentiel d’EDF a-t-il pu disjoncter ? Ce que je dis depuis le début et ce qui n’est pas entendu et surtout qui est contesté avec véhémence !

Ce qui est mesuré par notre Ami récifaliste, ce ne sont pas des tensions ! Ce sont des charges électrostatiques !

En position Voltmètre, le multi-contrôleur possède une impédance d’entrée (entre les deux pointes-touche) qui tend vers l’infini ; le courant qui circule dans l’appareil est de l’ordre du quelques nano Ampère (0,000 000 001 Ampère). En position Ampèremètre, ce même multi-contrôleur a une impédance d’entrée très faible, de l’ordre de quelques ohms ; le courant peut aller jusqu’à 10 Ampère. Dans un cas, les charges électrostatiques mettent un temps énorme pour s’égaliser et dans l’autre cas cela se fait immédiatement. Dire qu’il y a 80 Volt entre l’eau de l’aquarium et le conducteur de protection électrique c’est apporter une mauvaise réponse à une question légitime !

La bonne question est : comment se débarrasser des charges électrostatiques qui sont pour le moins très gênantes ?

J’ai eu une Scénic qui nous faisait tous sursauter à chaque fois qu’on descendait de ce véhicule ; et quand je dis sursauter, je n’exagère rien. Mon garagiste, qui s’est moqué de moi lorsque je lui en ai parlé, en a fait lui aussi l’amère expérience. Le remède ? La pose par ses soins d’une languette en caoutchouc synthétique qui frottait sur le goudron ; hors de prix cette languette ! Certainement que le caoutchouc et le goudron sont deux très bons conducteurs de l’électricité…

Au risque de surprendre ou de passer pour un fou furieux, je conseille à tous les récifalistes embêtés par ces charges électrostatiques de relier le support de l’aquarium et l’eau avec… un simple fil de nylon, que ce support soit en acier ou en bois… Tout comme la règle en plastic qui attire les bouts de papier, ce fil de nylon (ou de laine, de coton, …) permettra aux charges électrostatiques de s’égaliser.

7. Si… une pompe, le fil d’alimentation d’une pompe, bref, n’importe quoi d’électrique est quand même en défaut d’isolement avec l’eau de l’aquarium ?

Figure 113

Étudions ce cas.

Soit la situation (fig. 113) tant redoutée par tant d’amateurs de coraux : l’eau de l’aquarium n’est pas reliée à la terre ET un élément électrique quelconque a un défaut d’isolement dans le bac. Lorsque personne ne met les mains dans l’eau, et bien… rien ne se passe… Chut ! Je continue la démonstration !

Figure 114

Notre Ami récifaliste met les mains dans l’eau de son aquarium. Il n’a pas, comme le demande la norme NF C 15-100 mis de disjoncteur ou d’interrupteur différentiel 30 mA quelque part dans sa distribution électrique. Notre Ami meurt… une fois de plus !

Ah ! Alors, on avait raison !
Il faut bien mettre l’eau du bac à la terre !

Chut ! Je continue ma démonstration S.V.P. !

Figure 115

Si notre Ami, comme l’exige la norme, a mis un interrupteur ou un disjoncteur différentiel 30 mA (fig. 115) ), dès qu’il met la main dans l’eau, l’interrupteur ou le disjoncteur différentiel coupe ! Et notre Ami n’a pas le temps de ressentir le moindre picotement parce que ce dernier coupe en moins de 40 ms (0,04 secondes) pour un courant qui est le double de son I∆n (intensité de réglage du différentiel, donc 60 mA pour cet exemple) d’après les exigences de la norme NF EN 61 008-1 (norme européenne EN issue de la norme française NF).

Figure 116

Nous sommes loin du seuil de danger (fig. 116), ce qui ne veut pas dire qu’on ne ressent rien. De plus, et c’est relativement nouveau, les grands constructeurs français (Legrand, Schneider et Hager) ainsi que Siemens proposent des interrupteurs différentiels 10 mA !

Oui mais si l’interrupteur différentiel est H.S. ?

Voila une remarque qui confirme qu’à toute chose malheur est bon : sur le disjoncteur ou l’interrupteur différentiel il y a un petit poussoir de couleur blanche repéré Test ou T. Si on l’actionne, l’organe de protection déclenche… En entreprise, la norme oblige à vérifier tous les mois que cet organe de protection fonctionne correctement. C’est un point que j’ai omis de préciser dans les articles 1, 2 et 3. Comme pour votre voiture ; vous avez le choix entre :

  • Faire effectuer votre vidange par un garagiste. Il est tenu de vous informer sur l’état de vos pneus, de vos plaquettes de frein,… et c’est de votre responsabilité de lui faire effectuer le travail. S’il ne vous informe pas, il commet une faute professionnelle condamnée régulièrement par les juges ;
  • Faire vous-même votre vidange. Dans ce cas, c’est à vous de vérifier vos pneus et vos plaquettes de frein. En cas d’accident, s’ils sont défectueux, l’assurance ne vous dédommage pas.

Donc lorsque vous procédez au grand nettoyage de votre aquarium favori, vous devez tester vos deux interrupteurs différentiels et vérifier l’état des cordons d’alimentation des pompes qui sont dans l’eau : si un cordon laisse entrevoir du blanc (1ère couche d’isolant du cordon), il faut changer la pompe et surtout ne pas chercher à bricoler le cordon.

Mais si je mets l’eau du bac à la terre je n’ai pas à m’embêter avec tout ça !

Figure 117

Le titre de mes articles est : Qui vit innocent vit content ! Imaginons un défaut d’isolement qui laisse passer un courant de 20 mA (un isolant de câble de pompe par exemple) comme dans la figure 117.

En mettant l’eau de l’aquarium à la terre, ces 20 mA tournent. Rien d’autre ne se passe. Avez-vous la certitude que vos hôtes ne risquent rien ? Ne ressentent rien ? Que tout va très bien madame la marquise ?... Moi, je n’en sais rien ! Et cela m’embête qu’un courant circule dans mon bac sans que je ne le sache.

Figure 118

Plus retord ! Si j’habite non pas dans une maison individuelle mais dans un habitat collectif, je risque de récupérer une tension de défaut produite… par un voisin quelconque (fig. 118) ; imaginons qu’il possède également un aquarium et qu’il a un défaut d’isolement générant un courant de 100 mA ! Loi de Murphy oblige, ce voisin n’a pas de différentiel 30 mA…

L’exemple fonctionne pour tous défauts d’isolement du voisin (lave linge, lave vaisselle, …). Je risque ma peau sans jamais en savoir la cause et sans jamais avoir la possibilité d’agir ! Cet exemple n’est pas un cas d’école : combien de ménagères ont sursauté, dans les années 60 parce que le voisin du dessous avait raccordé le PE de sa machine à laver au tuyau d’eau froide (cas personnellement vécu) ! Et que dire pour nos hôtes ?

Pour être et rester serein, calme, et surtout protégé, il faut :

  • Relier les masses métalliques à la terre par un conducteur vert/jaune au minimum de la même section que la ligne d’alimentation ;
  • Protéger chaque départ individuellement par un disjoncteur magnétique au calibre adapté à l’appareil protégé ;
  • Au moins deux lignes qui relient les appareils électriques de l’aquarium au tableau de distribution de la maison. Chaque ligne est protégée par un interrupteur différentiel 30 mA, ou mieux : 10 mA ;
  • N’utiliser que du matériel IP 54 dans la décantation, je dis bien IP54 ;
  • Disposer le tableau électrique de l’aquarium hors de la décantation ;
  • Couper tous les appareils électriques qui sont dans l’aquarium lorsque l’on doit y mettre les mains ;
  • Vérifier le bon état des cordons d’alimentation des appareils lorsque l’on procède à un nettoyage et se séparer définitivement d’un appareil au cordon défectueux ;
  • Tester le fonctionnement des différentiels lorsque l’on procède à un nettoyage des pompes ;
  • Si nécessaire, relier l’eau du bac au support de l’aquarium avec un fil de nylon pour éliminer les charges électrostatiques gênantes ;
  • Et enfin, le plus important, louer et bénir ma modeste personne pour tous ces bons conseils que je vous prodigue gracieusement… quoique je ne suis pas contre quelques espèces sonnantes et trébuchantes pour m’octroyer quelques plaisirs avec de jeunes jouvencelles…

8. Pour clore ce triste épisode récifaliste

Je ne veux pas terminer sans reprendre l’analyse du premier message laissé sur le forum. A ce moment, notre Ami ne dit pas si sa rampe est ou pas reliée à la terre ; car n’en déplaise, c’est bien la rampe qui semble poser un problème.

 

Une rampe DIY ? Prudence… !

 

J’avais raison d’être prudent. Je note que pour notre Ami il faut mettre l’eau de l’aquarium à la terre mais pas l’ossature métallique…

J’ajoute qu’une grande confusion entre électricité et phénomène électrostatique empêche notre Ami de raisonner juste.

 

Lorsque je dis matériel IP54 dans la décantation, je n’invente pas des dangers potentiellement dangereux : ces dangers sont bien réels !
Et puis il y a cette histoire de LED qui s’allume… J’ai laissé entendre (§6) la possibilité d’un mauvais montage de la rampe… Entendons-nous bien : ce n’est qu’une supposition, qui n’est pas écrite ici pour critiquer, dénaturer, que sais-je encore, le travail de tel ou tel autre récifaliste ! Ce n’est qu’une tentative d’explication qui n’est pas un cas d’école mais, malheureusement, une possibilité qui arrive, même aux meilleurs…

Les électroniciens ne sont ni formés, ni même sensibilisés aux problèmes de distribution de l’énergie électrique, de mise à la terre,… trop occupés qu’ils sont pour lutter contre les parasites susceptibles de détruire leurs montages, la qualité du signal qu’ils veulent traiter…. Électronicien, c’est un métier ayant une lointaine parenté avec électricien, ayant ses propres lettres de noblesse, ses propres difficultés à résoudre.

Souvent, un montage électronique commence par utiliser un transformateur pour abaisser la tension. Dans le second article, au § 2.1.10.2., j’aborde le problème des transformateurs (fig. 119) et des autotransformateurs (fig. 120).

Figure 119 : Transformateur
Figure 120 : Autotransformateurs

 

Apparemment, ces appareils se ressemblent beaucoup ; mais ils sont électriquement très différents (reprendre le § 2.1.10.2. du 2ème article).

Figure 121

Dans le schéma de la figure 121, le commun entre le primaire (à gauche du transformateur, là où est le 230 Volt~) et le secondaire (à droite, là où est la très basse tension) est relié au Neutre de la distribution. La masse (masse métallique qui sert à fixer le 0 Volt) est reliée à ce commun.
Un récifaliste qui touche la masse est bien dans une boucle Neutre, masse, récifaliste, sol lointain, Neutre. Dans cette boucle il n’y a pas de générateur de courant. Donc, rien ne se passe et notre récifaliste ne ressent rien.

Figure 122

Dans le schéma de la figure 122, une distraction a fait mettre le commun de l’autotransformateur sur la phase. Cette petite modification peut avoir des conséquences graves. Le récifaliste qui touche la masse est toujours dans une boucle Phase, condensateur, masse, récifaliste, sol lointain, Neutre, Phase. Dans cette boucle il y a un générateur de courant : le bobinage du transformateur EDF de la Phase 1. Un courant de défaut circule tant que le condensateur n’est pas déchargé complètement, et…

Je ne dis pas que c’est ce qui s’est passé pour notre Ami ; je dis que c’est une possibilité non négligeable, d’autant plus que cette rampe est une rampe DIY… Le remède ? Vérifier que le commun est bien relié au Neutre, mais surtout ne pas utiliser un autotransformateur, mais un véritable transformateur, plus onéreux mais…

 

 

Voili voilou ! F… I… FI… N… I… NI ! C’est Fini ! Je vais pourvoir me consacrer à mes Amis du Burkina Faso définitivement… et à mon futur très proche d’Azoox ! Mais je ne vous embêterai pas avec toutes mes histoires.

Jean Pierre DUMAS

Article publié par Cap récifal le 07 novembre 2016 avec l'aimable autorisation de l'auteur.
Additif publié par Cap récifal le 23 décembre 2016 avec l'aimable autorisation de l'auteur.

 

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  • Denisio, Dlteck2000 et Darwin aiment ceci


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