Câblage et masses automobiles — diagnostic par chute de tension

Le câblage d’un véhicule doit transporter le courant de charge avec une chute de tension acceptable et résister aux vibrations, à la chaleur, à l’humidité et aux agressions chimiques. La plupart des circuits utilisent la caisse métallique ou le bloc moteur comme conducteur de retour, ce qui économise du poids mais fait de chaque connexion de masse une partie du circuit.

R = ρ × L ÷ A

Résistance d’un conducteur à partir de la résistivité ρ, de la longueur L et de la section A ; utilisez des unités SI cohérentes.

V_chute = I × R

Chute de tension le long d’un conducteur au courant I.

Worked example

Chute de tension sur 3 m

Problem. Un conducteur en cuivre de 2,5 mm² parcourt 3 m jusqu’à une charge de 15 A. Prenez ρ = 1,72 × 10⁻⁸ Ω·m et ignorez le trajet de retour dans un premier temps. Estimez la chute aller.

Solution. A = 2,5 × 10⁻⁶ m². R = (1,72 × 10⁻⁸ × 3) ÷ (2,5 × 10⁻⁶) = 0,0206 Ω. V_chute = 15 × 0,0206 = 0,31 V à l’aller. Le circuit complet comprend aussi le retour et les connexions : la chute totale est donc plus élevée.

Diagnostic par chute de tension

Pour trouver une connexion à résistance élevée, mesurez la tension à ses bornes lorsque le circuit fonctionne à sa charge normale. Une connexion qui devrait être proche de zéro volt mais affiche une chute notable est le défaut. Cet essai évalue le circuit sous courant réel, ce qu’une mesure de résistance hors circuit peut ne pas révéler.

Dimensionnez les conducteurs selon le courant, la chute de tension et l’environnement.
La caisse et le bloc moteur font partie du trajet de retour.
La corrosion d’un point de masse augmente la résistance et affecte plusieurs systèmes.
La mesure de chute de tension en charge localise le défaut.
Les conventions de couleurs de fils et de connecteurs varient selon le constructeur.

Une chute de tension mesurée aux bornes d’une connexion n’a de sens que si le circuit est en charge. Sans courant, toute connexion, bonne ou mauvaise, affiche la même tension.

Key points.

R = ρL/A et V_chute = I × R décrivent le comportement d’un conducteur.
La caisse est un conducteur de retour, pas un nœud idéal à zéro volt.
La mesure de chute de tension se fait en charge.
La corrosion des connecteurs et des masses provoque des symptômes étendus.

Practice

Worked example

Un circuit de 12 V absorbe 10 A à travers une connexion de masse affichant 0,8 V. La résistance de la connexion vaut R = V ÷ I = 0,8 ÷ 10 = 0,08 Ω et elle dissipe P = 0,8 × 10 = 8 W sous forme de chaleur au niveau du joint.