Simulateur IRVE — Courants de Fuite v9.0

	Efficace	Crête	Ratio
U (L-N)	230 V	325 V	1.414
I (Phase)	24.0 A	33.9 A	1.414

	U_eff	U_crête	I_eff	I_crête
L1	230 V	325 V	32.0 A	45.3 A
L2	230 V	325 V	32.0 A	45.3 A
L3	230 V	325 V	32.0 A	45.3 A
N	0.0 V	0.0 V	0.0 A	0.0 A

⚡ Origines des courants de fuite dans une installation IRVE

Définition : Un courant de fuite (ou courant résiduel) est un courant qui s'échappe du circuit normal d'alimentation et emprunte un chemin non prévu — généralement via la terre, les structures métalliques ou les capacités parasites. Dans une installation IRVE, 6 types distincts coexistent simultanément.

📊 Les 6 types de courants résiduels en IRVE

Type	Symbole	Origine physique	Fréquence	Dangerosité
MC	I_MC	Condensateurs Y du filtre EMI dans l'OBC (chargeur embarqué VE). Le courant traverse les capacités entre conducteurs actifs et PE.	50 Hz	⚡ Faible (capacitif, non dangereux directement)
MD	I_MD	Défaut d'isolement réel : câble endommagé, connecteur humide, isolant vieilli. Le courant s'écoule de la phase vers la terre.	50 Hz	🔴 Élevée (risque d'électrocution)
HF	I_HF	Commutation haute fréquence de l'OBC : étage PFC (Power Factor Correction) et convertisseur DC/DC à découpage MLI.	>10 kHz	⚡ Faible (perturbation CEM, déclenchement DDR intempestif)
VAG	I_VAG	Courant résiduel circulant du neutre du transformateur vers le sol, puis vers les prises de terre des installations voisines.	~DC / 50 Hz	⚡ Faible (parasite, corrosion des terres)
DC	I_DC	Composante continue générée par l'OBC côté batterie, qui traverse les capacités Y et atteint le réseau AC.	0 Hz (continu)	🔴 Aveuglement du DDR type A (saturation tore)
HARM	I_Hn	Courants harmoniques (rang 3, 5, 7…) générés par les charges non-linéaires : redresseur de l'OBC, convertisseurs.	150, 250 Hz…	⚠️ Surcharge neutre, échauffement câbles

À retenir : Dans une installation IRVE réelle, tous ces courants coexistent. Le courant résiduel total mesuré par le DDR est la somme vectorielle de toutes ces composantes. C'est pourquoi le dimensionnement de la protection différentielle est critique.

🔌 Schéma d'une installation IRVE — Chemins des courants de fuite

Point clé : Les condensateurs Cy (en orange) sont placés volontairement dans l'OBC pour filtrer les perturbations CEM. Mais ils créent un chemin parasite vers la terre : c'est l'origine principale du courant de fuite en mode commun. Plus il y a de VE connectés, plus le courant MC total augmente.

🔄 Du Mode Commun au Mode Différentiel — Le concept clé

Pourquoi ce sujet est crucial : Le DDR ne détecte que le mode différentiel. Or, dans une installation IRVE, la majorité des courants de fuite sont en mode commun. Le problème survient quand le MC se convertit partiellement en MD à cause d'asymétries d'impédance. Comprendre ce mécanisme est essentiel pour diagnostiquer les déclenchements intempestifs.

🅰️ Le Mode Commun (MC) — « Invisible » pour le DDR

En mode commun, le courant circule dans le même sens sur les deux conducteurs actifs (L et N), puis revient par le conducteur de protection (PE) via les condensateurs Cy. Le tore du DDR voit deux courants identiques et opposés dans ses enroulements : leur flux magnétique s'annule.

I_MC = V × 2π × f × C_y = 230 × 314.16 × 2.2×10^-9 = 0.159 mA par condensateur

🅱️ Le Mode Différentiel (MD) — Détecté par le DDR

En mode différentiel, un courant de défaut s'écoule de la phase vers la terre via un défaut d'isolement. Le courant revient par le neutre mais une partie « manque » : le DDR détecte cette différence (I_L ≠ I_N) et déclenche.

I_MD = V / R_iso Exemple : 230V / 23 kΩ = 10 mA

🅲 La Conversion MC → MD — Le mécanisme critique

Le problème fondamental : Dans un circuit parfaitement symétrique, le mode commun reste du mode commun et le DDR ne voit rien. MAIS en réalité, les impédances de la phase et du neutre ne sont jamais identiques (longueurs de câble différentes, charges déséquilibrées, impédances réseau asymétriques). Cette asymétrie convertit une partie du courant MC en MD !

Pourquoi l'asymétrie existe ?

Câbles : les longueurs L et N ne sont jamais rigoureusement identiques (routage, connexions)
Impédance réseau : le neutre peut être plus ou moins chargé selon les phases voisines
Connexions : résistances de contact différentes sur L et N (serrage, oxydation)
Charges déséquilibrées : en triphasé, le déséquilibre crée une asymétrie sur le neutre

Le mécanisme de conversion

Si Z_L ≠ Z_N, les courants MC sur L et N ne sont plus exactement égaux. La différence entre ces courants apparaît comme du mode différentiel que le DDR détecte :

I_{MD_induit} = I_MC × |Z_L − Z_N| / (Z_L + Z_N)

Même une asymétrie de 10% convertit 10% du MC en MD. Avec 6 bornes × 4 Cy : I_MC = 3.84 mA → I_{MD_induit} = 0.384 mA. Semble faible, mais cela s'additionne aux autres sources !

Effet cumulatif : Avec 8 bornes chargeant simultanément, si chaque OBC a 4 condensateurs Cy de 2.2 nF : I_{MC_total} = 8 × 4 × 0.16 = 5.12 mA. Avec une asymétrie de 10% : I_{MD_induit} = 0.51 mA. Ce courant s'ajoute au courant de fuite résistif et peut contribuer à dépasser le seuil du DDR, provoquant un déclenchement intempestif.

📐 Modèles mathématiques — Calcul des courants de fuite

1️⃣ Courant capacitif de fuite (par condensateur Cy)

Chaque condensateur Y crée un chemin capacitif entre un conducteur actif et la terre. Le courant qui circule est proportionnel à la tension, la fréquence et la capacité.

I_Cy = V × ω × C_y = V × 2π × f × C_y Valeurs typiques : V = 230V, f = 50Hz, C_y = 2.2 nF → I_Cy = 230 × 2π × 50 × 2.2×10^-9 = 0.159 mA par condensateur

2️⃣ Courant MC total pour N bornes

Chaque borne IRVE possède un OBC avec M condensateurs Cy. Le courant MC total est la somme de toutes les contributions :

I_{MC_total} = N × M × V × ω × C_y Exemple : 6 bornes × 4 Cy × 0.159 mA = 3.82 mA

3️⃣ Courant de défaut d'isolement (mode différentiel)

I_MD = V / R_iso R_iso min réglementaire = 500 kΩ → I = 230/500000 = 0.46 mA (sécuritaire) R_iso dégradée = 10 kΩ → I = 230/10000 = 23 mA (dangereux !) R_iso très dégradée = 5 kΩ → I = 230/5000 = 46 mA > 30 mA → DDR déclenche

4️⃣ Courant MD induit par asymétrie d'impédance

I_{MD_induit} = I_MC × |Z_L − Z_N| / (Z_L + Z_N) Si asymétrie = 10% → 10% du MC apparaît comme MD Exemple : 3.82 mA × 0.10 = 0.382 mA

5️⃣ Courant résiduel total vu par le DDR

Les différentes sources étant indépendantes, le courant total est la somme quadratique (racine carrée de la somme des carrés) :

I_Δ = √( I_MD² + I_{MD_induit}² + I_HF² ) Si I_Δ > I_ΔN (sensibilité DDR, ex: 30 mA) → DÉCLENCHEMENT

6️⃣ Capacité parasite d'un câble

C_câble = 2π × ε₀ × ε_r × L / ln(D/d) Valeur typique pour câble IRVE : ~100 pF/m Câble de 15 m → C ≈ 1.5 nF (s'ajoute aux Cy de l'OBC)

🧮 Calculateur interactif

Modifiez les paramètres et cliquez sur Calculer pour voir l'impact sur le courant résiduel total :

N bornes : Cy par borne : Cy (nF) :

Asymétrie Z (%) : R_iso (kΩ) :

I_{MC_total}

—

I_MD (isolement)

—

I_{MD_induit}

—

I_Δ total

—

Cliquez sur « Calculer » pour voir le résultat

🛡️ Protection par DDR — Principe, types et limites

⚙️ Principe de fonctionnement du DDR

Le Dispositif Différentiel Résiduel (DDR) repose sur un tore magnétique (transformateur de courant différentiel) que traversent les conducteurs actifs L et N. En fonctionnement normal, les courants dans L et N sont égaux et opposés : le flux résultant dans le tore est nul. Si un défaut crée une différence (courant de fuite vers la terre), le flux résiduel induit une tension dans la bobine de détection qui actionne le relais d'ouverture.

📋 Types de DDR et compatibilité IRVE

Type	Détecte	Ne détecte PAS	Usage IRVE	Norme
AC	Sinusoïdal 50 Hz pur	Pulsé, DC, HF	❌ INTERDIT	IEC 61008
A	Sinusoïdal + pulsé redressé	DC > 6 mA (saturation tore)	⚠️ Insuffisant seul	IEC 61008
F	A + courants composites mixtes (mono)	DC > 6 mA	✅ Recommandé	IEC 62955
B	Tous : AC, pulsé, DC, HF	—	✅ Optimal	IEC 62423
A + RDC-DD	A + détection DC ≥ 6 mA (ouverture)	—	✅ Alternative au type B	IEC 62955

🔴 Danger — Aveuglement du DDR type A : Un OBC de VE peut générer une composante DC de 6 à 10 mA. Cette composante sature le tore magnétique du DDR type A, le rendant incapable de détecter un défaut AC réel même de 25 mA. C'est pourquoi la NF C 15-100 §7-722 (édition 2024) exige un DDR de type B ou type A + dispositif RDC-DD (IEC 62955) pour toute installation IRVE.

📏 Exigences NF C 15-100 §7-722 (2024)

🔌 Mode 3 — AC (borne communicante)

DDR 30 mA obligatoire par point de charge
Type B ou A + RDC-DD (IEC 62955)
Sélectivité avec le DDR amont si plusieurs bornes
Protection contre les surintensités : disjoncteur adapté

⚡ Mode 4 — DC (charge rapide)

Isolation galvanique obligatoire (transformateur HF)
Contrôle d'isolement intégré à la borne (R_iso monitoring)
DDR type B en amont du redresseur AC
IEC 61851-23 : protection côté DC par le fabricant

🔬 Cas pratiques — 4 scénarios de terrain

Chaque scénario présente un contexte réel, le calcul pas-à-pas du courant résiduel, la réponse du DDR, et la solution préconisée. Ces cas couvrent les situations les plus fréquentes rencontrées par les techniciens IRVE.

✅ Scénario 1 : Fonctionnement normal — 1 VE en charge

Contexte : Une borne 7 kW AC, 1 véhicule électrique connecté. OBC avec 4 condensateurs Cy de 2.2 nF. Isolation excellente : R_iso = 2 MΩ.

Courant MC : I_MC = 4 × 230 × 314 × 2.2×10⁻⁹ = 0.64 mA

Courant MD isolement : I_MD = 230 / 2 000 000 = 0.000115 mA ≈ 0

MC→MD (asymétrie 5%) : I_induit = 0.64 × 0.05 = 0.032 mA

Total : I_Δ ≈ 0.032 mA ≪ 30 mA → ✅ DDR ne déclenche pas

Verdict : Fonctionnement parfaitement normal. La marge par rapport au seuil DDR est très confortable (0.03 mA vs 30 mA).

🔴 Scénario 2 : Défaut d'isolement sur câble de charge

Contexte : Après 3 ans d'utilisation extérieure, le connecteur Type 2 d'une borne présente une infiltration d'humidité. R_iso chute à 5 kΩ.

Courant MC : I_MC = 0.64 mA (inchangé)

Courant MD isolement : I_MD = 230 / 5 000 = 46 mA

Total : I_Δ ≈ 46 mA > 30 mA → 🔴 DDR déclenche !

Verdict : Le DDR déclenche correctement — c'est un vrai défaut dangereux. Le technicien doit mesurer R_iso au mégohmmètre 500V DC, identifier et remplacer le câble ou le connecteur défectueux.

⚠️ Scénario 3 : Cumul MC multi-VE — Déclenchement intempestif

Contexte : Parking avec 8 bornes 22 kW sur le même DDR. Chaque OBC a 4 Cy (2.2 nF). Asymétrie d'impédance : 12%. R_iso correcte : 200 kΩ par borne.

Courant MC total : I_MC = 8 × 4 × 0.159 = 5.09 mA

MC→MD (12% asymétrie) : I_induit = 5.09 × 0.12 = 0.61 mA

MD isolement (8 bornes //) : R_{iso_eq} = 200k/8 = 25 kΩ → I_MD = 230/25000 = 9.2 mA

Total : I_Δ = √(9.2² + 0.61²) ≈ 9.22 mA → pas de déclenchement immédiat

MAIS avec les transitoires HF (ex: 3 mA par borne lors des commutations PFC) : I_HF cumulé peut ajouter plusieurs mA, approchant les 30 mA de manière intermittente.

Verdict : Fonctionnement en limite. Les déclenchements intermittents (1-2×/semaine) sont probables lorsque 6+ VE chargent simultanément. Solution : 1) DDR sélectif 300 mA en tête + DDR 30 mA individuel par borne, 2) Répartir les bornes sur plusieurs circuits, 3) Vérifier le serrage des connexions (réduire l'asymétrie).

🔴 Scénario 4 : Aveuglement DC — Le DDR type A ne protège plus

Contexte : Une borne 22 kW équipée d'un DDR type A (installation non conforme à la NF C 15-100 §7-722). L'OBC du VE connecté génère une composante DC de 8 mA à travers ses condensateurs Y.

Composante DC : I_DC = 8 mA traverse le tore du DDR

Saturation : 8 mA DC > 6 mA → le tore ferrite du DDR type A se sature partiellement

Défaut survient : un vrai défaut d'isolement crée I_MD = 25 mA (AC 50 Hz)

DDR aveuglé : le tore saturé ne peut pas générer assez de flux résiduel → le DDR ne déclenche PAS malgré 25 mA de courant de défaut !

Verdict : Situation extrêmement dangereuse. Une personne touchant la masse en défaut serait exposée à 25 mA sans protection. Solution : Remplacer le DDR type A par un DDR type B (détecte toutes les formes de courant) ou installer un dispositif RDC-DD (IEC 62955) en amont qui coupe à 6 mA DC.

🔧 Schéma OBC simplifié — Localisation des condensateurs Cy

Synthèse : En comprenant les origines physiques (condensateurs Cy, défauts d'isolement, asymétries), les mécanismes de conversion (MC→MD) et les limites des protections (aveuglement DDR), le technicien IRVE peut diagnostiquer efficacement les déclenchements intempestifs et préconiser la bonne solution : type de DDR, sélectivité, répartition des circuits, vérification des connexions.

Type	Seuil DC	Effet
AC	~0 mA	❌ Aveuglé
A	6 mA	⚠️ Limite
F	10 mA	⚡ Résiste
B	∞	✅ Immunisé

⛶ Double-clic = plein écran

🌳 Méthodologie de diagnostic — Discriminer l'origine du défaut

Objectif : Face à un déclenchement DDR intempestif ou à un comportement anormal d'une borne IRVE, le technicien doit identifier rapidement l'origine du courant de fuite parmi 6 types possibles.

📊 Les 6 sources de courant résiduel

Type	Symbole	Origine	Fréquence	Dangerosité
MC	I_MC	Condensateurs Y du filtre EMI (OBC)	50 Hz	⚡ Faible (capacitif)
MD	I_MD	Défaut d'isolement (câble, connecteur)	50 Hz	🔴 Élevée (électrocution)
HF	I_HF	Commutation OBC (MLI, PFC)	>10 kHz	⚡ Faible (perturbation)
VAG	I_VAG	Résiduel neutre transfo → sol → terres	~DC / 50 Hz	⚡ Faible (parasite)
DC	I_DC	Fuite côté batterie VE via OBC	0 Hz (continu)	🔴 Aveuglement DDR
HARM	I_Hn	Charges non-linéaires (redresseur OBC)	150, 250 Hz…	⚠️ Surcharge neutre

📋 Tableau de synthèse — Discrimination rapide

Symptôme	Test rapide	Diagnostic probable
DDR déclenche dès branchement VE	Pince diff. sur L+N : sinusoïde 50Hz ?	MC capacitif
DDR déclenche après 2-10s	Mégohmmètre : R_iso < 0.5 MΩ ?	MD isolement
DDR déclenche aléatoirement pendant charge	Oscilloscope : bruit HF visible ?	HF commutation
DDR déclenche sans VE, varie avec charge réseau	Telluromètre : V_terre > 1V ?	VAG vagabond
DDR NE déclenche PAS malgré défaut mesuré	Pince DC : composante continue > 6mA ?	DC aveuglement
Neutre chaud, signal déformé	Analyseur : THD > 20%, H3 élevé ?	HARM harmoniques

🌳 Arbre de décision interactif

Cliquez sur les réponses pour naviguer dans l'arbre :

Le DDR déclenche de manière intempestive. Quand ?

Dès le branchement : le DDR déclenche-t-il immédiatement ou après quelques secondes ?

Le temps de déclenchement donne un indice sur la nature du courant (capacitif = instantané, résistif = progressif)

Pendant la charge : à quel moment exact ?

Sans VE connecté : le déclenchement dépend-il de la charge du réseau local ?

Par temps d'orage → Surtension transitoire. Parafoudre installé ?

Au changement de puissance : la forme d'onde (oscilloscope) montre :

Plusieurs VE : l'IΔ mesuré est-il supérieur à l'IΔn d'un seul DDR ?

📏 Instruments de mesure et procédures terrain

🔧 Pince ampèremétrique différentielle

Usage : Mesure du courant de fuite (IΔ) sans ouvrir le circuit

Principe : Entoure TOUS les conducteurs actifs (L+N ou L1+L2+L3+N). Le courant mesuré = courant de fuite (ce qui ne revient pas par le neutre).

Procédure

Placer la pince autour de tous les conducteurs actifs (L+N) SAUF le PE

Sélectionner calibre AC mA (et DC mA si disponible)

Lecture = I_Δ = I_MC + I_MD + I_HF (composante résiduelle)

Pour discriminer : placer sur PE seul → lecture = I_PE (courant de retour par la terre)

⚠️ Attention : Si la pince n'entoure pas TOUS les conducteurs, la lecture est faussée. En triphasé : L1+L2+L3+N ensemble.

Grandeur mesurée	Configuration pince	Interprétation
I_Δ (fuite totale)	Autour L+N (ou L1+L2+L3+N)	Seuil : < 0.3 × IΔn DDR
I_PE (terre)	Autour PE seul	= I_MC + I_MD retour
I_N (neutre)	Autour N seul (triphasé)	Indicateur surcharge H3
I_phase	Autour L1 seul	Courant de charge nominal

🔧 Mégohmmètre (500V DC)

Usage : Mesure de la résistance d'isolement — HORS TENSION UNIQUEMENT

Principe : Applique une tension DC (500V) entre un conducteur et la terre. Mesure le courant résultant → R_iso = V / I

Procédure

Consigner l'installation (couper, condamner, vérifier VAT)

Débrancher toutes les charges et récepteurs

Mesurer entre chaque conducteur actif et PE : L-PE, N-PE, L-N

Attendre stabilisation (30-60s) → Lire R_iso

R_iso mesurée	Verdict	Action
> 1 MΩ	✅ Excellent	RAS
> 0.5 MΩ	✅ Conforme	Surveiller
0.25 - 0.5 MΩ	⚠️ Dégradé	Planifier intervention
< 0.25 MΩ	❌ Non conforme	Remplacer / réparer

Seuil NF C 15-100 : R_iso ≥ 0.5 MΩ sous 500V DC (circuits BT)

🔧 Oscilloscope portable

Usage : Visualisation forme d'onde, détection HF, analyse temporelle du courant de fuite

Ce qu'il révèle

Observation	Diagnostic
Sinusoïde 50Hz propre	MC Mode commun capacitif
Sinusoïde 50Hz + offset DC	DC Fuite continue
Bruit HF superposé (oscillations rapides)	HF Commutation OBC
Signal déformé, aplati, crénelé	HARM Distorsion harmonique
Impulsions brèves (µs)	⚡ Surtensions transitoires

💡 Astuce : Utiliser la FFT intégrée de l'oscilloscope pour voir le spectre fréquentiel et identifier les harmoniques prédominants.

🔧 Analyseur d'harmoniques / Qualimètre

Usage : Analyse spectrale de la tension et du courant, mesure THD, identification des rangs harmoniques

Grandeurs clés

Mesure	Seuil	Signification
THD_V	< 8% (EN 50160)	Distorsion tension réseau
THD_I	< 25% (EN 61000-3-2)	Distorsion courant charge
H3 (150 Hz)	< 5% V_n	⚠️ Se cumule dans le neutre
H5 (250 Hz)	< 6% V_n	Séquence inverse → échauffement
I_N / I_L	< 100%	Surcharge neutre

🔧 Telluromètre (mesure de terre)

Usage : Mesure de la résistance de prise de terre R_A et R_B

Procédure (méthode des 62%)

Planter piquet auxiliaire C à 30-50m de la terre à mesurer

Planter piquet P à 62% de la distance (≈ 19-31m)

Connecter et lancer la mesure → Lire R en Ω

Terre	Seuil réglementaire	Objectif IRVE
R_A (neutre transfo)	—	< 10 Ω
R_B (masses installation)	R_B × I_Δn ≤ U_L	< 100 Ω (DDR 30mA → 50V/30mA = 1667 Ω max)

Condition sécurité TT : R_B ≤ U_L / I_Δn = 50V / 0.030A = 1667 Ω

🔧 Pince DC / Gaussmètre

Usage : Détection de la composante continue dans le courant de fuite — CRITIQUE pour IRVE

Les pinces AC standard ne mesurent pas le courant continu. Une pince à effet Hall (DC) est indispensable pour détecter l'aveuglement du DDR.

I_DC mesuré	Impact sur DDR	Action
< 6 mA	DDR Type A fonctionne	RAS
6 - 10 mA	Type A dégradé, Type F OK	Installer DDR Type F
> 10 mA	Type A/F aveuglés !	DDR Type B obligatoire

🔬 Identification détaillée par type de défaut

MC Mode Commun — I_MC

Nature : Courant capacitif circulant entre conducteurs actifs et PE via les condensateurs Y du filtre EMI de l'OBC.

I_MC = V × 2π × f × C_Y

Paramètre	Valeur typique
C_Y (condensateur Y)	10 - 100 nF
I_MC (mono 7 kW)	3 - 8 mA
I_MC (tri 22 kW)	8 - 20 mA (×1.7)
Fréquence	50 Hz (fondamental)
Phase vs tension	En avance de 90° (capacitif)

Signature : Sinusoïde 50Hz propre, proportionnelle à la tension réseau. Disparaît quand le VE est débranché.

Facteur triphasé

I_{MC_tri} = I_{MC_mono} × √3 ≈ I_{MC_mono} × 1.73

En triphasé, 3 phases contribuent via 3 condensateurs Y → facteur ≈1.7

Cumul multi-bornes

I_{MC_total} = Σ I_{MC_i} (i = 1 à N bornes)
Règle : I_{MC_total} < 0.3 × IΔn

MD Mode Différentiel — I_MD

Nature : Courant résistif dû à un vrai défaut d'isolement. Circule entre un conducteur actif et une masse ou la terre.

🔴 DANGER : Risque d'électrocution ! C'est LE courant que le DDR doit détecter.

I_MD = V / R_défaut
Défaut franc : I_d = U₀ / (R_A + R_B)

R_défaut	I_MD (230V)	Risque
> 1 MΩ	< 0.23 mA	Isolement OK
100 kΩ	2.3 mA	Défaut naissant
10 kΩ	23 mA	⚠️ Proche seuil DDR
1 kΩ	230 mA	🔴 DDR déclenche
Franc (≈0 Ω)	I_d = 230/(Ra+Rb)	🔴 Électrocution

Tension de contact

U_c = R_B × I_d
Sécurité : U_c ≤ U_L = 50V (milieu sec) / 25V (milieu humide)

Discrimination MC vs MD

Critère	I_MC	I_MD
Proportionnel à V ?	✅ Oui (capacitif)	✅ Oui (résistif)
Phase vs V	Avance 90° (C)	En phase (R)
Disparaît VE débranché ?	✅ Oui	❌ Non si défaut câble
Mégohmmètre	R_iso OK	R_iso < 0.5 MΩ
Augmente avec T° ?	❌ Non	✅ Souvent (humidité)

HF Haute Fréquence — I_HF

Nature : Perturbation générée par la commutation de l'OBC (convertisseur AC/DC embarqué). Fréquences de découpage 20-200 kHz.

Spectre : pics à f_sw, 2f_sw, 3f_sw…
f_sw typique OBC = 50-150 kHz

Type DDR	Sensibilité HF	Comportement
Type AC	Très sensible	Déclenchements intempestifs fréquents
Type A	Sensible	Déclenchements possibles
Type F	Filtré	✅ Recommandé IRVE — filtre HF intégré
Type B	Filtré	✅ OK mais coût élevé

Signature : Oscillations rapides superposées au 50Hz. Visibles uniquement à l'oscilloscope (la pince AC classique ne les voit pas bien).

VAG Vagabond — I_VAG

Nature : Courant d'origine externe à l'installation. Le résiduel du neutre du transformateur circule dans le sol entre les terres de plusieurs bâtiments.

I_source = charge% × N × I_{fuite_moy}
I_VAG = I_source × R_A / (N×R_A + R_sol + R_B)

Paramètre	Description	Typique
N	Nb bâtiments alimentés	2 - 10
R_A	Terre neutre transformateur	1 - 10 Ω
R_B	Terre masses installation	5 - 100 Ω
R_sol	Résistivité du sol	5 - 50 Ω

⚠️ Le courant vagabond varie avec la charge du réseau (heures de pointe ↑). Il affecte TOUS les bâtiments connectés au même transformateur.

DC Courant continu — I_DC

Nature : Composante continue générée côté batterie du VE, qui traverse l'isolation galvanique imparfaite de l'OBC.

🔴 DANGER CRITIQUE : Le courant DC sature le tore magnétique du DDR Type AC et A. Le DDR devient aveugle aux défauts AC !

Conséquence : Un défaut d'isolement de 230 mA peut ne plus être détecté.

Saturation tore : B_DC = μ × N × I_DC / l
Si B_DC → B_sat : tore saturé → perte de sensibilité

Seuils d'aveuglement

Type DDR	I_DC max toléré	Comportement
Type AC	0 mA	Aucune tolérance DC
Type A	6 mA	Au-delà : sensibilité dégradée
Type F	10 mA	Meilleure immunité DC
Type B	∞	Détecte le DC directement

HARM Harmoniques — I_Hn

Nature : Distorsion du courant due aux charges non-linéaires (redresseur + filtre de l'OBC). Le courant n'est plus sinusoïdal.

THD = √(Σ I_h²) / I₁ × 100%
I_h = amplitude du rang h (h = 3, 5, 7, 9…)

⚠️ Problème du neutre en triphasé

Les harmoniques de rang 3 (H3, H9, H15, H21) sont homopolaires : au lieu de s'annuler dans le neutre, elles s'additionnent !

I_N(H3) = 3 × I_H3 (par phase)
Si H3 = 33% → I_N = I_phase (neutre = 100% !)
Si H3 = 57% → I_N = 1.7 × I_phase (surcharge !)

Séquence	Rangs	Fréquences	Effet neutre
Directe (+)	H1, H7, H13, H19, H25	50, 350, 650 Hz…	S'annulent
Inverse (−)	H5, H11, H17, H23	250, 550, 850 Hz…	S'annulent
Homopolaire (0)	H3, H9, H15, H21	150, 450, 750 Hz…	S'additionnent ×3

Dimensionnement neutre

Section neutre ≥ section phase × k_H3
k_H3 = 1.0 si THD < 15%
k_H3 = 1.45 si THD > 33%
(NF C 15-100 §523.6)

📐 Formulaire de calculs — Référence rapide

1. Courants de fuite

Mode Commun (capacitif)

I_MC = V × 2πf × C_Y

Exemple : V=230V, f=50Hz, C_Y=47nF

I_MC = 230 × 2π × 50 × 47×10⁻⁹ = 3.4 mA

En triphasé : I_{MC_tri} = 3.4 × 1.73 = 5.9 mA

Mode Différentiel (résistif)

I_MD = V / R_isolement

Exemple : V=230V, R_iso=100kΩ (défaut naissant)

I_MD = 230 / 100000 = 2.3 mA

Si R_iso chute à 10kΩ : I_MD = 23 mA → proche DDR 30mA !

2. Courant résiduel total (DDR)

I_Δ = √(I_MC² + I_MD² + I_H²) + I_HF×k_HF + I_VAG

Facteurs k_HF selon type DDR :
Type AC : 1.5 │ Type A : 1.0 │ Type F : 0.15 │ Type B : 0.2

Exemple complet : I_MC=6mA, I_MD=0, I_HF=4mA, I_VAG=2mA, DDR Type A

I_Δ = √(6²+0²+0²) + 4×1.0 + 2 = 6 + 4 + 2 = 12 mA

Avec DDR Type F : I_Δ = 6 + 4×0.15 + 2 = 8.6 mA (gain 28% !)

3. Régime TT — Boucle de défaut

Courant de défaut : I_d = U₀ / (R_A + R_B + R_d)
Tension de contact : U_c = R_B × I_d
Condition sécurité : U_c ≤ U_L (50V sec / 25V humide)
→ R_B ≤ U_L / I_Δn

Exemple : R_A=5Ω, R_B=20Ω, défaut franc R_d=0

I_d = 230 / (5+20) = 9.2 A

U_c = 20 × 9.2 = 184 V ⚠️ Mortel ! → Le DDR doit couper en < 0.2s

4. Courant vagabond multi-bâtiments

① I_source = charge% × N × I_{fuite_moy}
② I_{VAG_i} = I_source × R_A / (N×R_A + R_sol + R_B)
③ V_A = I_{VAG_i} × (R_sol + R_B)
④ I_{VAG_total} = N × I_{VAG_i}

Exemple urbain : charge=75%, N=6 bâtiments, I_fuite=6mA, R_A=3Ω, R_B=15Ω, R_sol=8Ω

① I_source = 0.75 × 6 × 6 = 27 mA

② I_{VAG_i} = 27 × 3 / (6×3 + 8 + 15) = 81/41 = 1.98 mA par bâtiment

③ V_A = 1.98 × (8+15) = 45.5 mV

④ I_{VAG_total} = 6 × 1.98 = 11.9 mA dans le sol

5. Harmoniques et neutre triphasé

THD = √(Σ_h=2^∞ V_h²) / V₁ × 100%

Courant neutre (harmoniques homopolaires) :
I_N = √[(3×I_H3)² + (3×I_H9)² + (3×I_H15)² + I_déséq²]

Tension neutre :
V_N = √[(3×V_H3)² + (3×V_H9)² + V_déséq²]

Exemple : I_phase=32A, H3=25%, H9=5%, déséquilibre=10%

I_H3 = 0.25 × 32 = 8A par phase → dans neutre : 3 × 8 = 24A

I_H9 = 0.05 × 32 = 1.6A → dans neutre : 3 × 1.6 = 4.8A

I_déséq = 0.1 × 32 = 3.2A

I_N = √(24² + 4.8² + 3.2²) = √(576 + 23 + 10.2) ≈ 24.7A

⚠️ I_N = 77% de I_phase ! Neutre surdimensionné obligatoire.

6. Surtensions — Parafoudre

Obligation parafoudre (NF C 15-100 §443) :
Si N_c = Ng × L / 1000 > 0.25 → parafoudre OBLIGATOIRE

Marge de protection :
U_p (résiduelle SPD) < U_w (immunité équipement)
U_w OBC borne IRVE ≈ 2500V

7. Creux de tension

ΔU = Z_s × I_appel
I_appel = N_bornes × (P_borne / V_nom) × k_inrush
ΔU% = ΔU / V_nom × 100

Seuils OBC : -15% → dérating │ -30% → coupure charge

🧪 Cas pratiques — Scénarios terrain

Cas n°1 : Déclenchements intempestifs parking supermarché

Contexte : 6 bornes 7 kW mono, DDR 30mA Type A, déclenchements aléatoires quand ≥ 3 VE chargent simultanément.

Étape 1 — Mesure courant de fuite

Pince différentielle sur L+N de chaque borne : I_MC = 5-7 mA par borne

3 bornes sur le même DDR : I_total = 3 × 6 = 18 mA

Seuil DDR 30mA → 18/30 = 60% du seuil en fonctionnement normal

Avec I_HF et transitoires de commutation → dépassement du seuil

Étape 2 — Calcul

I_Δ = 3 × 6mA + I_HF × k = 18 + 4×1.0 = 22 mA
Marge : (30 - 22) / 30 = 27% seulement → trop juste

Étape 3 — Solution

✅ Solution 1 : Passer en DDR Type F → I_Δ = 18 + 4×0.15 = 18.6 mA (marge 38%)

✅ Solution 2 : Réduire à 2 bornes/DDR → I_Δ = 12 + 4×1.0 = 16 mA (marge 47%)

✅ Idéal : Combiner les deux → marge > 60%

Cas n°2 : DDR ne déclenche pas malgré un défaut mesuré

Contexte : Borne 22 kW triphasée. Un défaut d'isolement de 40 mA est mesuré mais le DDR Type A ne déclenche pas. Situation dangereuse !

Étape 1 — Hypothèse

40 mA > 30 mA (seuil) → le DDR DEVRAIT déclencher

Hypothèse : aveuglement par courant DC

Étape 2 — Vérification

Pince DC sur PE : I_DC = 9 mA → supérieur au seuil de 6 mA du Type A

Le tore est partiellement saturé → sensibilité dégradée à ~60 mA au lieu de 30 mA

Étape 3 — Solution

✅ Action immédiate : Remplacer DDR Type A par Type B (détecte AC + DC)

✅ Alternative : Ajouter un RDC-DD (IEC 62955) en amont du DDR Type A

✅ Vérifier : L'OBC du VE (la fuite DC côté batterie peut indiquer un défaut VE)

Cas n°3 : DDR déclenche uniquement en heures de pointe

Contexte : Borne 7 kW en zone résidentielle. DDR déclenche le soir (18-21h) même sans VE connecté. OK le matin.

Étape 1 — Analyse temporelle

Déclenchement corrélé avec la charge réseau → hypothèse : courant vagabond

Pas de VE connecté → courant d'origine externe

Étape 2 — Mesures

Telluromètre : R_B = 45 Ω (élevée pour du résidentiel)

Tension terre-neutre mesurée à 18h : V_A = 2.8V → I_VAG = 2800 / (15+45) = 46.7 mA

Étape 3 — Solution

✅ Améliorer la terre : Ajouter des piquets → R_B de 45Ω à 15Ω

Nouveau I_VAG = 2800 / (15+15) = 93 mA … toujours élevé !

✅ Contacter ENEDIS : Le problème est au niveau du transformateur (courant résiduel neutre excessif)

✅ En attendant : DDR sélectif retardé (type S) pour éviter les déclenchements intempestifs

✅ Quiz — Testez vos connaissances

🎯 Quiz Diagnostic IRVE

20 questions sur la discrimination des défauts, les mesures, et les calculs.

Chaque question est accompagnée d'une explication détaillée.

📋 Logs OCPP & Fabricant — Chargeur DC en charge

Terminal de logs temps réel d'un chargeur DC 150 kW CCS2. Les logs sont impactés par les défauts CEM de l'onglet Chargeur DC. Modifiez les paramètres CEM → observez les erreurs apparaître.

INFO OK WARN ERROR OCPP↑↓ CEM

🔍 Lecture des logs — Guide pédagogique

Chaque ligne suit le format :

                    2026-01-31T22:15:03.451Z:WARN:pfc_ctrl.c:342:MC leakage 18.5mA exceeds threshold
                  

Timestamp : horodatage ISO 8601 (résolution ms)
Level : INFO, OK, WARN, ERROR, FATAL
Module : fichier source (ex: pfc_ctrl.c, dcdc_llc.c, cp_pilot.c, plc_gphy.c, imd_monitor.c, ocpp_client.c)
Ligne : numéro de ligne dans le code source
Message : description avec valeurs mesurées

📡 Messages OCPP intégrés

Les messages OCPP ↑ (borne→CSMS) et OCPP ↓ (CSMS→borne) apparaissent avec le JSON complet :

StatusNotification : état du connecteur + errorCode + vendorErrorCode
MeterValues : V, A, W, Wh, SoC, température (impactés par bruit CEM)
StartTransaction / StopTransaction : début/fin de charge avec raisons
DataTransfer : messages propriétaires (CEM diagnostics)
Heartbeat : supervision de la connexion

⚡ Corrélation CEM ↔ Logs

Défaut CEM	Log résultant	OCPP ErrorCode
MC PFC > 15 mA	pfc_ctrl.c: MC leakage exceeds	GroundFailure
I_DC > 6 mA	rcd_monitor.c: DC component	GroundFailure
CP noise > 3V	cp_pilot.c: state detection fail	EVCommunicationError
PLC SNR < 10 dB	plc_gphy.c: link quality below	EVCommunicationError
R_iso < 500 kΩ	imd_monitor.c: isolation fault	GroundFailure
Bus ripple > 3%	dcdc_llc.c: bus ripple high	InternalError
Creux > 25%	pfc_ctrl.c: input undervoltage	UnderVoltage
ESD événement	connector.c: ESD transient	OtherError
THDi > 25%	power_meter.c: THD exceeds	PowerMeterFailure
🚗 Défauts Véhicule
VE MC OBC > 10 mA	ev_diag.c: OBC filter degraded	GroundFailure
VE DC comp > 6 mA	ev_diag.c: rectifier DC leak	GroundFailure
VE R_iso < 0.5 MΩ	ev_diag.c: HV isolation fault	EV_ISO_FAULT
VE CP diode > 60%	ev_diag.c: CP signal lost	EV_CP_FAULT
VE conn. > 80°C	ev_diag.c: connector overtemp	EV_CONN_OVERTEMP

📐 Codes constructeur (vendorErrorCode)

En complément des errorCode OCPP standards, chaque constructeur ajoute des codes propriétaires dans le champ vendorErrorCode et info :

• ABB : "com.abb.evci/event/v1" + "EmergencyButtonReleased", "IsolationMonitoringActive"

• Schneider : "6.0" = RCD trip, "8.0" = EV comm error, "10.0" = PWM error

• Alpitronic : "ISO_001" = isolation fault, "PLC_TIMEOUT" = PLC lost

Le simulateur utilise les codes "CEM_xxx" pour identifier l'origine CEM du défaut.

🔧 Paramètres réseau ?

⚡ Sources additionnelles de fuite

🔢 Modèle mathématique

⚡ Distribution par bâtiment

📊 Impact DDR (bâtiment IRVE)

🧪 Scénarios prédéfinis

⚡ Origines des courants de fuite dans une installation IRVE

📊 Les 6 types de courants résiduels en IRVE

🔌 Schéma d'une installation IRVE — Chemins des courants de fuite

🔄 Du Mode Commun au Mode Différentiel — Le concept clé

🅰️ Le Mode Commun (MC) — « Invisible » pour le DDR

🅱️ Le Mode Différentiel (MD) — Détecté par le DDR

🅲 La Conversion MC → MD — Le mécanisme critique

Pourquoi l'asymétrie existe ?

Le mécanisme de conversion

📐 Modèles mathématiques — Calcul des courants de fuite

1️⃣ Courant capacitif de fuite (par condensateur Cy)

2️⃣ Courant MC total pour N bornes

3️⃣ Courant de défaut d'isolement (mode différentiel)

4️⃣ Courant MD induit par asymétrie d'impédance

5️⃣ Courant résiduel total vu par le DDR

6️⃣ Capacité parasite d'un câble

🧮 Calculateur interactif

🛡️ Protection par DDR — Principe, types et limites

⚙️ Principe de fonctionnement du DDR

📋 Types de DDR et compatibilité IRVE

📏 Exigences NF C 15-100 §7-722 (2024)

🔌 Mode 3 — AC (borne communicante)

⚡ Mode 4 — DC (charge rapide)

🔬 Cas pratiques — 4 scénarios de terrain

✅ Scénario 1 : Fonctionnement normal — 1 VE en charge

🔴 Scénario 2 : Défaut d'isolement sur câble de charge

⚠️ Scénario 3 : Cumul MC multi-VE — Déclenchement intempestif

🔴 Scénario 4 : Aveuglement DC — Le DDR type A ne protège plus

🔧 Schéma OBC simplifié — Localisation des condensateurs Cy

Paramètres ?

Chemin 1 — Descente PE → Terre (Z₁) ?

Chemin 2 — Connexion équipotentielle (Z₂)

Liaison de signal (Zsign)

Chemin 3 — Piquet de terre E2 (Z₃)

Visualisation schématique

Principe de fonctionnement et aveuglement

⚡ Type de surtension ?

🔧 Paramètres ?

🛡️ Protection parafoudre ?

📐 NF C 15-100 §443 ?

🧪 Scénarios

📉 Type de perturbation ?

🔧 Paramètres réseau ?

⚡ Bornes IRVE ?

📊 Résultats ?

🧪 Scénarios

🌳 Méthodologie de diagnostic — Discriminer l'origine du défaut

📊 Les 6 sources de courant résiduel

📋 Tableau de synthèse — Discrimination rapide

🌳 Arbre de décision interactif

📏 Instruments de mesure et procédures terrain

🔧 Pince ampèremétrique différentielle

Procédure

🔧 Mégohmmètre (500V DC)

Procédure

🔧 Oscilloscope portable

Ce qu'il révèle

🔧 Analyseur d'harmoniques / Qualimètre

Grandeurs clés

🔧 Telluromètre (mesure de terre)

Procédure (méthode des 62%)

🔧 Pince DC / Gaussmètre

🔬 Identification détaillée par type de défaut

MC Mode Commun — IMC

Facteur triphasé

Cumul multi-bornes

MD Mode Différentiel — IMD

Tension de contact

Discrimination MC vs MD

HF Haute Fréquence — IHF

VAG Vagabond — IVAG

DC Courant continu — IDC

Seuils d'aveuglement

HARM Harmoniques — IHn

🔧 Paramètres réseau

Paramètres

Chemin 1 — Descente PE → Terre (Z₁)

Liaison de signal (Z_sign)

⚡ Type de surtension

🔧 Paramètres

🛡️ Protection parafoudre

📐 NF C 15-100 §443

📉 Type de perturbation

🔧 Paramètres réseau

⚡ Bornes IRVE

📊 Résultats

MC Mode Commun — I_MC

MD Mode Différentiel — I_MD

HF Haute Fréquence — I_HF

VAG Vagabond — I_VAG

DC Courant continu — I_DC

HARM Harmoniques — I_Hn

📋 Logs OCPP & Fabricant — Chargeur DC en charge

🔋 Configuration chargeur

⚡ Perturbations CEM

💥 Événements

🚗 Défauts Véhicule ⧉

🔌 Protocole