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Le taux de remplissage d'un conduit est la surface transversale totale des conducteurs et câbles à l'intérieur d'un chemin de câbles divisée par la surface transversale interne du conduit, multipliée par 100. Selon le cadre commun du National Electrical Code (NEC) chapitre 9, le remplissage maximal normal est de 53 % pour un conducteur ou câble, 31 % pour deux, et 40 % pour plus de deux. Un mamelon de conduit ou de tube qualifié d'une longueur maximale de 24 pouces peut utiliser une limite de 60 %. Vérifiez toujours l'édition du NEC adoptée par l'autorité compétente (AHJ) ainsi que les notes applicables à l'installation.
Le calcul en lui-même est simple. La plupart des erreurs proviennent du choix d'une mauvaise surface : utiliser la section du cuivre du conducteur au lieu de la section du conducteur isolé, utiliser la taille commerciale nominale du conduit comme diamètre intérieur, ou utiliser un diamètre de câble générique au lieu du diamètre extérieur (OD) exact du fabricant.
Formule de remplissage de conduit
Pour un câble ou un conducteur rond avec un diamètre extérieur d:
A = π × d² ÷ 4Pour plusieurs groupes de conducteurs ou de câbles :
A_total = Σ(n × A_item)Le pourcentage de remplissage du conduit est :
Remplissage % = A_total ÷ A_conduit × 100Où ?
| Symbole | Signification | Utilisation |
|---|---|---|
d |
Diamètre extérieur fini | À utiliser pour un câble rond terminé lorsque le fabricant fournit le diamètre extérieur |
A_élément |
Section d'un conducteur ou d'un câble | Utiliser le tableau de code applicable ou calculer à partir du diamètre extérieur vérifié |
n |
Quantité de ce conducteur ou câble | Comptez chaque élément qui occupe physiquement le chemin de câbles |
A_total |
Somme de toutes les surfaces occupées | Ajoutez chaque conducteur et groupe de câbles |
A_conduit |
Surface interne totale du chemin de câbles | Utilisez la valeur correspondant au type exact de chemin de câbles et à sa dimension commerciale |
Conservez toutes les dimensions dans la même unité. Si le diamètre est en pouces, la surface résultante est en pouces carrés. Si le diamètre est en millimètres, la surface est en millimètres carrés. Le taux de remplissage étant un rapport, l'un ou l'autre système d'unités fonctionne s'il est utilisé de manière cohérente.
Limites de remplissage des conduits selon le NEC
Le chapitre 9, tableau 1 du NEC établit les limites de pourcentage habituelles utilisées aux États-Unis. Elles s'appliquent à la section transversale interne du chemin de câbles, et non à son numéro de taille commerciale nominale.
| Contenu ou état du chemin de câbles | Référence de remplissage maximal |
|---|---|
| Un conducteur ou câble | 53% |
| Deux conducteurs ou câbles | 31% |
| Plus de deux conducteurs ou câbles | 40% |
| Manchon de raccordement qualifié d'une longueur maximale de 24 in | 60% |
Ces chiffres ne constituent pas des règles internationales universelles. Les projets en dehors du cadre du NEC doivent utiliser les règles de câblage nationales applicables, les spécifications du projet et les exigences des autorités locales. Même pour les projets relevant du NEC, vérifiez toutes les notes applicables du chapitre 9 et l'article régissant le chemin de câbles sélectionné.
Un câble multiconducteur, un câble à fibre optique ou un cordon souple est généralement traité comme un seul conducteur aux fins du calcul du taux de remplissage. Pour un câble elliptique, utilisez la méthode de calcul de surface prescrite par le code basée sur sa dimension majeure plutôt que de considérer sa dimension mineure comme le diamètre du câble. Un assemblage de conducteurs isolés individuels sans gaine globale n'est pas automatiquement considéré comme un seul câble ; calculez les conducteurs individuels conformément aux règles adoptées.
Choisir la surface correcte avant de calculer
La carte d'entrée suivante permet d'éviter les trois erreurs de calcul les plus courantes.
| Élément en cours d'installation | Source de surface correcte | Ne pas substituer |
|---|---|---|
| Fil de bâtiment isolé individuel, tel que THHN/THWN-2 | Tableau des sections de conducteurs isolés applicables pour l'édition du code adoptée et la construction du conducteur | Section de cuivre nu à partir de la désignation AWG ou mm² |
| Câble rond multiconducteur, de commande, de données, coaxial ou à fibre optique | Diamètre extérieur du câble fini du fabricant, converti en section | Taille du conducteur, moyenne générique du catalogue ou taille du connecteur |
| Câble elliptique ou plat | Méthode requise par le code applicable, utilisant généralement la dimension majeure comme diamètre circulaire effectif | Diamètre mineur seul |
| EMT, RMC/GRC, PVC ou autre conduit | Section interne répertoriée pour la famille de conduits et la taille commerciale exactes | Taille commerciale nominale traitée comme diamètre intérieur |
Conducteurs individuels : utiliser la section isolée répertoriée
Une désignation AWG ou mm² décrit la taille du conducteur ; elle n'inclut pas l'épaisseur de l'isolant installé. Deux conducteurs ayant la même section de cuivre peuvent occuper des sections de conduit différentes car leurs types d'isolation ou leurs constructions diffèrent. Pour un calcul NEC, utilisez la valeur applicable du Chapitre 9 Tableau 5 ou d'un autre tableau requis pour la construction exacte du conducteur.
L'Annexe C peut accélérer un calcul lorsque tous les conducteurs sont de même taille et de même type. Lorsque les tailles de conducteurs ou les types d'isolation sont mixtes, utilisez la méthode de section du Chapitre 9 plutôt que de sélectionner une table de consultation pour tailles identiques non pertinente.
Câbles complets : le diamètre extérieur du fabricant fait foi
Pour un câble terminé, obtenez le diamètre extérieur nominal ou maximal à partir de la fiche technique exacte du produit. La gaine, les écrans, les matériaux de remplissage, l'armature, la garniture et la tolérance de fabrication déterminent l'espace occupé par le câble. Mesurez le câble lorsque les instructions d'installation l'exigent ou lorsque le produit réel peut différer sensiblement d'une valeur de planification.
Les Calculateur de taux de remplissage de conduit VIOX inclut des préréglages courants de diamètre extérieur de câble pour la planification préliminaire et permet la saisie personnalisée du diamètre extérieur. Les données du fabricant pour le câble sélectionné prévalent toujours sur un préréglage générique.
Taille du chemin de câbles : utilisez la section interne, pas l'étiquette de taille commerciale
Un conduit de 1 pouce n'a pas un diamètre intérieur de 1,000 pouce. Les dimensions internes diffèrent selon le tube métallique électrique (EMT), le conduit métallique rigide (RMC/GRC), le PVC Schedule 40, le PVC Schedule 80 et les autres chemins de câbles. Utilisez l'entrée du tableau correspondant exactement à la famille de conduit et à la taille commerciale.
Calcul étape par étape du taux de remplissage des conduits
Utilisez cette séquence pour les installations de câbles de même taille, de tailles mixtes ou terminés :
- Identifiez les règles en vigueur. Enregistrez la juridiction, l'édition du code adoptée, l'article relatif aux canalisations, et déterminez si le parcours remplit les conditions d'une disposition particulière, telle que la règle des mamelons (nipple rule).
- Listez tout ce qui se trouve dans la canalisation. Enregistrez chaque type de conducteur ou de câble, son isolation ou sa construction, sa quantité et la source de ses dimensions.
- Obtenez chaque section occupée. Utilisez le tableau des conducteurs applicable ou calculez la section d'un câble rond à partir de son diamètre extérieur vérifié.
- Multipliez la section par la quantité. Effectuez cette opération séparément pour chaque groupe.
- Additionnez tous les groupes. Le résultat est
A_total. - Obtenez la section interne du chemin de câbles. Utilisez le type et la dimension commerciale exacts.
- Calculez le taux de remplissage. Divisez
A_totalparA_conduit, puis multipliez par 100. - Appliquez la limite correcte. Comparez avec 53%, 31%, 40%, 60%, ou la limite différente requise par les règles en vigueur.
- Augmentez la taille du chemin de câbles si nécessaire. Répétez le calcul en utilisant la section interne du candidat suivant. N'arrondissez pas un résultat non conforme par défaut.
- Effectuez les vérifications techniques distinctes. Confirmez l'ajustement de l'ampacité, le rayon de courbure, la tension de tirage, la pression latérale, le risque de blocage des câbles, la séparation, la mise à la terre et les détails d'installation.
Exemple pratique 1 : Neuf conducteurs individuels de même section
Supposons un calcul NEC pour neuf conducteurs THHN 12 AWG dans un conduit EMT de 3/4 de pouce. Pour cet exemple, les valeurs de tableau adoptées sont :
- section d'un conducteur THHN 12 AWG :
0,0133 in²; - surface interne totale du conduit EMT de 3/4 pouce :
0,533 in²; - limite applicable pour plus de deux conducteurs :
40%.
Étape 1 : Calculer la surface totale des conducteurs
A_total = 9 × 0,0133 = 0,1197 in²Étape 2 : Calculer le taux de remplissage
Taux de remplissage = 0,1197 ÷ 0,533 × 100 = 22,5 %Étape 3 : Comparer avec la limite
La surface maximale autorisée à 40 % est :
A_allowed = 0,533 × 0,40 = 0,2132 in²Parce que 0,1197 in² est inférieur à 0,2132 in², et que 22,5 % est inférieur à 40 %, la combinaison réussit le calcul de taux de remplissage.
Ce résultat ne finalise pas le dimensionnement des conducteurs. Le nombre de conducteurs transportant du courant peut entraîner un ajustement de l'ampacité, et ce décompte est déterminé selon des règles différentes de celles utilisées pour les éléments physiques comptabilisés pour le remplissage des conduits.
Exemple pratique 2 : Un câble multiconducteur utilisant le diamètre extérieur réel
Supposons un câble multiconducteur rond avec un diamètre extérieur publié par le fabricant de 0,750 in installé dans un conduit EMT de 1-1/4 pouce. Utilisez un diamètre intérieur de conduit EMT de 1,380 in pour cet exemple de géométrie transparente.
Étape 1 : Calculer la section du câble
A_cable = π × 0,750² ÷ 4 = 0,4418 in²Étape 2 : Calculer la section du chemin de câbles
A_conduit = π × 1.380² ÷ 4 = 1.4957 in²Étape 3 : Calculer le taux de remplissage
Taux de remplissage = 0.4418 ÷ 1.4957 × 100 = 29,51 %Un câble multiconducteur est traité comme un seul câble pour cette comparaison de pourcentage, la limite de référence est donc de 53 %. À 29,51 %, la combinaison réussit le contrôle de taux de remplissage.
Avant d'accepter l'installation, confirmez que le diamètre extérieur (OD) du fabricant s'applique à la construction exacte du câble et que les dimensions du chemin de câbles correspondent au tableau en vigueur. Vérifiez également le rayon de courbure minimal et les limites de traction ; un câble de grande section peut respecter le taux de remplissage tout en étant difficile ou inadapté à une installation sur un parcours comportant plusieurs coudes.
Exemple pratique 3 : Diamètres extérieurs de câbles mixtes et chemin de câbles conforme suivant
Supposons qu'un cheminement basse tension contienne :
- huit câbles Cat6, chacun
0,236 poDE ; - deux câbles coaxiaux RG6, chacun
0,275 poDE.
Ces DE sont des données d'entrée de planification pour l'exemple. Utilisez les dimensions réelles des fabricants sélectionnés pour un projet.
Étape 1 : Calculer la section de chaque groupe
Un câble Cat6 :
A_Cat6 = π × 0.236² ÷ 4 = 0.0437 in²Huit câbles Cat6 :
8 × 0.0437 = 0.3499 in²Un câble RG6 :
A_RG6 = π × 0.275² ÷ 4 = 0.0594 in²Deux câbles RG6 :
2 × 0.0594 = 0.1188 in²Surface totale occupée :
A_total = 0,3499 + 0,1188 = 0,4687 in²Étape 2 : Vérification du conduit EMT de 1 pouce
En utilisant une surface interne d'environ 0,8643 in²:
Taux de remplissage = 0,4687 ÷ 0,8643 × 100 = 54,21 %Dix câbles nécessitent la limite de référence de plus de deux conducteurs de 40 %, le conduit EMT de 1 pouce ne convient donc pas.
Étape 3 : Vérification du conduit EMT de 1-1/4 pouce
En utilisant une surface interne d'environ 1,4957 po²:
Taux de remplissage = 0,4687 ÷ 1,4957 × 100 = 31,3 %Le conduit EMT de 1-1/4 pouce réussit le contrôle de taux de remplissage de 40 %. Il offre également une marge de tirage et de capacité future supérieure à celle d'un conduit sélectionné exactement au maximum.
Cet exemple ne traite que de la surface physique. Confirmez les combinaisons de câbles autorisées, les exigences de séparation, le coupe-feu, le support, le rayon de courbure et toutes les règles relatives aux systèmes de communication applicables à l'installation.
Vérifiez le résultat avec le calculateur de remplissage de conduit VIOX
Utilisez le calculateur pour comparer les conduits EMT, RMC/GRC, PVC Schedule 40 et PVC Schedule 80, saisissez deux groupes de câbles ou des diamètres extérieurs personnalisés, et identifiez la première taille commerciale conforme au sein de la famille de conduits sélectionnée.
Le calculateur est une aide à la planification préliminaire. Vérifiez ses données d'entrée par rapport aux fiches techniques exactes des câbles, à l'édition du code en vigueur, à la liste des conduits et aux exigences de l'autorité compétente (AHJ) avant l'approvisionnement ou l'installation.
Ce qu'un résultat de remplissage conforme ne prouve pas
Le taux de remplissage des conduits répond à une seule question : quelle proportion de la section transversale interne du chemin de câbles est occupée ? Il ne prouve pas que les conducteurs ont une ampacité adéquate ou que les câbles peuvent être installés sans dommage.
| Vérification distincte | Pourquoi cela reste nécessaire |
|---|---|
| Ajustement de l'ampacité | La présence de plusieurs conducteurs chargés dans un conduit peut nécessiter un ajustement, même lorsque le remplissage physique est inférieur à la limite |
| Chute de tension | La zone du chemin de câbles ne permet pas de déterminer si la résistance du conducteur est acceptable pour la charge et la longueur du parcours |
| Tension de tirage | La longueur du câble, les coudes, la friction, la méthode de tirage et la construction du conducteur déterminent la contrainte de traction |
| Pression latérale | Un câble peut être endommagé lorsque la tension de tirage s'exerce au niveau d'un coude |
| Risque de coincement de câble | Trois câbles similaires ou plus peuvent se coincer dans les coudes, même en dessous du taux de remplissage maximal |
| Rayon de courbure minimal | Un câble peut entrer dans le chemin de câbles tout en étant incapable de suivre le tracé sans dépasser sa limite de courbure |
| Séparation et règles du système | Les circuits de puissance, de commande, de communication, d'alarme incendie et à fibre optique peuvent avoir des exigences de cheminement supplémentaires |
| Capacité de réserve | Une conception au maximum autorisé par le code peut laisser peu d'espace pratique pour le tirage ou les ajouts futurs |
Les directives d'installation de câbles de Southwire définissent le rapport de coincement comme le diamètre intérieur du conduit divisé par le diamètre extérieur du câble et identifient une zone de risque courant pour trois câbles similaires. Considérez cela comme une donnée d'entrée pour l'analyse de tirage, et non comme un substitut au code applicable, aux données du fabricant de câbles ou à un calcul de tirage spécifique au tracé.
Pour la sélection des conducteurs au-delà de la surface physique du cheminement, utilisez le guide VIOX pour Dimensionnement des câbles selon la norme IEC, chute de tension, déclassement et capacité des goulottes. Pour les calculs de pertes sur longue distance, voir le guide de chute de tension et de pertes en ligne. Il s'agit de tâches de conception distinctes qui ne doivent pas être déduites du résultat de remplissage des conduits.
Liste de vérification du remplissage des conduits
Avant d'approuver une taille de chemin de câbles, vérifiez tous les points suivants :
- la juridiction du projet et l'édition du code de câblage adoptée ;
- la famille exacte de chemin de câbles, la taille commerciale et la surface interne ;
- type d'isolation du conducteur et zone du tableau applicable ;
- fabricant du câble fini, référence, construction et diamètre extérieur réel ;
- traitement des assemblages multiconducteurs, elliptiques ou en faisceaux ;
- la limite correcte pour un, deux, plus de deux ou mamelon de qualification ;
- calcul pour chaque groupe de câbles et conversion d'unités ;
- ajustement de l'ampacité et limitations de température du conducteur ;
- nombre de coudes, rayon de courbure, tension de tirage, pression latérale et risque de blocage ;
- exigences relatives à la séparation des circuits, à la mise à la terre, à l'étanchéité, au coupe-feu et à l'environnement ;
- marge de tirage pratique et capacité future prévue.
Si une entrée est incertaine, ne résolvez pas l'incertitude en arrondissant vers le bas. Obtenez les données exactes du conducteur, du câble et du chemin de câbles, puis répétez le calcul ou utilisez le calculateur de taux de remplissage de conduit VIOX pour vérifier la combinaison révisée.
