Omettre les conducteurs de terre dans le calcul du remplissage des conduits est l'une des infractions les plus courantes au code du bâtiment commises par les électriciens. Tous les inspecteurs l'ont constaté. Tous les électriciens expérimentés l'ont vu se produire. Pourtant, le Code national de l'électricité (NEC) est clair : les conducteurs de mise à la terre des équipements DOIVENT être inclus dans le calcul du remplissage.
Ce guide fournit tous les tableaux de remplissage des conduits en PVC dont vous avez besoin, ainsi que les règles NEC sous-jacentes qui transforment une simple consultation de tableau en une installation conforme au code.
Combien de fils peut-on faire passer dans une gaine en PVC ?
Le nombre maximal de conducteurs dans une gaine PVC dépend de trois facteurs : le diamètre de la gaine, la section des conducteurs et le type de gaine. Dans le cas le plus courant (conducteurs THHN/THWN de calibre 12 AWG dans une gaine PVC de 1/2 pouce, type 40), la limite est de 8 conducteurs.
Le NEC établit les limites de remplissage au chapitre 9, tableau 1 :
- 1 conducteur : remplissage maximal de 53 %
- 2 conducteurs : remplissage maximal de 31 %
- 3 conducteurs ou plus : remplissage maximal de 40 %
Ces pourcentages s'appliquent à la section transversale interne totale du conduit. Pour la plupart des installations comportant trois fils ou plus, on utilise la règle des 40 %.
Les tableaux ci-dessous indiquent le nombre maximal de conducteurs pour les sections de fil et les dimensions de conduit courantes. Ces valeurs supposent que tous les conducteurs sont du même type (THHN/THWN) ; pour les conducteurs de types différents, un calcul manuel est nécessaire.
Tableau de remplissage des conduits en PVC – Programme 40
Le PVC Schedule 40 est la norme pour la plupart des installations électriques. Le tableau suivant indique le nombre maximal de conducteurs selon le tableau C10 du NEC :
| Taille du conduit | 14 AWG | 12 AWG | 10 AWG | 8 AWG | 6 AWG | 4 AWG |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/2" | 11 | 8 | 5 | 2 | 1 | 1 |
| 3/4" | 21 | 15 | 9 | 5 | 3 | 2 |
| 1 pouce | 34 | 25 | 15 | 8 | 6 | 4 |
| 1-1 / 4 " | 60 | 43 | 26 | 15 | 10 | 7 |
| 1-1 / 2 " | 82 | 59 | 36 | 20 | 14 | 9 |
| 2 pouce | 135 | 98 | 60 | 34 | 24 | 15 |
Ces valeurs s'appliquent aux conducteurs THHN, THWN et THWN-2, qui présentent tous trois une section identique. Les valeurs de remplissage NEC pour ces types de conducteurs sont restées inchangées depuis l'édition 2017.
Pour les fils de section supérieure à 4 AWG ou les conduits de section supérieure à 2 pouces, reportez-vous directement au tableau C10 du NEC.
Qu’est-ce que la règle du remplissage à 40 % et pourquoi existe-t-elle ?
La règle du remplissage à 40 % existe pour deux raisons pratiques : la dissipation de la chaleur et le tirage des fils.
Lorsqu'un courant parcourt les conducteurs, il génère de la chaleur. L'espace d'air autour des fils permet à cette chaleur de se dissiper. Si un conduit est rempli à 100 %, les fils surchauffent, l'isolation se dégrade et le risque d'incendie augmente.
La seconde raison est d'ordre mécanique. Le passage des câbles dans les conduits crée des frottements. À des taux de remplissage élevés, les câbles se coincent entre eux et contre les parois du conduit. La limite de 40 % garantit que les conducteurs peuvent être installés sans endommager l'isolation.
Les différents pourcentages de remplissage pour différents nombres de conducteurs reflètent cette réalité :
| Nombre de conducteurs | Remplissage maximal | Raisonnement |
|---|---|---|
| 1 | 53 % | Un seul conducteur peut être centré, contact minimal |
| 2 | 31 % | Deux conducteurs créent davantage de points de friction |
| 3+ | 40 % | Plusieurs conducteurs ont besoin d'espace pour s'enrouler en spirale. |
Je recommande de considérer 40 % comme une limite supérieure, et non comme un objectif à atteindre. La norme NEC l'autorise, mais cela ne signifie pas qu'il faille concevoir en fonction de cette limite. Le passage des câbles avec un taux de remplissage de 40 % devient difficile, voire impossible, sur toute portion de tracé autre qu'une ligne droite sans coudes.
Les fils de terre sont-ils pris en compte dans les calculs de remplissage des conduits ?
Oui. Toujours. Sans exception.
Le Code national de l'électricité (NEC) stipule clairement : « Les conducteurs de mise à la terre ou de liaison équipotentielle des équipements, lorsqu'ils sont installés, doivent être inclus dans le calcul du remplissage des conduits ou des tubes. » Ceci s'applique que le conducteur de terre soit nu ou isolé.
Pour les conducteurs nus, utilisez le chapitre 9, tableau 8, du NEC pour déterminer les sections. Pour les conducteurs de terre isolés, utilisez le tableau 5, identique à celui utilisé pour les conducteurs de circuit.
Cette règle surprend souvent les électriciens. L'idée reçue selon laquelle les fils de terre « ne comptent pas vraiment » est à l'origine de l'une des infractions au code les plus fréquemment relevées lors des inspections.
Voici comment cela affecte une installation réelle. Prenons l'exemple d'un circuit résidentiel de 20 ampères :
- 3 conducteurs THHN de calibre 12 AWG (phase, neutre, phase commutée)
- 1 x 10 AWG nu à la terre
De nombreux électriciens consultent le tableau de remplissage, voient « 8 fils maximum pour du calibre 12 AWG dans une gaine de 1/2 pouce » et pensent que tout est en ordre. Or, la section de terre nue du câble 10 AWG est de 0.0066 pouce carré. Il faut donc la prendre en compte.
Le calcul :
- 3 x 12 AWG THHN = 3 x 0.0133 = 0.0399 po²
- 1 x 10 AWG nu = 0.0066 po²
- Total = 0.0465 po²
- Surface intérieure d'un tube de 1/2″ (Schedule 40) = 0.285 po²
- Pourcentage de remplissage = 0.0465 / 0.285 = 16.3 %
Cet exemple précis passe sans problème. Mais si vous ajoutez quelques circuits supplémentaires à ce même conduit sans compter les mises à la terre, vous échouerez à l'inspection.
Programme 40 ou Programme 80 : lequel choisir ?
Utiliser par défaut le modèle 40, sauf si le NEC exige spécifiquement le modèle 80.
Les deux types de conduits ont le même diamètre extérieur, ce qui rend les raccords interchangeables. La différence réside dans l'épaisseur des parois. Le conduit de type 80 possède des parois plus épaisses (0.179 mm contre 0.133 mm pour un conduit de 1 mm), ce qui se traduit par un diamètre intérieur plus petit et donc un nombre de fils plus faible.
| Taille du commerce | Annexe 40 Surface intérieure (po²) | Annexe 80 Surface intérieure (po²) | Réduction de capacité |
|---|---|---|---|
| 1/2" | 0.285 | 0.217 | 24 % de câbles en moins |
| 3/4" | 0.508 | 0.409 | 19 % de câbles en moins |
| 1 pouce | 0.832 | 0.688 | 17 % de câbles en moins |
| 1-1 / 4 " | 1.453 | 1.237 | 15 % de câbles en moins |
| 1-1 / 2 " | 1.986 | 1.711 | 14 % de câbles en moins |
| 2 pouce | 3.291 | 2.874 | 13 % de câbles en moins |
Le PVC Schedule 80 coûte de 20 à 50 % plus cher que le Schedule 40, selon le fabricant. Vous payez un surcoût pour des parois plus épaisses qui, en réalité, réduisent la capacité de câblage.
Le NEC exige la norme Schedule 80 lorsque le conduit est « susceptible de subir des dommages physiques ». Cela signifie généralement :
- Câbles apparents de moins de 8 mètres dans les environnements commerciaux/industriels
- Zones à circulation automobile
- Installations extérieures au niveau du sol
Pour les conduits installés à l'intérieur des murs, au-dessus des plafonds ou dans d'autres endroits protégés, le calibre 40 est le choix approprié. Surdimensionner le calibre 80 représente un gaspillage d'argent et réduit la capacité de câblage sans aucun avantage.
Qu’est-ce que l’exception de remplissage à 60 % pour les raccords de conduit ?
Les raccords de conduit de 24 pouces ou moins peuvent être remplis à 60 % au lieu de 40 %.
Le NEC stipule : « Lorsque des raccords de conduits ou de tubes d'une longueur maximale ne dépassant pas 24 pouces sont installés entre des boîtes, des armoires et des enceintes similaires, il est permis de remplir les raccords jusqu'à 60 % de leur section transversale totale. »
Le NEC 2023 a clarifié un détail importantLa mesure de 24 pouces ne comprend pas les connecteurs. Il s'agit uniquement de la longueur du corps du conduit.
Cette exception s'explique par le fait que les câbles courts ne présentent pas les mêmes difficultés de tirage que les câbles longs. Il n'y a pas d'accumulation de frottement sur la distance, et la dissipation de la chaleur est moins critique sur de si courtes longueurs.
Les applications pratiques incluent :
- Raccordements entre panneaux dans les locaux électriques
- Des bouts de boîtes de sol
- Connexions courtes entre boîtes de jonction
Utilisez cette exception à bon escient, et non pour insérer un fil supplémentaire. Le remplissage à 60 % reste une limite maximale, et forcer les conducteurs dans les raccords complique les terminaisons.
Faut-il réduire l'ampérage admissible pour plusieurs conducteurs ?
Oui – et cette exigence surprend de nombreux électriciens qui se concentrent uniquement sur les calculs de remplissage.
Lorsqu'un conduit contient plus de trois conducteurs transportant du courant, l'ampérage admissible de chaque conducteur doit être réduit conformément à la norme NEC 310.15(B)(3)(a) :
| Nombre de conducteurs porteurs de courant | Réglage de l'ampérage |
|---|---|
| 4-6 | 80 % de l'ampérage nominal |
| 7-9 | 70 % de l'ampérage nominal |
| 10-20 | 50 % de l'ampérage nominal |
| 21-30 | 45 % de l'ampérage nominal |
L'expression clé est « conducteurs parcourus par un courant ». Les conducteurs de mise à la terre des équipements ne sont PAS pris en compte dans ce calcul de réduction de puissance, même s'ils le sont pour les calculs de remplissage. Les conducteurs neutres qui ne transportent que du courant non équilibré ne sont pas non plus pris en compte.
Cela engendre une erreur fréquente. Un électricien calcule le taux de remplissage des conduits, vérifie la conformité à la règle des 40 % et installe les conducteurs. Or, avec 10 circuits partageant un même conduit, chaque fil ne peut supporter que 50 % de son ampérage nominal. L'installation respecte les exigences de remplissage, mais celles d'ampérage.
Pour les installations de conduits à haute densité, vérifiez à la fois le remplissage ET l'ampérage admissible avant de dimensionner les conducteurs et les conduits.
Comment calculer le remplissage d'un conduit étape par étape
Lorsque vous utilisez des fils de diamètres différents ou que vous devez vérifier le remplissage manuellement, utilisez cette méthode de calcul :
Étape 1 : Trouver les zones conductrices
Utilisez le chapitre 9, tableau 5 du NEC pour les conducteurs isolés. Valeurs THHN/THWN courantes :
| Taille de fil | Superficie (po²) |
|---|---|
| 14 AWG | 0.0097 |
| 12 AWG | 0.0133 |
| 10 AWG | 0.0211 |
| 8 AWG | 0.0366 |
| 6 AWG | 0.0507 |
| 4 AWG | 0.0824 |
Étape 2 : Trouver la zone interne du conduit
Utilisez le chapitre 9, tableau 4 du NEC pour les dimensions des conduits :
| Taille du commerce | Programme 40 (po²) | Programme 80 (po²) |
|---|---|---|
| 1/2" | 0.285 | 0.217 |
| 3/4" | 0.508 | 0.409 |
| 1 pouce | 0.832 | 0.688 |
| 1-1 / 4 " | 1.453 | 1.237 |
| 1-1 / 2 " | 1.986 | 1.711 |
| 2 pouce | 3.291 | 2.874 |
Étape 3 : Calculer le pourcentage de remplissage
Pourcentage de remplissage = (Surface totale du conducteur / Surface interne du conduit) x 100
Étape 4 : Comparer aux limites du NEC
Pour trois conducteurs ou plus, le résultat doit être de 40 % ou moins (60 % pour les embouts).
Exemple de calcul :
Installation de 4 câbles THHN de calibre 10 AWG + 2 câbles THHN de calibre 12 AWG + 1 câble de terre nu de calibre 10 AWG dans un tube PVC de 3/4″ Schedule 40 :
- 4 x 10 AWG THHN = 4 x 0.0211 = 0.0844 po²
- 2 x 12 AWG THHN = 2 x 0.0133 = 0.0266 po²
- 1 x 10 AWG nu = 0.0066 po²
- Surface totale du conducteur = 0.1176 po²
- Surface intérieure d'un tube de 3/4″ (Schedule 40) = 0.508 po²
- Pourcentage de remplissage = 0.1176 / 0.508 = 23.1 %
Cette installation est conforme aux exigences de remplissage du NEC.
Erreurs courantes de remplissage des conduits entraînant un échec à l'inspection
Outre le problème du fil de terre évoqué précédemment, plusieurs autres erreurs entraînent des échecs aux inspections :
Utiliser du PVC pour la plomberie au lieu du PVC pour l'électricité. Les désignations des conduits de plomberie (Schedule 40, Schedule 80) utilisent les mêmes noms que les conduits électriques, mais le PVC de plomberie n'est pas homologué pour un usage électrique. Les dimensions internes diffèrent également légèrement. Utilisez uniquement des conduits en PVC fabriqués et homologués pour les applications électriques.
Oublier la réduction de l'ampérage. Comme indiqué précédemment, la conformité du remplissage ne garantit pas la conformité de l'ampérage. Veuillez vérifier les deux exigences.
Trop de virages. Le NEC limite le cintrage total à 360 degrés (soit quatre coudes à 90 degrés) entre les points de traction. Au-delà de cette limite, le tirage des câbles devient quasiment impossible ; même en s’en approchant avec des taux de remplissage élevés, l’installation se heurte à de sérieuses difficultés.
Remplissage au maximum. Ce n'est pas parce qu'il est possible de remplir à 40 % qu'il faut le faire. Les électriciens expérimentés visent un remplissage de 60 à 70 % du maximum autorisé (soit 24 à 28 % de remplissage réel). Cela permet d'effectuer des ajouts ultérieurs et facilite grandement le passage des câbles.
Un conduit rempli à 25 % se tire facilement. Le même conduit rempli à 38 % devient difficile à manipuler – techniquement conforme, mais en pratique pénible. Prévoyez une marge de sécurité.
Prêt à planifier votre installation ?
Plusieurs calculateurs en ligne peuvent vérifier vos calculs de remplissage des conduits :
- Calculateur de remplissage de conduits Southwire
- Calculateur de câble national de Nassau
- Calculateur de remplissage de conduit Belden
Pour les installations complexes comportant différents types de conducteurs, plusieurs conduits ou des exigences de routage inhabituelles, consultez un ingénieur électricien agréé afin de garantir que les exigences de remplissage et d'ampérage soient respectées dans l'ensemble du système.