Relais thermique : fonctionnement, réglage et protection du moteur électrique

Un moteur de pompe immergée qui déclenche son protecteur toutes les heures, un compresseur d’atelier qui chauffe et coupe, un ventilateur industriel qui claque sa sécurité au démarrage : derrière chacun de ces incidents se cache un relais thermique mal réglé, sous-dimensionné, ou, plus grave, absent du tableau de commande. Cet appareil discret, vissé sous le contacteur, surveille l’intensité absorbée par le moteur et le coupe avant que les enroulements ne grillent. Mal compris, il génère des arrêts intempestifs ; mal calibré, il laisse passer la surcharge qui détruit le bobinage en quelques minutes. Ce guide détaille le fonctionnement à bilames, la lecture de la plaque signalétique, le calcul de l’intensité de réglage, la classe de déclenchement adaptée, et les vérifications à mener quand un déclenchement répétitif inquiète.

Qu’est-ce qu’un relais thermique et à quoi sert-il ?

Définition simple du relais thermique

Un relais thermique est un appareil de protection électrique qui surveille l’intensité absorbée par un moteur et coupe son alimentation en cas de surcharge prolongée. Il s’installe directement sous un contacteur, dans le circuit de puissance, et agit indirectement sur le contacteur via un contact auxiliaire dans le circuit de commande. Quand l’intensité dépasse durablement la valeur de réglage, des bilames internes (deux lames métalliques de coefficients de dilatation différents) se courbent sous l’effet de l’échauffement et déclenchent un mécanisme à ressort qui ouvre le contact 95-96 du circuit de commande. Le contacteur perd son alimentation bobine et coupe à son tour le moteur. Le relais thermique protège le moteur contre les échauffements anormaux des enroulements, qui détruiraient le bobinage en quelques minutes en l’absence de coupure.

Quel moteur électrique faut-il protéger ?

Tout moteur asynchrone triphasé en service industriel ou tertiaire doit être protégé par un relais thermique : pompes immergées, surpresseurs, compresseurs, ventilateurs, broyeurs, malaxeurs, agitateurs, convoyeurs. La règle s’applique aussi aux moteurs monophasés en exploitation continue (au-delà de quelques minutes par cycle). Les petits moteurs domestiques de quelques centaines de watts sont souvent équipés d’un protecteur thermique intégré (klixon dans le bobinage) qui dispense d’un relais externe ; pour les puissances supérieures à 0,75 kW environ et toutes les applications industrielles, le relais thermique externe reste la norme. Les moteurs à courant continu et les moteurs spéciaux (pas-à-pas, brushless) utilisent d’autres dispositifs.

Ce que le relais thermique protège… et ce qu’il ne protège pas

Le relais thermique protège contre les surintensités lentes : surcharge mécanique, baisse de tension, perte de phase, démarrages trop fréquents, environnement chaud qui réduit le pouvoir de refroidissement. Sa courbe de déclenchement est dite « inverse » : plus l’intensité est élevée, plus le déclenchement est rapide. Il NE protège PAS contre les courts-circuits (intensités très élevées en quelques millisecondes), cette protection est assurée par les fusibles aM ou par le déclencheur magnétique d’un disjoncteur moteur. Il ne protège pas non plus contre la surchauffe d’origine externe (incendie, défaut de ventilation soudain) si l’intensité ne change pas. La complémentarité fusible + relais thermique + contacteur (ou disjoncteur moteur seul) forme la chaîne de protection complète d’un moteur.

Comment fonctionne un relais thermique à bilames ?

Le rôle des bilames dans le déclenchement

À l’intérieur du relais thermique se trouvent trois bilames (un par phase), chacun étant un assemblage soudé de deux lames métalliques de coefficients de dilatation différents, typiquement laiton et invar, ou cuivre et un alliage à faible dilatation. Le courant traverse une résistance chauffante enroulée autour du bilame ou directement le bilame s’il sert de conducteur. L’échauffement par effet Joule provoque une dilatation différentielle des deux lames, ce qui courbe l’ensemble. La courbure progresse au fur et à mesure que le courant chauffe les bilames. Lorsque la déformation atteint un seuil mécanique (réglé par la vis de réglage qui ajuste la distance avec le mécanisme de déclenchement), un cliquet libère un ressort qui ouvre brutalement le contact NF (95-96) du circuit de commande.

Pourquoi l’échauffement dépend du courant et du temps

L’énergie dissipée par effet Joule dans une résistance électrique vaut P = R × I². L’échauffement est donc proportionnel au carré de l’intensité. À 1,2 fois l’intensité nominale (Ie), l’échauffement est 1,44 fois supérieur au régime nominal ; à 1,5 fois, il est 2,25 fois supérieur ; à 6 fois (courant de démarrage typique), il est 36 fois supérieur. La constante de temps thermique du moteur (10 à 60 minutes selon la masse) protège contre les courts pics ; la courbe « inverse-temps » du relais thermique reproduit cette physique : surcharge légère = déclenchement long, surcharge forte = déclenchement rapide. Un relais classe 10 déclenche en moins de 10 secondes à 6 × Ie ; un classe 30 tolère cette même surcharge jusqu’à 30 secondes pour permettre un démarrage long.

Action sur le circuit de commande et lien avec le contacteur

Le relais thermique ne coupe jamais directement le courant moteur, il agit toujours via le contacteur. Le câblage typique : phases L1, L2, L3 entrent dans le contacteur, sortent vers les bornes 1, 3, 5 du relais thermique, puis vers le moteur via les bornes 2, 4, 6. Le circuit de commande (alimentation 230 V ou 24 V CC selon le type de bobine) traverse le contact NF 95-96 du relais thermique avant d’alimenter la bobine A1-A2 du contacteur. En cas de déclenchement thermique, l’ouverture du 95-96 désalimente la bobine, le contacteur lâche, le moteur s’arrête. Le contact NO 97-98 du relais thermique peut piloter une signalisation déportée (voyant rouge, alarme).

Schéma de principe recommandé : puissance vs commande

Distinguer toujours les deux circuits sur le schéma. Le circuit de puissance (en gros conducteurs, calibre adapté à l’intensité du moteur, généralement 1,5 à 50 mm² selon la taille) traverse fusibles aM puis contacteur puis relais thermique puis moteur. Le circuit de commande (en petits conducteurs 1,5 mm² typiquement, alimenté par un transformateur 230/24 V ou directement en 230 V) traverse l’arrêt d’urgence, le bouton marche, le contact d’auto-maintien, et le contact NF 95-96 du relais thermique avant la bobine du contacteur. Les bornes auxiliaires sont identifiées par des numéros à deux chiffres ; les bornes de puissance par des numéros simples ou des lettres L1/L2/L3 et T1/T2/T3.

Relais thermique, contacteur et circuit électrique : comment l’ensemble fonctionne ?

Le rôle du contacteur dans la coupure du moteur

Le contacteur est l’organe de manœuvre principal : c’est lui qui établit ou coupe le circuit de puissance en réponse à une commande extérieure (bouton marche, automate, sonde, pressostat, relais thermique). Il est dimensionné par sa catégorie d’emploi (AC-3 pour les moteurs à cage, AC-1 pour les charges résistives) et son courant nominal (10 A, 16 A, 25 A, 40 A, 65 A, etc.). La bobine peut être 230 V AC monophasé, 400 V AC triphasé, 24 V DC pour les automates, voire 110 V AC. Quand l’alimentation de la bobine est coupée (arrêt manuel, déclenchement thermique, perte de tension), un ressort ramène les contacts en position ouverte et le moteur s’arrête.

Circuit de puissance et circuit de commande : quelle différence ?

Le circuit de puissance véhicule l’énergie qui alimente le moteur : tension 230 V monophasé ou 400 V triphasé, intensité de quelques ampères à plusieurs centaines, conducteurs de section adaptée. Le circuit de commande véhicule des signaux logiques de pilotage : intensité faible (≤ 1 A), tension réduite ou identique au réseau, conducteurs fins. La séparation physique des deux circuits sur le tableau de commande, avec borniers distincts et chemins de câbles séparés, améliore la sécurité de maintenance et la lisibilité du diagnostic. Un opérateur peut intervenir sur le circuit de commande après consignation, sans avoir à déshabiller toute l’installation de puissance.

Compatibilité entre relais thermique, contacteur et gamme

Le relais thermique se monte directement sous le contacteur via un système d’embase mécanique propre à chaque gamme constructeur. Schneider Electric (gammes LRD, TeSys), Siemens (gammes 3RU, 3UF), ABB (TF42, T16), Legrand, Eaton, Hager, chaque fabricant a sa logique de compatibilité. Un LRD06 Schneider se monte sous un LC1D Schneider, mais pas sous un Siemens 3RT. Toujours respecter la même marque et vérifier que la gamme du contacteur (puissance/calibre) accepte la plage du relais thermique. Le code référence donne la plage d’intensité réglable (par exemple LRD06 = 1 à 1,6 A, LRD16 = 9 à 13 A, LRD32 = 23 à 32 A).

Pourquoi un relais thermique déclenche-t-il ? Les causes les plus fréquentes

Surcharge mécanique, rotor freiné ou couple excessif

La cause la plus fréquente sur le terrain. Un roulement grippé, une roue de pompe coincée par un débris, un compresseur soumis à une contre-pression excessive, un convoyeur surchargé : la résistance mécanique augmente, le moteur appelle plus de courant pour fournir le couple supplémentaire, l’intensité dépasse la valeur de réglage et le relais finit par déclencher. Diagnostic : démonter et inspecter la partie mécanique (roulements, palier, organe de transmission) ; mesurer l’intensité absorbée à vide pour valider que le moteur seul est sain ; comparer l’intensité en charge à la valeur nominale plaque pour quantifier la surcharge.

Défaut d’alimentation, baisse de tension ou perte de phase

Une baisse de tension du réseau (sous-dimensionnement de la ligne, fluctuations en bout de réseau rural, démarrage simultané de plusieurs gros moteurs) fait appeler plus de courant au moteur pour fournir la même puissance, P = U × I × √3 × cos φ, donc déclenchement thermique. Une perte de phase sur réseau triphasé met le moteur en monophasé : il continue à tourner mais avec une intensité doublée sur les deux phases restantes, ce qui le grille en quelques minutes si le relais thermique n’intervient pas. La Bibliothèque de la maintenance (bibiomaint.com) cite la baisse de tension du réseau et le fonctionnement sur deux phases parmi les causes typiques de déclenchement thermique.

Démarrage trop long, trop fréquent ou difficile

Le courant de démarrage d’un moteur à cage est typiquement 5 à 7 fois le courant nominal pendant 0,5 à 5 secondes selon l’inertie de la charge. Sur une charge à forte inertie (ventilateur d’extraction, broyeur, compresseur), le démarrage peut s’allonger à 10-15 secondes, un relais classe 10 déclenche alors prématurément. Un démarrage trop fréquent (cycle marche-arrêt court, par exemple un surpresseur défaillant qui claque toutes les 30 secondes) cumule les pics d’intensité de démarrage, élève la température moyenne du moteur et finit par déclencher le relais. La Bibliothèque de la maintenance mentionne le démarrage trop fréquent comme cause classique.

Température ambiante et environnement défavorable

Le relais thermique est sensible à la température ambiante : son déclenchement est étalonné pour 20 °C (parfois 40 °C selon le constructeur). Au-delà, ses bilames sont déjà partiellement chauffés, donc déclenchent à un courant inférieur à la valeur de réglage. Inversement, à 0 °C ou -10 °C en local non chauffé, il déclenche à un courant supérieur. Pour les armoires d’extérieur exposées au soleil ou les machines en zone chaude (atelier de fonderie, séchoir), choisir un relais à compensation de température ambiante (intégré sur les modèles haut de gamme) ou ajuster la valeur de réglage selon l’écart à 20 °C. Pour les moteurs autoventilés, une ventilation insuffisante de l’enceinte moteur produit le même effet que la surcharge.

Cas typiques sur pompes, compresseurs et ventilateurs

Sur une pompe de relevage, le déclenchement est souvent dû à un colmatage de la roue par des fibres ou des déchets, ou à un blocage du rotor par un corps étranger. Sur un compresseur d’air, le déclenchement signe en général une charge trop élevée (réservoir saturé, fuite réseau aval qui maintient le compresseur en charge), un encrassement du filtre d’aspiration, ou un problème mécanique interne (clapet refoulement coincé). Sur un ventilateur, la cause typique est l’encrassement des pales ou de la grille (modification de l’aérodynamique qui augmente la puissance demandée), ou le surdébit lié à un changement de configuration aval (porte ouverte, conduite cassée).

Classes de déclenchement : comment choisir entre classe 10, 20 ou 30 ?

À quoi correspond une classe de déclenchement ?

La classe de déclenchement définit le temps maximal au bout duquel le relais doit déclencher pour un courant de 7,2 fois la valeur de réglage (courant typique de démarrage). Les classes normalisées CEI 60947-4-1 sont : classe 10A (≤ 2 s), classe 10 (≤ 10 s), classe 20 (≤ 20 s), classe 30 (≤ 30 s). La classe 10 est la plus répandue, adaptée à 80 % des applications standard. Plus la classe est élevée, plus le relais tolère un démarrage long sans déclencher prématurément, mais moins il protège vite contre une surcharge en service. Le choix se fait en fonction de l’inertie de la charge et de la durée typique de démarrage.

Quelle classe pour un moteur à démarrage normal ?

Pour un moteur à démarrage normal (charge légère, inertie faible), pompe centrifuge sur réseau d’eau, ventilateur de petite taille, machine-outil, la classe 10 est le standard. Le démarrage dure moins de 5 secondes, le relais classe 10 (déclenchement ≤ 10 s à 7,2 × Ie) couvre largement le pic sans déclencher. C’est le choix par défaut quand aucune contrainte particulière n’oriente vers une autre classe.

Quelle classe pour un démarrage difficile ou une forte inertie ?

Pour les charges à forte inertie (gros ventilateurs, broyeurs, compresseurs à pistons, centrifugeuses), le démarrage peut durer 10 à 25 secondes. Une classe 10 déclencherait pendant le démarrage normal, fausse alarme. Choisir une classe 20 pour les démarrages de 10 à 18 secondes, une classe 30 pour les démarrages au-delà. Attention : une classe trop élevée tolère aussi des surcharges plus longues en service, ce qui peut endommager le moteur. Toujours dimensionner au juste minimum nécessaire au démarrage prévu.

Comment dimensionner et régler un relais thermique ?

Lire la plaque signalétique du moteur

La plaque signalétique du moteur, vissée ou rivée sur la carcasse, donne toutes les informations nécessaires au dimensionnement. Identifiants critiques : tension nominale (par exemple 400 V Δ / 230 V Y pour un moteur triphasé démarrage étoile-triangle), courant nominal (Ie en ampères pour chaque tension), puissance nominale en kW, vitesse nominale en tr/min, facteur de puissance cos φ, classe d’isolation (B, F, H), service nominal (S1 service continu, S3 intermittent). Le courant de réglage du relais thermique sera basé sur le courant nominal Ie correspondant à la tension réelle d’alimentation et au mode de couplage du moteur (étoile ou triangle).

Déterminer l’intensité nominale et la plage de réglage

La règle générale : régler le relais thermique sur la valeur du courant nominal Ie indiqué sur la plaque, sans majoration. Le relais doit être choisi avec une plage qui inclut Ie de préférence en milieu de plage (par exemple, pour un moteur 8 A, choisir un LRD16 plage 9-13 A serait trop haut, choisir un LRD12 plage 5-8 A serait trop juste, choisir un LRD14 plage 7-10 A est idéal). Si Ie tombe en milieu de plage, on dispose d’une marge d’ajustement fin selon les conditions réelles. Évite de mettre la valeur de réglage en bord de plage où la précision se dégrade.

Tenir compte de la puissance, du démarrage et de l’environnement

Au-delà du courant nominal, trois paramètres affinent le réglage. Le service du moteur : pour un service continu (S1), régler à 100 % de Ie ; pour un service intermittent (S3) avec démarrages fréquents, vérifier la classe et éventuellement majorer de 5 % pour éviter les fausses alarmes. La température ambiante : à 40 °C ambiant, certains constructeurs indiquent un facteur de correction de 0,9 (régler à 90 % de Ie pour conserver la même protection effective). L’altitude au-delà de 1 000 m : facteur de déclassement à appliquer selon les notices constructeur. Le service alternance étoile-triangle peut imposer des relais spécifiques placés dans les phases du moteur après les contacts du contacteur étoile.

Exemple concret de réglage d’un relais thermique moteur

Cas pratique : pompe centrifuge 4 kW triphasée 400 V, plaque signalétique Ie = 8,3 A, démarrage direct, ambiance 25 °C, service continu. Choisir un contacteur AC-3 16 A minimum (LC1D09 Schneider ou équivalent). Choisir un relais thermique compatible plage incluant 8,3 A : LRD14 (plage 7-10 A) ou LRD16 (plage 9-13 A). LRD14 est mieux centré. Régler la molette sur 8,3 A. Classe 10 par défaut. Câbler en respectant le sens de passage des phases (de haut en bas typiquement) et brancher le 95-96 dans le circuit bobine. Vérifier au démarrage que l’intensité absorbée pic ne dépasse pas 7 × 8,3 = 58 A pendant plus de 5 secondes.

Erreurs fréquentes de réglage à éviter

• Régler trop haut « pour éviter les déclenchements » : le moteur n’est plus protégé, risque de grillage des enroulements en cas de surcharge réelle.
• Régler trop bas par excès de précaution : déclenchements intempestifs au démarrage, immobilisation de l’installation.
• Ne pas tenir compte du couplage : pour un moteur 230/400 V monté en triangle sur 400 V, le courant nominal n’est pas celui de l’étoile sur 400 V, relire la plaque attentivement.
• Réutiliser un ancien relais sans recalibrer : les bilames vieillissent, la précision se dégrade après 10-15 ans d’usage.
• Confondre courant moteur et courant contacteur : le contacteur est dimensionné en ampères (catégorie AC-3), c’est sa marge ; le réglage du relais se fait sur la valeur Ie du moteur.

Comment choisir la bonne gamme et la bonne référence ?

Vérifier la compatibilité avec le contacteur

Le couple contacteur + relais thermique est rarement universel. Schneider TeSys D : LRD se monte sous LC1D. Schneider TeSys F : LRD3 sous LC1F. Siemens 3RU2 sous 3RT2. ABB TF42 sous AF09 ou AF12. Les compatibilités sont indiquées dans les catalogues constructeur. Mélanger des marques peut fonctionner mécaniquement (entraxes proches) mais expose à des défauts de montage et peut annuler les certifications de l’ensemble. Toujours rester dans la même gamme pour un montage normalisé.

Choisir selon la plage d’intensité et la classe

Référence Schneider TeSys D	Plage de réglage	Contacteur compatible	Usage typique
LRD06	1 à 1,6 A	LC1D09 à D38	Petit moteur 0,37 à 0,55 kW
LRD10	4 à 6 A	LC1D09 à D38	Pompe ou ventilateur 1,5 à 2,2 kW
LRD14	7 à 10 A	LC1D09 à D38	Pompe 3 à 4 kW
LRD21	12 à 18 A	LC1D18 à D38	Compresseur 5,5 à 7,5 kW
LRD32	23 à 32 A	LC1D32 à D40	Pompe ou ventilateur 11 à 15 kW
LRD3361	55 à 70 A	LC1D80 à D95	Compresseur ou broyeur 30 kW

Construire un tableau de sélection par référence

La méthode rapide en quatre questions : quel courant nominal moteur (Ie en A) ? Quelle classe de déclenchement (10, 20, 30 selon la durée de démarrage) ? Quelle marque de contacteur déjà installée (Schneider, Siemens, ABB…) ? Quelle plage d’intensité encadre le mieux Ie ? Le croisement de ces quatre critères dans le catalogue constructeur donne la référence unique. Pour un projet neuf, sélectionner directement un ensemble pré-coordonné par le fabricant, la garantie de protection contre les courts-circuits jusqu’à un certain niveau est associée à cet ensemble normalisé.

Installation, câblage, test et réarmement du relais thermique

Bonnes pratiques d’installation

Le relais thermique se monte directement sous le contacteur via le système de fixation propre à la gamme : clip à ressort, vis traversantes, ou rail DIN selon le format. Respecter le sens de passage du courant : entrée par L1/L2/L3 en haut, sortie vers le moteur par T1/T2/T3 en bas. Connecter les conducteurs au bon couple de serrage indiqué par le constructeur (typiquement 0,5 à 4 Nm selon la section). L’environnement de l’armoire doit être dans la plage de température admissible (souvent -25 à +60 °C). Pour les armoires extérieures ou en zone chaude, prévoir une ventilation forcée ou un climatiseur.

Principe de câblage avec le contacteur

Le câblage type d’un démarrage direct simple : alimentation triphasée → fusibles aM (protection courts-circuits) → bornes L1, L2, L3 du contacteur → bornes 1, 3, 5 du relais thermique → bornes 2, 4, 6 du relais thermique → bornes T1, T2, T3 vers le moteur. Pour le circuit de commande : phase ou 24 V → arrêt d’urgence → bouton arrêt → bouton marche en parallèle avec contact d’auto-maintien 13-14 du contacteur → contact NF 95-96 du relais thermique → bobine A1-A2 du contacteur → neutre. Le contact NO 97-98 du relais peut piloter une signalisation déportée.

Comment tester le fonctionnement et le déclenchement

Test de déclenchement manuel : la plupart des relais thermiques disposent d’un bouton « Test » qui simule mécaniquement le déclenchement par poussée, le contact 95-96 s’ouvre, le contacteur lâche, le moteur s’arrête, le voyant rouge ou drapeau d’état apparaît. Test fonctionnel par mesure : pince ampèremétrique sur une phase moteur en service, comparer l’intensité réelle à la valeur de réglage, observer le déclenchement après quelques minutes si on force la surcharge artificielle (réduction de la tension ou ajout de charge). Test sans démontage : appuyer sur la touche « test » mensuellement pour vérifier que le mécanisme reste libre.

Réarmement manuel ou automatique : que choisir ?

Le réarmement manuel oblige un opérateur à appuyer sur un bouton (« Reset » sur le relais lui-même ou bouton déporté en façade d’armoire) pour réenclencher le contact 95-96 après un déclenchement. Avantage : l’incident est obligatoirement constaté et diagnostiqué avant relance. Inconvénient : nécessite la présence humaine, peut allonger l’arrêt d’une installation à process critique. Le réarmement automatique réenclenche le contact dès que les bilames ont refroidi (1 à 5 minutes), ce qui relance le moteur sans intervention. Il est interdit pour les moteurs commandés à distance dont un redémarrage spontané poserait risque (machine non gardée). En général, préférer le réarmement manuel par défaut.

Diagnostic et dépannage : que faire quand le relais thermique déclenche ?

Vérifier le réglage et l’intensité réelle

Première vérification : le réglage est-il cohérent avec la plaque moteur ? Comparer la molette du relais à la valeur Ie. Mesurer l’intensité réelle à la pince ampèremétrique sur les trois phases moteur en fonctionnement nominal. Si l’intensité dépasse la valeur de réglage, c’est une surcharge réelle à investiguer côté charge mécanique ou alimentation. Si l’intensité est inférieure mais le relais déclenche quand même, le relais lui-même peut être défaillant (vieillissement, choc, contact interne dégradé), remplacement par un modèle identique.

Contrôler l’alimentation et l’équilibrage des phases

Mesurer la tension entre phases (L1-L2, L2-L3, L1-L3), elles doivent être égales à ±2 % près. Un déséquilibre de tension supérieur à 5 % crée un déséquilibre de courant 6 à 10 fois supérieur dans le moteur, ce qui le surcharge fortement. Vérifier la continuité des fusibles aM : un fusible fondu provoque la perte d’une phase, le moteur tourne en monophasé et appelle 1,7 fois plus de courant sur les deux phases restantes. Vérifier les serrages des bornes : un mauvais contact crée une chute de tension localisée et un échauffement.

Rechercher une surcharge mécanique ou un blocage

Désaccoupler la charge mécanique de l’arbre moteur (déposer la courroie de transmission, déconnecter le pompe de son arbre, libérer le ventilateur). Démarrer le moteur seul et mesurer l’intensité à vide : elle doit valoir 25 à 40 % de la valeur nominale plaque pour un moteur sain. Si l’intensité à vide est anormalement élevée, le moteur lui-même a un problème (roulements grippés, défaut entrefer, déséquilibre rotor). Si l’intensité à vide est correcte mais devient excessive en charge, c’est la partie entraînée qui est en cause : pompe colmatée, compresseur en surcharge, ventilateur freiné par dépôts.

Quand suspecter les enroulements du moteur ?

Les défauts d’enroulement (court-circuit entre spires, fuite à la masse, déséquilibre entre phases) augmentent l’intensité absorbée et provoquent des déclenchements thermiques même à charge normale. Tests : mesure de la résistance d’isolement entre chaque phase et la masse (mégohmmètre 500 V CC, valeur attendue >100 MΩ ; sous 1 MΩ, défaut isolement à diagnostiquer ; sous 0,1 MΩ, fuite franche à réparer). Mesure de la résistance ohmique entre phases : les trois valeurs doivent être identiques à ±5 % près. En cas de déséquilibre supérieur à 10 %, court-circuit entre spires probable, intervention électricien moteur.

Relais thermique, disjoncteur moteur, fusibles, relais électronique : quelles différences ?

Le relais thermique face au disjoncteur moteur

Le disjoncteur moteur (modèle GV2 Schneider, 3RV Siemens, MS165 ABB) intègre dans un seul appareil les trois fonctions : déclencheur thermique pour les surcharges, déclencheur magnétique pour les courts-circuits, sectionnement avec coupure visible. Il remplace donc l’ensemble fusibles + relais thermique pour les petites puissances. Avantages : montage compact, économie d’espace dans l’armoire, raccordement simplifié. Inconvénients : moins flexible (la classe de déclenchement est figée par modèle), coût plus élevé qu’un fusible + relais séparés au-delà de 30 kW. La règle terrain : disjoncteur moteur jusqu’à 22 kW environ, ensemble fusibles + contacteur + relais thermique pour les puissances supérieures.

Le rôle complémentaire des fusibles

Les fusibles « accompagnement moteur » de type aM protègent uniquement contre les courts-circuits (intensités très élevées) et tolèrent largement les pointes de démarrage. Leur calibre est dimensionné selon le courant nominal moteur et la classe (typiquement 1,6 à 4 fois Ie selon les tables constructeur). Ils ne protègent pas contre les surcharges, c’est le rôle du relais thermique placé en aval. La cohérence de l’ensemble est garantie par les coordonnées de protection « type 1 » ou « type 2 » fournies par le constructeur.

Quand préférer un relais électronique ?

Les relais thermiques électroniques (LRD3 électronique Schneider, 3RB30 Siemens) intègrent un microcontrôleur qui simule la courbe thermique d’un moteur réel et compense la température ambiante. Avantages : précision supérieure (5-10 % contre 15-20 % pour le bilame mécanique), absence de dérive avec l’âge, fonctionnalités étendues (signalisation déportée, communication bus de terrain Modbus/Profibus, journal d’événements), plage d’intensité plus étendue. Le surcoût est de 30-80 % par rapport à un bilame mécanique équivalent. Justifié pour les installations critiques, les machines connectées à un système de supervision, ou les cas où la précision de protection est primordiale.

FAQ sur le relais thermique

Comment régler un relais thermique sur un moteur ?

Lire le courant nominal Ie sur la plaque signalétique du moteur (en tenant compte de la tension réelle et du couplage), choisir un relais dont la plage encadre Ie en milieu de plage, régler la molette sur la valeur Ie. Pour service continu en ambiance 20-25 °C, pas de majoration. Pour ambiance chaude (>40 °C) ou démarrage long, ajuster selon les abaques du constructeur.

Pourquoi le relais thermique déclenche-t-il au démarrage ?

Trois causes : classe de déclenchement trop basse pour un démarrage long (passer de classe 10 à 20 ou 30), réglage trop bas (régler exactement sur Ie plaque, pas en dessous), ou démarrage anormalement long dû à une charge mécanique freinée (vérifier la cinématique). Un démarrage classique dure 2 à 5 secondes ; au-delà de 10 secondes, suspecter une charge anormale.

Le relais thermique protège-t-il contre les courts-circuits ?

Non. Le relais thermique protège uniquement contre les surcharges lentes (intensités modérément supérieures à la valeur nominale, sur des durées de quelques secondes à quelques minutes). Les courts-circuits (intensités très élevées en quelques millisecondes) sont coupés par les fusibles aM en amont, ou par le déclencheur magnétique d’un disjoncteur moteur intégré.

Quelle classe choisir pour un compresseur ou un ventilateur ?

Les compresseurs à pistons et les gros ventilateurs ont un démarrage long en raison de leur inertie : choisir classe 20 voire 30 selon la durée. Mesurer le temps réel de démarrage à la pince ampèremétrique (la pointe d’intensité revient à valeur nominale en X secondes) et choisir la classe juste au-dessus. Surdimensionner la classe augmente la tolérance aux surcharges en service, ce qui peut endommager le moteur, ne pas exagérer.

Comment vérifier la compatibilité avec un contacteur ?

Consulter le catalogue du constructeur du contacteur : chaque famille (LC1D Schneider, 3RT Siemens, AF ABB, etc.) a sa gamme de relais thermiques compatibles avec les références associées. Mécaniquement, le relais doit clipser ou se visser exactement sous le contacteur. Électriquement, les bornes T1/T2/T3 sortie contacteur correspondent aux bornes 1/3/5 entrée relais thermique. Mêmes marques, même gamme : c’est la règle.

Sources, tableaux pratiques et éléments visuels à intégrer

Sources factuelles à citer dans l’article

Les données techniques de cet article s’appuient sur la norme CEI 60947-4-1 (appareils de connexion et de coupure basse tension), les notices fabricants Schneider Electric (TeSys D et TeSys F), Siemens (3RU2 et 3RB30) et ABB (TF42, T16). Les causes de déclenchement sont synthétisées d’après la Bibliothèque de la maintenance (bibiomaint.com), notamment les rubriques baisse de tension du réseau, fonctionnement sur deux phases et démarrage trop fréquent. Les classes de déclenchement et leur durée sont issues de la norme CEI précitée.

Tableaux SEO utiles pour le lecteur

Le tableau de sélection rapide par puissance moteur, intensité nominale et référence relais permet à un installateur de choisir directement la bonne pièce sans consulter dix pages de catalogue. Le tableau des classes (10, 20, 30) avec leur usage typique (démarrage normal, démarrage long, démarrage très long) facilite la décision selon l’application. Le tableau des causes de déclenchement courantes avec leur diagnostic et leur action corrective sert de guide de dépannage rapide pour la maintenance.

Schémas et visuels recommandés

Trois éléments visuels améliorent la compréhension. Premier : un schéma de principe différenciant clairement le circuit de puissance (en gros traits, avec L1/L2/L3) et le circuit de commande (en traits fins, avec les contacts auxiliaires 95-96, 13-14, A1-A2). Deuxième : une vue éclatée du relais thermique montrant les bilames, la résistance chauffante, le mécanisme de déclenchement à ressort, le contact de sortie. Troisième : la courbe de déclenchement « inverse-temps » comparant les classes 10, 20 et 30 sur un graphique I/Ie en abscisse et temps en ordonnée.