effet de proximité

L'effet de proximité se produit lorsque le courant alternatif dans un câble se concentre de manière inégale sur sa section transversale parce que les conducteurs voisins transportant du courant créent leurs propres champs magnétiques. Au lieu de se répartir uniformément, le courant se concentre vers le côté du câble le plus éloigné de ses voisins. Cette redistribution augmente la résistance effective du câble, le faisant chauffer plus que ne le prévoient les calculs de résistance nominale. L'effet devient prononcé à des fréquences plus élevées et avec des diamètres de conducteur plus grands.

Le mécanisme est électromagnétique. Chaque conducteur porteur de courant génère un champ magnétique qui repousse le courant dans les conducteurs adjacents loin de la limite partagée et vers le bord éloigné. Dans un câble d'alimentation triphasé avec trois conducteurs regroupés, le courant dans chaque conducteur de phase est poussé vers l'extérieur, laissant les faces intérieures sous-utilisées. L'effet s'intensifie lorsque les conducteurs sont plus proches les uns des autres ou lorsque plusieurs câbles sont acheminés en parallèle dans des chemins de câbles.

Impact pratique sur la distribution d'énergie

L'effet de proximité augmente l'échauffement des câbles et réduit la capacité de transport de courant (ampacity), le courant continu maximal que le câble peut transporter en toute sécurité. Un câble évalué à 200 ampères en isolation pourrait être déclassé à 160 ampères lorsqu'il est regroupé avec deux autres câbles similaires. Des normes comme la CEI 60364 et l'article 310 du NEC fournissent des facteurs de correction qui tiennent compte de la proximité lorsque les conducteurs sont groupés. L'espacement d'installation, la conception des chemins de câbles et les choix de routage affectent directement le déclassement requis sur un tronçon donné.

La séparation est le contrôle principal. L'acheminement des câbles dans des conduits séparés, leur espacement vertical dans un chemin de câbles plutôt que de les placer côte à côte, ou l'acheminement des phases à travers différents chemins de câbles réduit le couplage de proximité. Les câbles unipolaires sont plus vulnérables que les câbles multipolaires car les conducteurs d'un assemblage multipolaire sont torsadés ou équilibrés géométriquement pour minimiser l'effet. Les câbles blindés peuvent également atténuer le couplage dans une certaine mesure, bien que le blindage serve principalement au contrôle du bruit.

L'effet de proximité diffère de l'effet de peau, qui est la concentration du courant à la surface d'un seul conducteur à haute fréquence. Les deux augmentent avec la fréquence ; l'effet de proximité augmente également avec le nombre et la proximité des voisins. Dans les circuits CC, l'effet de proximité ne se produit pas car il n'y a pas de champ magnétique variable. Dans la distribution d'énergie à 50 ou 60 Hz, l'effet est réel mais généralement modeste ; il devient critique dans les alimentations de fours industriels à haute fréquence ou les circuits d'onduleurs fonctionnant à des fréquences kilohertz.