Monophasé et triphasé · Glossaire

Monophasé et triphasé décrivent la manière dont un appareil électrique est raccordé au réseau basse tension. Un appareil monophasé utilise l'un des trois conducteurs de phase et le conducteur neutre. Un appareil triphasé utilise les trois conducteurs de phase d'un système triphasé. Dans le réseau domestique européen, la tension nominale est de 230 volts entre un conducteur de phase et le neutre, et de 400 volts entre deux conducteurs de phase. C'est pourquoi les petits appareils ménagers fonctionnent généralement en monophasé, tandis que les consommateurs et producteurs plus importants sont souvent raccordés en triphasé.

Une bouilloire, un téléviseur, un ordinateur ou une simple prise Schuko sont en règle générale monophasés. En revanche, une cuisinière électrique, de nombreuses pompes à chaleur, les moteurs plus puissants, les bornes de recharge triphasées et la plupart des onduleurs des installations photovoltaïques plus importantes utilisent les trois phases. La différence ne concerne pas seulement le type de raccordement. Elle influe aussi sur la puissance possible, sur la charge de chaque ligne, sur la protection et sur le réseau de distribution.

Phase, tension et puissance

Dans le réseau basse tension, une phase est un conducteur de phase parcouru par le courant (L1, L2, L3). Sur un raccordement domestique allemand habituel, arrivent trois conducteurs de phase et un conducteur neutre. La fonction de conducteur de protection est, selon le schéma de réseau, répartie dans le bâtiment ou mise à la terre. Les tensions alternatives des trois conducteurs de phase sont décalées dans le temps d'un tiers de période chacune, soit 120 degrés. Lorsque les trois phases sont chargées de façon égale, les courants dans le conducteur neutre s'annulent en grande partie. On peut ainsi transmettre une puissance élevée avec des courants relativement faibles par conducteur.

En charge active, la puissance résulte approximativement de la tension multipliée par le courant. Un appareil monophasé sous 230 volts et 16 ampères atteint environ 3,7 kilowatts. C'est pourquoi de nombreuses solutions de recharge monophasées pour voitures électriques ont précisément cette taille. En triphasé, on calcule trois fois 230 volts fois le courant par phase, ou de manière équivalente racine de trois fois 400 volts fois le courant. Avec 16 ampères par phase, cela donne environ 11 kilowatts, avec 32 ampères par phase environ 22 kilowatts. Cela ne vaut toutefois que si le raccordement domestique, les câbles, la protection, l'appareil et le gestionnaire de réseau l'autorisent.

La seule valeur en kilowatts dit donc peu de chose sur la charge du réseau. À 11 kilowatts en triphasé, environ 16 ampères circulent sur chaque phase. Si l'on prélevait 7,4 kilowatts en monophasé, soit 32 ampères sur une seule phase, cette phase serait deux fois plus chargée. Les autres phases resteraient en revanche inutilisées. Un tel fonctionnement monophasé n'est, en règle générale, pas admis sur le réseau public basse tension allemand sans mesures supplémentaires (voir ci-dessous).

Distinction par rapport à la puissance de raccordement, à la puissance de charge et à la consommation d'électricité

Monophasé ou triphasé décrit le mode de raccordement électrique, et non la consommation d'électricité. La consommation est une quantité d'énergie en kilowattheures. La puissance en kilowatts indique quelle quantité d'énergie est convertie par unité de temps. Exemple : une voiture électrique charge 30 kilowattheures, une fois en monophasé à 3,7 kilowatts et une fois en triphasé à 11 kilowatts. La quantité d'énergie est similaire dans les deux cas, à de légères différences de pertes de charge près. Ce qui diffère, c'est la durée de charge (environ huit heures contre un peu moins de trois), le courant par phase et la charge du réseau pendant la recharge.

La puissance de raccordement n'est pas non plus identique à la puissance réellement utilisée. Une borne de recharge dimensionnée pour 11 kilowatts charge souvent avec moins. Cela dépend du véhicule, de l'état de charge, de la température, des réglages de charge et d'un éventuel délestage de charge. Une pompe à chaleur raccordée en triphasé ne tire pas en permanence une puissance élevée, et un appareil monophasé peut charger fortement une phase pendant un court instant. Triphasé ne signifie pas non plus automatiquement plus efficace au sens d'une moindre consommation d'énergie. L'efficacité dépend de l'appareil, du point de fonctionnement et de l'application.

Déséquilibre de charge, un sujet pratique pour le réseau

Le déséquilibre de charge apparaît lorsque les trois phases sont chargées de manière inégale. Une certaine répartition inégale est normale, car de nombreux appareils domestiques sont monophasés. Les installateurs électriciens répartissent donc les circuits d'un bâtiment aussi uniformément que possible entre L1, L2 et L3. La situation devient critique lorsque des consommateurs ou producteurs monophasés plus importants fonctionnent durablement sur la même phase.

Le déséquilibre de charge a des conséquences physiques tangibles. Sur une phase fortement chargée, la tension baisse davantage. Un courant de compensation circule dans le conducteur neutre, et le déplacement du point neutre peut aussi décaler les tensions des autres phases. Les transformateurs de réseau local et les câbles sont sollicités de manière inégale. Le réseau basse tension est conçu pour les déséquilibres domestiques usuels, mais non pour des concentrations quelconques de fortes charges monophasées.

En Allemagne, la règle technique de raccordement VDE-AR-N 4100 régit la symétrie. Les gestionnaires de réseau la mettent en œuvre au moyen de leurs conditions techniques de raccordement. Les valeurs clés pour les installations sur le réseau public basse tension :

Les appareils dont la puissance assignée dépasse 4,6 kVA doivent en principe être raccordés en triphasé. Les appareils jusqu'à 4,6 kVA peuvent être raccordés en monophasé, mais doivent être répartis uniformément entre les conducteurs de phase.
Pour les dispositifs de recharge, les installations de production et les accumulateurs monophasés, une limite cumulée de 4,6 kVA par conducteur de phase et par sens du flux d'énergie s'applique. Pour l'ensemble de l'installation client, cela donne au maximum 3 × 4,6 kVA = 13,8 kVA.
Si ces limites sont dépassées, un dispositif de symétrisation limitant le déséquilibre au point de raccordement au réseau est nécessaire. Il peut aussi être intégré au dispositif de recharge. Certains gestionnaires de réseau exigent d'une manière générale un dispositif de symétrisation pour les dispositifs de recharge de plus de 4,6 kVA.

Pour la recharge monophasée, la limite est donc de 4,6 kVA, soit environ 20 ampères. Dans la pratique, 3,7 kilowatts à 16 ampères sont le plus souvent usuels. La recharge triphasée à 11 kilowatts répartit la puissance uniformément et est donc généralement plus favorable pour le réseau de distribution qu'un point de recharge monophasé puissant.

Importance pour les bornes de recharge, les pompes à chaleur et le photovoltaïque

Pour les bornes de recharge, la différence est particulièrement visible. La borne met trois phases à disposition, mais c'est le chargeur du véhicule qui décide combien d'entre elles sont utilisées. Certains véhicules chargent en triphasé, d'autres seulement en monophasé ou en biphasé. Une voiture qui charge en monophasé n'utilise, même sur une borne de 11 kilowatts, qu'une seule phase et donc le plus souvent au maximum 3,7 kilowatts. La seule indication de la borne ne détermine donc pas la puissance de charge réelle. Avec plusieurs points de recharge, il peut être judicieux d'affecter les phases en rotation, afin que les véhicules chargeant en monophasé et en biphasé ne se retrouvent pas tous sur L1.

Pour les pompes à chaleur, le type de raccordement dépend de la conception électrique. Les petits appareils peuvent fonctionner en monophasé, les plus grands fonctionnent le plus souvent en triphasé. Les résistances d'appoint électriques et les équipements annexes ont souvent leurs propres conditions de raccordement. Pour le réseau, ce n'est pas seulement le coefficient de performance annuel qui compte, mais aussi le moment où quelle puissance est appelée. De nombreuses pompes à chaleur sont bien maîtrisables sur l'année, mais peuvent contribuer ensemble à la pointe de charge pendant les heures froides.

Les installations photovoltaïques et les accumulateurs à batterie injectent également en monophasé ou en triphasé, ou chargent et déchargent en conséquence. Les dispositifs solaires enfichables et les petits onduleurs sont le plus souvent monophasés, les installations de toiture plus grandes utilisent en règle générale des onduleurs triphasés. Pour le déséquilibre de charge, la question se pose de manière symétrique : l'injection aussi peut charger les phases de façon inégale. C'est pourquoi les limites de symétrie s'appliquent séparément selon le sens du flux d'énergie. Dans les rues comptant de nombreuses installations monophasées sur la même phase, cela devient pertinent pour le maintien de la tension dans le réseau de distribution.

Règles de raccordement et rôle du gestionnaire de réseau en Allemagne

Sur le plan juridique, le type de raccordement produit ses effets surtout par le biais de l'ordonnance sur le raccordement basse tension (NAV) et des règles techniques de raccordement. Selon le § 19, alinéa 2 NAV, tout dispositif de recharge pour véhicules électriques doit être déclaré au gestionnaire de réseau avant sa mise en service, quelle que soit sa puissance. Selon l'Agence fédérale des réseaux (Bundesnetzagentur), cela vaut aussi pour la recharge sur une prise monophasée ou triphasée. Si la puissance assignée cumulée des dispositifs de recharge dépasse 12 kVA par installation électrique, la mise en service requiert en outre l'accord préalable du gestionnaire de réseau. Le gestionnaire de réseau doit se prononcer dans un délai de deux mois. S'il refuse, il doit exposer l'obstacle, les remèdes possibles et le temps nécessaire.

Une seule borne de recharge de 11 kilowatts est donc soumise à déclaration, mais pas à accord. Deux bornes de ce type sur la même installation dépassent ensemble 12 kVA et nécessitent l'accord. Selon l'Agence fédérale des réseaux, une capacité de réseau insuffisante peut retarder le raccordement, mais ne constitue pas un motif de refus définitif. En outre, depuis 2024, la réglementation relative aux installations de consommation pilotables selon le § 14a EnWG s'applique aux bornes de recharge, pompes à chaleur, climatiseurs et accumulateurs soutirant du réseau de plus de 4,2 kW nouvellement mis en service. Elle dépend de la puissance, et non du nombre de phases.

Pourquoi la distinction devient plus importante pour le système électrique

Autrefois, la charge domestique se composait de nombreux petits consommateurs monophasés de puissance limitée, qui fonctionnaient plutôt au hasard en même temps. Avec la mobilité électrique, les pompes à chaleur, les accumulateurs domestiques et le photovoltaïque, des appareils de plusieurs kilowatts deviennent courants. Les goulets d'étranglement résultent alors moins de la quantité d'énergie annuelle que de la simultanéité, du niveau de puissance et de la répartition des phases. Un réseau local peut transporter suffisamment d'énergie sur l'année et pourtant atteindre ses limites à certaines heures ou sur certaines phases. Lorsque des gestionnaires de réseau limitent des puissances, cela tient aux limites physiques des lignes, des fusibles, des transformateurs et des plages de tension, et non à une pénurie générale d'électricité.

Interprétations erronées typiques

Triphasé ne signifie pas consommation plus élevée : cela permet une puissance plus élevée ou répartie plus uniformément, mais ne dit rien des kilowattheures par jour ou par an.
Un raccordement domestique triphasé ne signifie pas que chaque appareil utilise toutes les phases : les circuits de prises sont chacun sur une seule phase, et une cuisinière électrique répartit ses zones de cuisson sur plusieurs phases.
Une borne de recharge triphasée ne garantit pas une recharge triphasée : ce qui est déterminant, c'est le chargeur du véhicule.
Ce ne sont pas seulement les bornes de plus de 11 kW qui doivent être déclarées : selon la NAV, tout dispositif de recharge est soumis à déclaration. L'obligation d'accord commence à plus de 12 kVA de puissance cumulée par installation.

Monophasé et triphasé ne désignent donc pas des classes de confort ou d'efficacité, mais la répartition de la puissance électrique dans le réseau triphasé. Pour le système électrique, ce qui compte n'est pas seulement la quantité d'énergie utilisée, mais aussi la phase sur laquelle, avec quelle puissance et à quel moment elle circule.

Sources

§ 19 NAV – Betrieb von elektrischen Anlagen, Verbrauchsgeräten und Ladeeinrichtungen, Eigenanlagen — Bundesministerium der Justiz / gesetze-im-internet.de; unbekannt. § 19 Abs. 2 Sätze 2–4 NAV
Netzanschluss – Regelungen für Ladeeinrichtungen in der Niederspannung (inkl. FAQ) — Bundesnetzagentur; unbekannt. Abschnitt Regelungen für Ladeeinrichtungen in der Niederspannung und zugehörige FAQ
Hinweis: Anforderungen für den symmetrischen Anschluss und Betrieb nach VDE-AR-N 4100 — VDE FNN (Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE); unbekannt. Abschnitte zum symmetrischen Anschluss und Betrieb (VDE-AR-N 4100, Abschnitt 5.5), Beispiele mit Ladeeinrichtungen, PV und Speichern
Umsetzungshilfe Technische Anwendungsregeln Niederspannungsnetz — Netzbetreiber (Stadtwerke Erfurt / SWE), Umsetzung der VDE-AR-N 4100; unbekannt. Abschnitt 5.5.1 Symmetrischer Anschluss

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Edited by eCMS on 11.11.2026 19:42