Fonctionnement d'un dispositif différentiel résiduel (DDR/GFCI)

Un DDR (Dispositif Différentiel Résiduel), appelé GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) en Amérique du Nord, sauve des vies en détectant de minuscules courants de fuite (typiquement 4–6 mA pour protection personnes) et coupant l'alimentation en < 30 ms.

Principe de base : Détection courant différentiel

Tous conducteurs porteurs de courant (Phase + Neutre pour monophasé ; L1+L2+L3+N pour triphasé) passent dans un seul transformateur de courant toroïdal.

• Fonctionnement normal : ΣI = I_Phase + I_Neutre = 0 (somme vectorielle). Champs magnétiques s'annulent. Sortie TC = 0.
• Défaut à la terre : Courant fuit vers terre (via personne, eau, isolation endommagée). Retour contourne Neutre. ΣI = I_fuite ≠ 0. Flux net dans noyau TC induit tension en secondaire.

Mécanisme de déclenchement

1. Tension secondaire TC alimente un relais polarisé ou comparateur électronique (moderne).
2. Si |ΣI| > seuil déclenchement (I_Δn) pendant temps spécifié, relais libère loquet.
3. Mécanisme à ressort ouvre tous pôles (Phase + Neutre) simultanément.
4. Bouton "TEST" mécanique injecte déséquilibre calibré (via résistance Phase vers Neutre en aval du TC) pour vérifier fonctionnement.

Spécifications clés

Paramètre	Valeurs typiques
Courant résiduel assigné (IΔn)	6, 10, 30 mA (personnes) ; 100, 300, 500 mA (incendie/équipement)
Temps déclenchement à IΔn	< 30 ms (UL 943 Classe A) ; < 40 ms (IEC 61008/61009)
Temps déclenchement à 5×IΔn	< 10 ms (UL) ; < 40 ms (IEC)
Non-déclenchement à 0,5×IΔn	Ne doit pas déclencher (stabilité)
Types	AC (sinusoïdal), A (AC + DC pulsé), F (A + HF à 1 kHz), B (A + DC lissé à 1 kHz)

Ce que les DDR NE protègent PAS

• Chocs Phase-Neutre (courant retourne par TC → équilibré).
• Surintensité / court-circuit (nécessite disjoncteur/fusible en amont).
• Sur/sous-tension.

Bonnes pratiques installation

• Disjoncteur amont doit être ≤ courant assigné DDR (coordination).
• Neutre doit être isolé en aval du DDR (pas de neutres partagés entre DDR).
• Testez mensuellement (bouton TEST). Remplacez si échec.
• Type A/F/B requis pour circuits avec variateurs, bornes VE, onduleurs solaires, drivers LED.

DDR vs GFCI vs RCCB vs RCBO

• RCCB : Disjoncteur différentiel pur (pas protection surintensité).
• RCBO : RCCB + disjoncteur combiné (surintensité + différentiel).
• GFCI : UL 943 Classe A (4–6 mA) prise ou disjoncteur. Inclut auto-test depuis 2015.