Le neutre qui porte plus que les phases

Publié le août 27, 2026

Série « Le réseau que l'on dessine et le réseau que l'on exploite »

Le conducteur qu'on dimensionne par soustraction, et le raisonnement thermique que plus personne ne revérifie

Article 04 · Extrait de la Vérité 22

Fondamental à somme nulle, harmoniques de rang 3 en phase, et courant résultant dans le neutre

De tous les conducteurs d'une installation, le neutre est celui dont on parle le moins et qu'on dimensionne le plus vite. Il ne transporte pas d'énergie utile. Il ne figure sur le schéma unifilaire qu'à titre de rappel, souvent en trait plus fin. Et sur les gros départs — au-delà de 16 mm² en cuivre — la norme autorise à lui donner une section inférieure à celle des phases, sans descendre en général sous la moitié.

Cette autorisation n'est pas une négligence, et surtout elle ne repose pas sur l'idée naïve que le neutre ne verrait rien passer. Personne n'a jamais cru qu'une installation était parfaitement équilibrée. Le raisonnement de la norme est thermique, et il est plus subtil que cela : en charge équilibrée, le neutre ne porte rien ; en charge déséquilibrée, ce que le neutre gagne, une phase le perd. Le courant se déplace d'un conducteur à l'autre sans que le bilan d'échauffement du câble bouge. Trois conducteurs chargés, pas quatre.

C'est un raisonnement de compensation, pas de nullité. Et il est irréprochable — à une condition que le cours ne formule jamais, parce qu'elle allait de soi en 1960 : que les courants soient sinusoïdaux.

Ce que fait le rang 3, et pourquoi il est différent

Prenons trois courants identiques, décalés de 120° au fondamental. Chacun contient une composante d'ordre 3. La question est de savoir de combien ces trois composantes sont décalées entre elles.

La réponse est arithmétique et elle change tout : le rang 3 multiplie la phase par 3. Un décalage de 120° au fondamental devient un décalage de 3 × 120° = 360°, c'est-à-dire aucun décalage du tout.

i₁(t) = I₃ · sin(3ωt)
i₂(t) = I₃ · sin(3ωt − 3·120°) = I₃ · sin(3ωt − 360°) = I₃ · sin(3ωt)
i₃(t) = I₃ · sin(3ωt + 3·120°) = I₃ · sin(3ωt)

Les trois harmoniques de rang 3 sont en phase. Elles s'additionnent arithmétiquement dans le neutre, qui reçoit trois fois le rang 3 d'une phase. Et il en va de même pour les rangs 9, 15, 21 — tous les multiples de 3, qu'on appelle pour cette raison harmoniques homopolaires.

Voilà ce qui se casse exactement. Ce n'est pas la nullité du courant de neutre : c'est la compensation. Le rang 3 qui monte dans le neutre ne s'accompagne d'aucune diminution dans les phases — il s'ajoute. Le câble passe à quatre conducteurs chargés, et son courant admissible s'effondre d'autant : les référentiels appliquent pour cela un facteur de réduction de 0,86.

C'est le seul endroit du réseau où l'équilibre triphasé, qui d'ordinaire simplifie tout, produit exactement l'effet inverse : il fait converger trois contributions au lieu de les annuler.

Le point où le neutre dépasse les phases

Reste à savoir quand cela devient un problème. Notons τ le taux de rang 3 dans chaque phase, τ = I₃/I₁. Le courant efficace d'une phase et celui du neutre s'écrivent alors directement :

I_phase = √( I₁² + I₃² ) · I_neutre = 3 · I₃
I_neutre / I_phase = 3τ / √(1 + τ²)

Le rapport vaut 1 — le neutre porte autant qu'une phase — pour τ légèrement inférieur à 36 %. Et il atteint √3 pour une valeur remarquable : τ = 70,7 %, soit 1/√2. C'est de là que vient le fameux facteur 1,73 qu'on cite souvent sans dire à quel taux il correspond.

Rapport entre courant de neutre et courant de phase en fonction du taux d'harmonique de rang 3

Fig. 1 — Le rapport ne dépend que du taux de rang 3. Il franchit l'unité vers 36 %, atteint √3 à 70,7 %, et continue de croître au-delà.

Domaine de validité Le calcul suppose une charge triphasée équilibrée, en régime permanent, et ne retient que le fondamental et le rang 3. Un déséquilibre de charge ajoute au neutre une composante à 50 Hz qui se combine à la précédente ; les rangs 9 et 15, s'ils sont présents, s'ajoutent également. Le résultat obtenu ici est donc un minorant du courant réel dans le neutre, pas une estimation haute.

Un cas chiffré, et ce qu'il coûte au cuivre

Un tableau divisionnaire tertiaire, alimentant exclusivement de l'éclairage à drivers et des alimentations à découpage. Fondamental de 100 A par phase, taux de rang 3 de 70 % — valeur haute mais banale sur ce type de charge, où le courant est appelé par pointes courtes deux fois par période.

Fondamental par phase100 A

Rang 3 par phase70 A

Courant efficace d'une phase122 A

Courant dans le neutre210 A

Pertes Joule du neutre, rapportées à celles d'une phase× 2,96

Le neutre porte 1,72 fois le courant d'une phase. Comme les pertes croissent au carré, il dissipe, à section égale, près de trois fois ce que dissipe chaque phase. S'il a été posé à section réduite, l'écart est encore plus large — et il l'est dans le sens qui compte : le conducteur le plus chargé du câble est celui qui a le moins de cuivre pour l'évacuer.

Ce n'est pas une abstraction thermique. Un neutre en surchauffe chronique vieillit son isolant, dégrade les serrages, et finit par produire un point chaud dans une armoire où rien, sur le plan, ne désignait ce conducteur comme critique.

Trois conséquences pratiques

Le neutre à section réduite devient une faute

La règle a été écrite pour des charges linéaires, et elle prévoit elle-même sa propre sortie de validité. Trois régimes, selon le taux de rang 3 :

Jusqu'à 15 %réduction du neutre possible

De 15 % à 33 %section du neutre égale aux phases

Au-delà de 33 %le neutre devient dimensionnant

Dans le troisième régime, ce n'est plus le courant de phase qui fixe la section du câble mais celui du neutre, pris égal à trois fois le taux de rang 3 multiplié par le courant d'emploi. La réduction du neutre y est évidemment exclue, et le facteur 0,86 s'applique.

Sur un tableau tertiaire construit il y a vingt ans, dimensionné pour des charges linéaires puis rempli d'électronique année après année, cette vérification n'a jamais été refaite. Le taux de rang 3 a franchi les seuils sans que rien ne le signale — les seuils ne sont pas mesurés, ils sont supposés à la conception.

La mesure ordinaire sous-estime

Un ampèremètre à valeur moyenne redressée, étalonné pour du sinus, donne un résultat faux sur un courant à forte distorsion — et il le donne par défaut, ce qui est le pire des cas : l'appareil rassure. La mesure du neutre exige un appareil à vraie valeur efficace, et l'écart entre les deux lectures est lui-même un indicateur du taux de distorsion.

Le neutre est le diagnostic le moins cher du tableau

Une pince ampèremétrique TRMS posée sur le neutre d'un départ équilibré donne, en dix secondes et sans coupure, une information qu'aucun schéma ne contient : l'ordre de grandeur du rang 3 en aval. Si le neutre porte plus qu'une phase, la question de la pollution harmonique est réglée — il ne reste qu'à en chercher la source.

Ce que le schéma n'a jamais promis

Le trait fin du neutre sur le plan n'est pas une erreur. Il représente fidèlement une hypothèse : celle d'un réseau sinusoïdal, où ce conducteur ne sert qu'à ramener un déséquilibre résiduel. Cette hypothèse a été vraie pendant des décennies. Elle a cessé de l'être le jour où la majorité des charges terminales est devenue non linéaire, sans que personne redessine quoi que ce soit.

Le neutre est le seul conducteur dont on ait dimensionné la section sur une compensation. C'est aussi le seul dont la charge réelle augmente à mesure que l'installation se modernise.

Le réseau que l'on dessine et le réseau que l'on exploite

Cet article développe pour le web la Vérité 22 de L'Électricité Réelle, un livre qui traite vingt-six écarts de ce genre entre ce que la théorie annonce et ce que le réseau impose. Quatrième article de la série « Le réseau que l'on dessine et le réseau que l'on exploite », quatorze textes en alternance : les pairs développent une vérité du livre, les impairs traitent un sujet d'exploitation qui n'y figure pas.