Comment les relais thermiques protègent les moteurs : classes 10/20/30, réglage au courant nominal, perte de phase, réarmement et couplage au contacteur.
Un relais thermique de surcharge est l'élément du circuit moteur qui surveille une seule défaillance : une surintensité prolongée qui n'est pas un court-circuit. Il ne défait pas la panne, il ne commute pas le moteur et seul il n'empêchera pas un rotor bloqué de griller l'enroulement — mais c'est le moyen le plus économique et le plus fiable de mettre un moteur hors service avant que la chaleur ne détruise l'isolation. Ce guide couvre son fonctionnement, son réglage et les erreurs qui reviennent dans les audits de tableaux.
Le cœur du relais est une lame bimétallique par phase, chauffée par le courant moteur lui-même. La chaleur courbe la lame ; à une flèche calibrée, le mécanisme décroche un verrou qui ouvre le circuit de la bobine du contacteur via le contact 95-96 (NF) du relais. Le contacteur coupe alors le moteur. La réponse est délibérément à temps inverse : une petite surintensité met des minutes, une grande quelques secondes, et un vrai court-circuit est laissé au disjoncteur en amont.
| Défaut | Éliminé par | Rôle du relais thermique |
|---|---|---|
| Court-circuit | MCB / MCCB / fusible en amont | Aucun — il ne doit pas couper un courant de défaut |
| Surcharge prolongée (1,2–7 × In) | Relais thermique + contacteur | Ouvre le circuit de la bobine du contacteur |
| Perte de phase / marche monophasée | Relais thermique (différentiel) ou disjoncteur moteur | Déclenche sur le déséquilibre des courants |
| Rotor bloqué | Disjoncteur moteur préférable | Déclenche, mais lentement — le courant de blocage se comporte comme une surcharge |
| Sous-tension / défaut de commande | Bobine du contacteur / circuit de commande | Aucun |
Comme le relais ne fait que signaler, il doit toujours être câblé en série avec la bobine du contacteur — l'erreur classique est de brancher le contact du relais aux bornes de la bobine, ce qui transforme un dispositif de protection en risque d'incendie.
La classe de déclenchement est le temps maximal, en secondes, que met le relais à déclencher lorsque le moteur appelle 7,2 × son courant nominal. Elle existe pour adapter le relais au temps de démarrage du moteur : déclencher plus vite que la rampe de lancement transforme chaque démarrage en déclenchement intempestif ; déclencher beaucoup plus lentement laisse une vraie surchauffe cuire l'enroulement.
| Classe | Temps de déclenchement à 7,2 × In | Charges typiques |
|---|---|---|
| 10 | < 10 s | Charges à faible inertie qui atteignent vite leur vitesse : compresseurs avec délestage, certaines pompes |
| 20 | < 20 s | Le standard du service industriel général : convoyeurs, mélangeurs, pompes courantes |
| 30 | < 30 s | Forte inertie ou démarrage long : ventilateurs, broyeurs, centrifugeuses, pompes immergées |
Choisissez sur le temps d'accélération de la charge, pas par habitude. Si la transmission met 15 secondes à atteindre la vitesse en charge, un relais de classe 10 déclenchera à chaque démarrage — la faute est au relais, pas au moteur.
Chaque relais thermique a un cadran de réglage couvrant une plage (par exemple 13–18 A sur un châssis moyen). Le réglage est le courant nominal inscrit sur la plaque du moteur — rien d'autre. Trois règles :
Consignez le réglage sur la spécification du tableau. Lors des audits, un réglage non consigné ou pris sur le calibre du contacteur est le constat le plus fréquent sur les circuits moteurs.
Quand une phase s'ouvre sur un moteur triphasé en marche, les deux phases restantes portent environ 1,7–2 × le courant normal pendant que le moteur continue de tourner (marche monophasée). Un relais bimétallique à trois éléments voit directement le déséquilibre et déclenche ; un relais à deux éléments à mécanisme différentiel utilise la différence vectorielle des deux courants de chauffage. Dans les deux cas le déclenchement est plus lent qu'en surcharge — c'est exactement pourquoi les moteurs sans surveillance sont mieux servis par un disjoncteur moteur à protection de perte de phase explicite, et pourquoi un relais thermique sur une pompe critique est un compromis, pas une solution.
La plupart des relais thermiques offrent les deux modes de réarmement, sélectionnés par un petit bouton ou un cavalier. La règle est simple : tout moteur qui ne doit pas redémarrer seul après un déclenchement reçoit un réarmement manuel. Locaux de pompage, convoyeurs, broyeurs et tout ce près de quoi une personne peut se trouver au moment du déclenchement. Le réarmement automatique appartient aux seuls cas où un redémarrage supervisé et sûr est acceptable — un ventilateur dans un bâtiment occupé avec commande locale, par exemple. En cas de doute, spécifiez manuel : cela ne coûte rien et retire la question du redémarrage du dossier de sécurité.
Un relais thermique n'est généralement pas un appareil autonome sur rail DIN — il se clipse directement sous son contacteur d'appartenance, et le couple partage un seul système de références. Les appariements classiques sont LR2 sous les contacteurs LC1-D, 3UA sous 3TB/3TF, et les autres combinaisons de familles de la même manière. Mélanger les familles est possible avec des supports autonomes et des kits d'adaptation, mais le prix et la fiabilité en souffrent ; quand une fiche technique liste une gamme de contacteurs, traitez cette liste comme contraignante.
Deux détails de montage comptent au stade de la construction du tableau : le relais doit tenir sur le même rail DIN immédiatement sous le contacteur, verrouillage mécanique enclenché, et ses bornes de puissance doivent tomber du côté charge du contacteur — jamais en amont, où le relais protégerait le câble au lieu du moteur.
Un disjoncteur de protection moteur combine protection de surcharge et de court-circuit dans un seul appareil réglable et ajoute une détection explicite de perte de phase, de blocage et de déséquilibre. C'est le bon choix pour les petits moteurs (jusqu'à environ 25 A) où la place dans le tableau et le câblage comptent. La combinaison relais thermique plus contacteur reste le meilleur choix pour les moteurs plus gros, les cycles de commutation élevés et tout tableau où l'appareil de manoeuvre doit aussi servir de sectionneur local. Les deux ne sont pas interchangeables sur un même schéma — voir quand un disjoncteur moteur bat un MCB pour la comparaison complète.
Pour chaque moteur, notez : le courant nominal de la plaque ; la classe de déclenchement d'après le temps de démarrage de la charge ; le mode de réarmement (manuel sauf redémarrage supervisé acceptable) ; la famille de contacteur que le relais doit respecter ; et le réglage consigné. Cinq lignes. Un fournisseur qui chiffre sur cette liste rend le relais et le contacteur appariés en une passe — ELEHPD tient les familles de relais thermiques (LR1, LR2, 3UA, LRD, TH et T) aux côtés des contacteurs sur lesquels ils se montent, plus les disjoncteurs moteurs là où un MPCB convient mieux. Pour la logique générale de sélection, voyez notre guide de choix des relais.
Envoyez la fiche moteur — puissance, courant nominal, temps de démarrage, ambiance — et nous confirmerons la combinaison relais thermique et contacteur, la classe de déclenchement et les documents disponibles pour votre marché.
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