Le choix dépend d’abord de la nature des éléments raccordés et des caractéristiques électriques attendues. Un branchement en série sert notamment à augmenter la tension totale, tandis qu’un branchement en parallèle, aussi appelé branchement en dérivation, maintient une tension commune et additionne les courants demandés ou fournis.
Dans un logement, les lampes, prises et appareils sont normalement alimentés en parallèle afin que chacun reçoive la tension du réseau et fonctionne indépendamment des autres. Pour des batteries ou des panneaux solaires, il n’existe pas de réponse universelle : il faut comparer la tension et le courant obtenus aux limites du chargeur, du régulateur, de l’onduleur et de l’équipement alimenté.
Quelle différence entre un circuit en série et en parallèle ?
Dans un montage en série, les composants sont placés les uns à la suite des autres dans une même branche. Ils sont donc traversés par la même intensité. Les tensions aux bornes des différents composants s’additionnent pour correspondre à la tension totale du circuit.
Dans un montage en parallèle, les deux bornes de chaque élément sont reliées aux mêmes points du circuit. Tous les éléments ont donc la même tension à leurs bornes. En revanche, le courant du circuit principal correspond à la somme des courants circulant dans les différentes branches.
Cette différence a une conséquence directe sur le dimensionnement. Ajouter un récepteur en série modifie la répartition des tensions et le comportement de l’ensemble. Ajouter une branche en parallèle conserve la tension appliquée à chaque récepteur, mais augmente le courant total demandé à l’alimentation et transporté par la partie commune du circuit.
Pourquoi les appareils d’un logement sont-ils branchés en parallèle ?
Les points d’utilisation d’une installation domestique sont alimentés en dérivation. Une lampe ou un appareil reçoit ainsi la tension prévue pour son fonctionnement sans que celle-ci soit partagée avec les autres récepteurs. Chaque équipement peut également être commandé sans interrompre nécessairement les autres branches.
Un branchement en série de lampes conçues pour recevoir individuellement la tension du réseau ne leur fournirait pas leurs conditions normales d’alimentation. Leur comportement dépendrait alors de l’ensemble du circuit. L’ouverture d’un composant ou d’une connexion couperait aussi le passage du courant dans toute la branche série.
Le parallèle ne signifie toutefois pas que le nombre de récepteurs est sans conséquence. Chaque appareil supplémentaire contribue au courant total. Les conducteurs, les protections et le circuit d’alimentation doivent être adaptés à la puissance demandée. Il n’est pas possible de déterminer une section de câble ou un calibre de protection sans connaître notamment la tension, la puissance, la longueur du circuit, le matériel utilisé et les règles applicables dans le pays concerné.
Faut-il brancher des lampes en série ou en parallèle ?
Pour des lampes destinées à être alimentées directement à une tension donnée, le parallèle est généralement le principe adapté : chaque lampe reçoit la même tension. Si l’une des branches est ouverte, les autres peuvent continuer à fonctionner, à condition que le défaut et les protections n’affectent pas l’alimentation commune.
Le cas des LED demande davantage de prudence. Certaines sont intégrées à un luminaire prévu pour une alimentation en tension, tandis que d’autres sont pilotées par un driver à courant constant. Le câblage doit alors suivre les caractéristiques du module et du driver. Il ne faut pas déduire le bon montage du seul fait qu’il s’agit de LED, ni remplacer un raccordement prévu en série par du parallèle sans vérifier la tension, le courant et le nombre d’éléments acceptés.
Batteries en série ou en parallèle : quel effet ?
Avec des batteries identiques, un montage en série additionne leurs tensions tout en conservant la capacité nominale en ampères-heures d’une batterie. Deux batteries de même tension montées en série forment donc un ensemble de tension plus élevée, destiné à un appareil ou à un système conçu pour cette tension totale.
En parallèle, la tension reste celle d’une batterie et les capacités nominales en ampères-heures s’additionnent. Ce montage peut répondre au besoin de conserver la tension du système tout en augmentant sa capacité nominale totale. Dans les deux configurations, l’énergie théorique disponible correspond à la somme des énergies des batteries.
Ces règles supposent des batteries compatibles. Leur technologie, leurs caractéristiques, leur état, ainsi que la compatibilité du chargeur, du système de gestion et de l’appareil alimenté doivent être vérifiés. Une tension totale correcte ne suffit pas si le chargeur ou les protections ne conviennent pas au montage.
Un montage mixte série-parallèle peut augmenter à la fois la tension et la capacité nominale. Il exige toutefois des branches électriquement cohérentes et un dimensionnement propre à l’ensemble. Les formules utilisées pour calculer la résistance équivalente de simples résistances ne permettent pas, à elles seules, de déterminer la capacité d’un parc de batteries.
Panneaux solaires : choisir selon les limites du système
Pour des panneaux photovoltaïques, le montage en série additionne les tensions des modules, tandis que le courant de la chaîne reste celui qui traverse les panneaux en série. Ce choix peut permettre d’atteindre la plage de tension requise par le régulateur ou l’onduleur, mais la tension maximale admissible de son entrée ne doit pas être dépassée.
En parallèle, la tension reste celle d’une branche et les courants des branches s’additionnent. Le régulateur, l’onduleur, les conducteurs, les connecteurs et les protections doivent alors supporter le courant total correspondant.
Le calcul ne doit pas reposer uniquement sur les valeurs nominales lues isolément sur un panneau. Les caractéristiques électriques évoluent avec la température et l’irradiation. La tension et le courant du champ solaire doivent être évalués dans les conditions prévues, puis comparés aux plages et limites d’entrée du matériel de conversion.
Lorsque des panneaux sont associés en série et en parallèle, les branches doivent être cohérentes. Le nombre de modules et leur organisation ne peuvent donc pas être choisis à partir d’une préférence générale pour l’un des deux montages.
Les conséquences d’une coupure ou d’une panne
Dans une chaîne en série, une coupure empêche le courant de parcourir l’ensemble de la branche. Tous les composants de cette chaîne peuvent alors cesser de fonctionner. Dans un circuit en parallèle, l’ouverture d’une branche ne coupe pas nécessairement les autres, car elles disposent de chemins distincts.
Il serait néanmoins inexact d’en conclure que le parallèle résiste toujours mieux aux pannes. Un court-circuit, un défaut sur une partie commune, le déclenchement d’une protection ou une défaillance de l’alimentation peut affecter plusieurs branches. La conséquence réelle dépend du type de défaut et de l’organisation des protections.
Les vérifications décisives avant de choisir
Pour trancher, il faut identifier si les éléments raccordés sont des récepteurs, des batteries ou des sources photovoltaïques, puis relever leur tension nominale et leur courant admissible. Il faut ensuite calculer la tension et le courant obtenus avec le montage envisagé et les comparer aux limites de tous les équipements concernés.
La série est pertinente lorsque le système doit atteindre une tension déterminée et que chaque élément supporte le même courant. Le parallèle convient lorsque chaque branche doit conserver une tension commune, sous réserve que l’alimentation et la partie commune puissent supporter la somme des courants. Si ces deux objectifs doivent être combinés, un montage mixte peut être envisagé, mais il nécessite un calcul spécifique.
Toute intervention électrique expose à des risques d’électrisation, de court-circuit et d’incendie. Avant des travaux sur une installation intérieure, l’alimentation doit être coupée au disjoncteur et l’absence de danger vérifiée avec un matériel adapté. La conception et l’exécution doivent être confiées à une personne disposant des connaissances nécessaires dès que les caractéristiques du circuit, les protections ou la compatibilité des équipements ne sont pas parfaitement établies.
