Remplissage des boîtes (article 12-3034)

Vous êtes entrepreneur et l’un de vos clients vous demande de remplacer un interrupteur pour son éclairage extérieur par un nouvel interrupteur programmable. En ouvrant la boîte contenant ce dernier, vous constatez qu’il n’y a pratiquement plus d’espace pour effectuer le remplacement, car l’ancien dispositif est visiblement moins volumineux que celui de la nouvelle technologie à installer. Que dit le chapitre V, Électricité, du Code de construction du Québec (Code) à ce sujet? Cette chronique a justement pour but d’éclaircir le contenu de l’article 12-3034 en proposant une approche structurée et facilitante. Bien sûr, afin d’éviter d’alourdir son contenu, nous ne reproduisons pas le texte intégral de l’article.

Ce qu’en dit le Code

Dans cette optique, le Code spécifie le nombre maximal de conducteurs et de dispositifs permis dans une boîte, c’est-à-dire le volume de remplissage. Par conséquent, il indique aux installateurs et aux concepteurs le format des boîtes à sélectionner pour recevoir tous les conducteurs et dispositifs requis par l’installation. Il permet ainsi de s’assurer d’avoir un volume libre adéquat et sécuritaire dans les boîtes afin d’éviter des surprises ultérieurement. De façon intuitive, l’article 12-3034 du Code énonce, à son premier paragraphe, une condition qui va de soi: «Les boîtes doivent être assez grandes pour que l’espace utilisable puisse contenir tous les conducteurs isolés…». Remarquez que le Code ne tient pas du tout compte des conducteurs nus. D’autre part, quiconque œuvrant dans le domaine sait que la limite du nombre de conducteurs dans une boîte n’est pas qu’une question liée à la sécurité, mais également une question pratique.

Quelques définitions

Comme il est essentiel de parler le même langage, nous précisons d’abord la signification de certains termes utilisés dans l’article 12-3034.

Dispositif de fixation de luminaire et support fileté pour tige

L’usage de ces termes est de moins en moins répandu de nos jours. Sans mettre beaucoup d’efforts à les définir, disons tout de même qu’il s’agit de dispositifs qui viennent encombrer le volume interne d’une boîte pour permettre la fixation d’un luminaire après cette dernière. Comme la grande majorité des supports de montage de luminaire sont aujourd’hui construits de manière à ne pas empiéter sur le volume de la boîte, nous nous limitons à cette précision.

Brides de montage et étriers

Ces deux termes doivent être vus comme des synonymes. En fait, il s’agit de la partie habituellement métallique qui permet de fixer le dispositif sur la boîte, comme on peut le voir dans les figures, plus bas.

Dispositif en affleurement

Ce terme signifie que le dispositif ne sort pratiquement pas du mur lorsqu’il est installé. Il occupe plutôt un espace dans la boîte lorsque le couvercle est installé, comme on peut le voir à la figure 1. Puisque la majorité des dispositifs est aujourd’hui de ce type, il est plutôt rare d’en voir émerger de la boîte, sauf pour la plupart des thermostats électroniques. Pour ces derniers, on doit considérer certains modèles ayant une partie qui occupe de façon évidente l’intérieur de la boîte comme étant des «dispositifs en affleurement», bien que ce ne soit pas la majorité des modèles sur le marché qui soit construit de cette façon. On interprète donc ce terme au sens large afin de conserver sa signification, qui vise à considérer le volume réduit disponible dans la boîte lorsque justement le dispositif vient en occuper une partie.

Volume (ml ou cm³)

Les termes «cm³» et «ml» sont considérés comme équivalents. Toutefois, nous n’utilisons que le terme «cm³» pour discuter de volume dans le texte.

Choix d’une méthode pour le calcul du volume requis

L’article 12-3034 propose deux méthodes distinctes pour calculer le volume requis:

• Méthode A: Calcul du nombre de conducteurs équivalents (pour satisfaire aux critères du tableau 23 du Code); ou
• Méthode B: Calcul du volume requis (notamment à l’aide du tableau 22 du Code).

Méthode A: nombre de conducteurs équivalents (critères du tableau 23 du Code)

La méthode A étant la plus rapide, il est normal de chercher à l’utiliser d’emblée. Cependant, pour l’employer, on doit obligatoirement satisfaire aux conditions suivantes:

• la boîte choisie se situe dans les désignations présentes au tableau 23 du Code;
• il n’y a pas de dispositif qui occupe plus de 2,54 cm entre la bride de montage (étrier) et l’arrière du dispositif (voir la figure 1); et
• tous les conducteurs sont de même grosseur (à l’exception de ceux de grosseurs 16 et 18 AWG alimentant des luminaires montés sur la boîte qui les contient).

Si au moins l’une de ces conditions n’est pas remplie, on doit impérativement prendre la méthode B. Le calcul est relativement simple puisqu’il s’agit uniquement de vérifier le nombre équivalent de conducteurs que requiert l’installation et de trouver la ou les boîtes qui sont de grosseurs suffisantes. On effectue le calcul à partir des données du tableau A.

Tableau A: calcul du nombre de conducteurs équivalents pour utiliser le tableau 23 du Code

Éléments présents	Équivaut à
Conducteurs nus	0 conducteur
Conducteur isolé dont aucune extrémité ne sort de la boîte	0 conducteur
Conducteur isolé de grosseur 16 ou 18 AWG alimentant des luminaires montés sur la boîte qui les contient	0 conducteur
Conducteur isolé ne faisant que traverser une boîte sans raccordement à l’intérieur de celle-ci	1 conducteur
Conducteur isolé entrant ou sortant de la boîte et relié à une borne ou à un connecteur	1 conducteur
Dispositif de fixation de luminaires ou de support filetés pour une tige	1 conducteur
Dispositif en affleurement, muni d’une seule bride de montage (étrier)	2 conducteurs
1 connecteur muni de capuchon isolant	0 conducteur
2 ou 3 connecteurs munis de capuchon isolant	1 conducteur
4 ou 5 connecteurs munis de capuchon isolant	2 conducteurs
6 ou 7 connecteurs munis de capuchon isolant	3 conducteurs

On se rapporte ensuite au tableau 23 du Code pour savoir si la boîte que l’on désire prendre permet le nombre total de conducteurs requis. 

Méthode B: calcul du volume requis (notamment selon le tableau 22 du Code)

Il est nécessaire d’employer cette seconde méthode si la méthode A ne peut être utilisée. Elle consiste à calculer le volume requis par les items présents dans la boîte. Le tableau 22 du Code indique les volumes à considérer pour chaque conducteur en fonction de sa grosseur. Les items mentionnés plus haut dans le tableau A doivent aussi être considérés, mais cette fois-ci, on ne les calcule pas comme étant le nombre de conducteurs spécifié dans ce tableau, mais plutôt selon le volume occupé par ce nombre. Par exemple, si l’on a 2 ou 3 connecteurs munis de capuchons isolants qui sont utilisés pour joindre des conducteurs de grosseur 14 AWG, on doit considérer un volume occupé par ceux-ci comme étant d’une valeur de 24,6 cm³. D’autre part, si les conducteurs sont de grosseur 10 AWG, le volume à considérer pour les connecteurs utilisés (2 ou 3) sera plutôt de 36,9 cm³, tel qu’on le retrouve au tableau 22 du Code. Enfin, si le connecteur muni de capuchon isolant joint des conducteurs de différentes grosseurs, le conducteur le plus gros doit être considéré comme la référence. Cependant, on ne doit pas utiliser la donnée du tableau A concernant le volume équivalent proposé pour un dispositif ayant une profondeur de plus de 2,54 cm. En effet, dans ce cas, il faut obligatoirement utiliser la méthode de calcul énoncée au paragraphe 3) de l’article pour déterminer le volume à considérer pour le dispositif. Ainsi, un dispositif ayant une profondeur de 4 cm (entre la bride de montage et son dos) devra être considéré comme occupant un volume de 129 cm3 (4 x 82 ÷ 2,54), tandis qu’un dispositif semblable, mais ayant une profondeur de 2,4 cm et auquel sont reliés des conducteurs de grosseur 12 AWG sera considéré comme occupant un volume de 57,4 cm3 (2 x 28,7), puisqu’on le considère comme 2 conducteurs de grosseur 12 AWG, selon les données du tableau 22 du Code.

Calcul du volume disponible selon les données réelles

Les paragraphes 5) et 6) de l’article 12-3034 indiquent que le volume disponible d’une boîte peut être calculé à partir des dimensions réelles de cette dernière et que les connecteurs de boîtes, serre-fils et contre-écrous n’ont pas à être considérés dans le calcul du volume occupé. Par conséquent, la Régie du bâtiment du Québec (RBQ) accepte que le volume disponible soit calculé selon ces données réelles plutôt que selon celles mentionnées au tableau 23 du Code, pourvu qu’il n’y ait pas de marquage de volume spécifique sur la boîte. Rappelons que la norme de fabrication des boîtes spécifie que le marquage du volume n’est pas obligatoire si ce dernier a été évalué comme offrant au moins la valeur nominale indiquée au tableau 23 du Code. Cependant, certains fabricants procèdent au marquage; surtout si le volume disponible est supérieur au minimum spécifié.

Exemple 1: installation d’un interrupteur en utilisant la méthode A

On souhaite utiliser une boîte pour dispositifs de désignation 3 x 2 x 2 ½ ayant un volume nominal de 204 cm³ pour installer un interrupteur qui alimentera en électricité un luminaire extérieur. Comme on peut le voir à la figure 2, tous les conducteurs sont de grosseur 14 AWG. Ceux alimentant la lampe proviennent de la boîte. L’interrupteur est de type moderne en affleurement et a une profondeur de moins de 2,54 cm (entre la bride de montage et son dos). Le Code permet-il d’utiliser cette boîte?

Solution de l’exemple 1

Premièrement, on constate que cette boîte est d’utilisation courante et se trouve dans le tableau 23 du Code. Ensuite, il est clair qu’aucun dispositif n’est plus profond que 2,54 cm. Enfin, tous les conducteurs utilisés dans cette boîte sont effectivement de même grosseur. Par conséquent, on peut utiliser la méthode A en calculant le nombre de conducteurs à considérer de la manière décrite au tableau B.

Tableau B: calculs de l’exemple 1, selon la méthode A (voir figure 2)

Éléments présents	Équivaut à
Conducteurs nus	0 conducteur
Conducteurs isolés entrant ou sortant de la boîte et reliés à une borne ou à un connecteur	4 conducteurs
Interrupteur en affleurement (muni d’une seule bride de montage) de moins de 2,54 cm de profondeur	2 conducteurs
2 ou 3 connecteurs munis de capuchon isolant	1 conducteur
Total de conducteurs requis pour cette installation	7 conducteurs

En consultant le tableau 23 du Code, on voit que la boîte proposée dans l’énoncé permet jusqu’à 8 conducteurs. Comme les calculs effectués nous indiquent que notre projet exige 7 conducteurs, il satisfait donc aux exigences du Code.

Exemple 2: installation d’un interrupteur programmable en utilisant la méthode B

Après avoir réalisé l’installation décrite à l’exemple 1, quelques mois plus tard, votre client communique avec vous afin de procéder au remplacement de son interrupteur ordinaire par un interrupteur électronique programmable de nouvelle technologie. La figure 3 représente cet exemple. La distance mesurée entre la bride de montage et l’arrière du dispositif est présumée de 3,7 cm. On ne peut donc pas utiliser la méthode A).

Solution de l’exemple 2

Comme on doit absolument utiliser la méthode B, le paragraphe 3) de l’article indique qu’il faut réduire l’espace disponible d’un volume équivalent à ce qu’occupe le dispositif, selon ce qui est discuté plus haut (3,7 x 32,3). Ainsi, il occuperait un espace de 120 cm³. Le tableau 22 stipule que 24,6 cm³ doivent être considérés pour chaque conducteur isolé de grosseur 14 AWG. Comme nous avons 4 conducteurs de cette grosseur, ces derniers occupent donc un volume de 98,4 cm³. Aussi, puisqu’il y a 3 connecteurs, on doit les considérer comme équivalents à 1 conducteur dans le calcul (voir tableau A), soit 24,6 cm³. En additionnant l’espace requis par le dispositif à celui requis par les conducteurs, on obtient un total de 243 cm³. On retrouve un résumé des calculs dans le tableau C.

Tableau C: Calculs de l’exemple 2, selon la méthode B (voir figure 3)

Éléments présents	Équivaut à
Conducteurs de grosseur 14 AWG entrant dans la boîte et reliés à une borne ou à un connecteur	2 x 24,6 cm3
Conducteurs de grosseur 14 AWG sortant de la boîte et reliés à une borne ou à un connecteur	2 x 24,6 cm3
Dispositif (3,7 x 82 ÷2,54) ou (3,7 x 32,3)	120 cm3
Capuchons isolants (3)	1 x 24,6 cm3
Total du volume requis	243 cm3

Puisque le volume requis est supérieur à celui disponible dans la boîte existante de désignation 3 x 2 x 2 ½ qui est de 204 cm³, il faudra remplacer la boîte existante si l’on veut vraiment installer ce nouveau dispositif, sinon, il faudra convaincre le client qu’on ne peut faire la modification. Cependant, votre expérience vous permet de rassurer votre client et vous procéderez aux modifications sans trop de problèmes, en utilisant une boîte de désignation 3 x 2 x 3 qui offre un volume de 245 cm³.

Exemple 3: Installation d’un second circuit de chauffage, en utilisant la méthode B

Profitant de votre présence, votre client vous demande d’ajouter un câble afin d’alimenter un nouvel appareillage de chauffage à partir d’un thermostat existant. L’alimentation en électricité du thermostat provient d’un câble contenant 2 conducteurs de grosseur 12 AWG et le thermostat alimente déjà un appareil de chauffage en utilisant un câble semblable, mais ayant des conducteurs de grosseur 14 AWG. Après une vérification des exigences du Code, vous validez qu’un tel câble convient aussi pour la nouvelle portion. Le thermostat est présentement installé dans une boîte pour dispositifs de désignation 3 x 2 x 2 ½. Est-elle suffisamment grande pour procéder aux modifications en respectant encore le Code?

Solution de l’exemple 3

D’abord, comme il y a des conducteurs de différentes grosseurs, seule la méthode B qui se base notamment sur les données du tableau 22 du Code pourra être utilisée. Il faut donc utiliser les volumes indiqués au tableau 22. Le résultat obtenu est présenté au tableau D.

Tableau D: Calculs de l’exemple 3, selon la méthode B

Éléments présents	Équivaut à
Conducteurs de grosseur 12 AWG entrant dans la boîte et reliés à une borne ou à un connecteur	2 x 28,7 cm3
Conducteur de grosseur 14 AWG sortant de la boîte et reliés à une borne ou à un connecteur	4 x 24,6 cm3
Capuchons isolants (3)	1 x 28,7 cm3
Total du volume requis	185 cm3

La boîte existante pour dispositifs de désignation 3 x 2 x 2 ½ possède un volume nominal de 204 cm³. Elle vous permet ainsi de respecter les exigences prescrites à l’article 12-3034 puisque le volume requis de 185 cm³ est inférieur à celui de cette boîte. À la satisfaction de votre client, vous procéderez donc rapidement à l’ajout demandé.