Pompe immergée à 4 fils : pourquoi quatre fils et à quoi sert le coffret de démarrage

Quand on ouvre l’emballage d’une pompe de forage, on découvre souvent un câble à quatre fils, parfois accompagné d’un coffret. Les forums se perdent alors en questions sur le « boîtier de démarrage » et sur la couleur des fils à relier. Ce guide explique à quoi correspondent ces quatre fils, pourquoi un coffret est parfois obligatoire et ce qui relève d’un électricien. Il ne contient volontairement ni schéma de branchement ni pas-à-pas de câblage : le raccordement d’un moteur immergé se fait d’après le schéma de sa propre notice, et sous la responsabilité d’un professionnel.

Quatre fils, mais pas toujours la même chose

L’expression « quatre fils » désigne le nombre de conducteurs du câble, et ce nombre cache deux situations très différentes. Le fil de terre fait toujours partie du compte : le fabricant Franklin Electric rappelle que le fil de terre du moteur doit être relié à la terre de l’installation, avec un fil au moins aussi gros que les fils du câble moteur. Les trois autres fils sont les conducteurs de puissance. Selon le moteur, ils servent soit à un moteur monophasé à trois fils, soit à un moteur triphasé.

Une pompe monophasée « deux fils » n’a que deux conducteurs de puissance : avec la terre, son câble compte trois fils. C’est la plaque signalétique de la pompe, et non le nombre de fils lu sur le câble, qui dit s’il s’agit d’un moteur monophasé ou triphasé et sous quelle tension il fonctionne.

Le monophasé à trois fils : le coffret fait partie de l’ensemble

Un moteur monophasé a besoin d’un enroulement supplémentaire pour démarrer. Franklin Electric décrit deux solutions. Dans un moteur deux fils, l’interrupteur de démarrage est placé dans le moteur lui-même. Dans un moteur trois fils, il est placé à l’extérieur, dans un coffret de commande installé en surface : d’après la notice, ce coffret contient les condensateurs de démarrage, un relais de démarrage et, selon les tailles, des protections thermiques, des condensateurs de marche et des contacteurs. À la mise sous tension, le relais alimente l’enroulement de démarrage ; lorsque le moteur atteint sa vitesse, il l’ouvre, et le moteur continue sur son enroulement principal seul ou avec le condensateur de marche.

Les repères de couleur : propres à chaque fabricant

Pour ses moteurs, Franklin Electric désigne les fils de puissance par des couleurs : le fil jaune est commun aux deux enroulements, le noir correspond à l’enroulement principal et le rouge à l’enroulement de démarrage. La notice précise qu’on mesure l’enroulement principal entre le jaune et le noir, et l’enroulement de démarrage entre le jaune et le rouge. Ce repère est celui de ce fabricant. Chez un autre, les couleurs, les bornes du coffret et la façon de lire le schéma peuvent différer : la notice Grundfos des pompes SP indique simplement de connecter les moteurs monophasés comme indiqué dans le coffret de commande du moteur, et de vérifier que les couleurs correspondent lors des jonctions. Suivre un schéma trouvé en ligne pour un autre modèle peut détruire le moteur.

Le triphasé : trois phases et la terre

Un câble à quatre fils peut aussi alimenter un moteur triphasé : trois conducteurs pour les trois phases, plus la terre. Dans ce cas, il n’y a ni condensateur de démarrage ni enroulement auxiliaire, mais un démarreur et des protections. Grundfos demande, pour ses moteurs triphasés, un démarreur approprié qui protège contre une tension trop basse, une rupture de phase, un déséquilibre de courant et une surcharge.

Le triphasé a une particularité : le sens de rotation. Franklin Electric explique que pour trouver le bon sens, on fait tourner le moteur dans les deux sens, que la rotation qui donne le plus d’eau est en principe la bonne, et qu’on la change en intervertissant deux des trois fils. Grundfos prévient qu’il faut s’assurer que la pompe est complètement immergée avant de vérifier le sens de rotation, parce que la pompe et le moteur peuvent être gravement endommagés s’ils fonctionnent à sec. Cette opération se confie à un professionnel.

Sécurité : ce qu’on ne fait pas soi-même

Un coffret de démarrage renferme des condensateurs qui peuvent garder une charge après la coupure. Franklin Electric prévient que certains organes de commande peuvent retenir une tension mortelle une fois l’alimentation coupée, et demande d’attendre 5 minutes avant de retirer les capots ou de toucher aux composants internes. Il demande aussi que le moteur, le coffret, la plomberie métallique et tout métal à proximité soient reliés à la terre : le défaut de mise à la terre peut provoquer un choc électrique grave ou mortel.

Côté installation, les notices convergent : Grundfos demande un interrupteur général externe avec un intervalle d’isolement de 3 mm minimum entre pôles et un moteur relié à la terre, et la notice de DAB pour sa pompe Divertron exige un circuit protégé par un dispositif différentiel de 30 mA et une bonne mise à la terre, avec un branchement fait dans un endroit sec, à l’abri des inondations. Pour une installation neuve, faites établir par un électricien le circuit, la protection et le raccordement du coffret : c’est lui qui connaît les règles de la norme NF C 15-100 applicables à votre logement. Un câble de pompe endommagé ne se répare pas soi-même : Grundfos demande de le faire remplacer par le fabricant ou par une personne qualifiée.

Que faire quand la pompe ne démarre plus ?

Un moteur monophasé trois fils qui ne démarre pas peut avoir un coffret défaillant. Franklin Electric consacre un tableau de dépannage à ces cas, mais le diagnostic suppose de mesurer sous tension ou en résistance, et de connaître les valeurs du coffret : il revient à un professionnel. Pour une vérification de base, hors tension, vous pouvez consulter l’article sur ce qu’il faut faire quand une pompe immergée ne démarre pas, le guide pour tester une pompe immergée et la liste des pannes fréquentes.

Pour choisir le moteur lui-même, lisez le guide sur le dimensionnement d’une pompe immergée et l’article sur le fonctionnement d’une pompe immergée. Pour une pompe à très grande hauteur, voyez la page sur la pompe de forage 200 m. L’ensemble du sujet est présenté sur la page pompe immergée de puits et de forage.

Questions fréquentes