Le choix du matériau conducteur au sein des installations électriques du bâtiment fait l'objet d'un débat technique et économique récurrent. Si le cuivre s'est imposé comme le standard incontournable pour la distribution domestique terminale, l'aluminium gagne du terrain dès qu'il s'agit de distribuer de fortes puissances ou de longues liaisons (colonnes montantes d'immeubles, branchements extérieurs). Ce guide propose une analyse technique et normative comparative entre la conductivité et les propriétés physiques du cuivre et de l'aluminium.

Comparaison des caractéristiques physiques

Sur le strict plan de la physique des matériaux, le cuivre et l'aluminium présentent des comportements électriques, mécaniques et thermiques très différents :

1. La résistivité électrique (ρ)

La résistivité est l'aptitude d'un matériau à s'opposer à la circulation du courant. Plus elle est basse, plus le matériau est conducteur.

• Cuivre (Cu) : ρ = 1,72 × 10⁻⁸ Ω·m à 20°C. La norme NF C 15-100 retient une résistivité de 0,0225 Ω·mm²/m à la température de service des conducteurs (70°C).
• Aluminium (Al) : ρ = 2,82 × 10⁻⁸ Ω·m à 20°C. La norme retient une résistivité de 0,0360 Ω·mm²/m à température de service.

Verdict : La conductivité de l'aluminium représente environ 60% de celle du cuivre. Pour transporter un courant identique avec une chute de tension semblable, un conducteur en aluminium doit avoir une section environ 1,6 fois supérieure à celle d'un conducteur en cuivre.

2. Le poids et la densité

• Densité du cuivre : 8,9 kg/dm³.
• Densité de l'aluminium : 2,7 kg/dm³.

Verdict : L'aluminium est 3,3 fois plus léger que le cuivre. Même en tenant compte de la section supérieure nécessaire pour compenser sa moindre conductivité, un câble en aluminium pèse environ deux fois moins lourd que son équivalent en cuivre de même capacité. C'est un argument de poids pour la manutention et la pose de gros câbles en hauteur ou sous faux plafonds.

Les faiblesses mécaniques de l'aluminium et leurs solutions

Si l'aluminium présente un avantage économique évident (le cours de l'aluminium étant historiquement 3 à 4 fois moins élevé que celui du cuivre au kilo), ses propriétés mécaniques et chimiques imposent des contraintes d'installation sévères :

Le phénomène de fluage (Creep)

L'aluminium est un métal malléable. Sous l'effet d'une pression constante exercée par les vis d'un bornier de raccordement, l'aluminium se déforme lentement (il « flue ») au fil du temps. Cette déformation mécanique relâche la pression de serrage, ce qui augmente la résistance de contact électrique. Cette résistance accrue engendre un échauffement localisé (effet Joule), qui accélère encore le desserrage, pouvant conduire à un arc électrique et à un incendie.

• Solution : Les connexions sur câble aluminium doivent être réalisées à l'aide de borniers spécifiques à serrage élastique ou de cosses à sertir contrôlées, et vérifiées périodiquement.

L'oxydation rapide

Au contact de l'air, l'aluminium forme instantanément en surface une fine couche protectrice d'alumine (oxyde d'aluminium). Contrairement à l'oxyde de cuivre qui reste relativement conducteur, la couche d'alumine est un excellent isolant électrique. Si l'on raccorde un câble alu oxydé sans précaution, la résistance du contact sera très élevée.

• Solution : Avant le raccordement, il est obligatoire de brosser le conducteur alu pour retirer l'alumine, puis d'appliquer immédiatement une graisse de contact neutre (graisse contact alu) pour empêcher l'oxygène de recréer cette pellicule isolante.

La corrosion galvanique (Le couple bimétallique)

Lorsque le cuivre et l'aluminium entrent en contact physique direct en présence d'humidité, il se crée une pile galvanique en raison de leur différence de potentiel électrochimique. L'aluminium (métal le moins noble) subit une corrosion accélérée qui détruit le raccordement.

• Solution : Il est interdit de raccorder directement un fil alu sur une borne en cuivre ou laiton sans utiliser de raccord bimétallique Cu-Al ou de rondelles bimétalliques spécifiques.

Les règles de la norme NF C 15-100 en France

Pour limiter les risques liés au fluage et à l'oxydation, la NF C 15-100 encadre strictement l'usage de l'aluminium :

• Interdiction en résidentiel terminal : L'utilisation de conducteurs en aluminium est strictement interdite pour les circuits intérieurs terminaux des habitations (circuits prises, éclairages, électroménager). Tous ces circuits doivent obligatoirement être câblés en cuivre.
• Autorisation pour les liaisons principales : L'aluminium est autorisé pour le raccordement principal reliant le compteur de rue au tableau électrique intérieur (liaison de branchement individuel d'abonné), ou pour relier des sous-tableaux, à condition que la section soit au moins supérieure ou égale à 16 mm² en aluminium.