Deux contenants circulaires sur une étagère peuvent sembler identiques par en dessous mais contenir des quantités de câble complètement différentes. C’est pourquoi un simple échange de luminaires devient souvent une visite supplémentaire chez le grossiste. Le diamètre est généralement le même, mais c’est la profondeur qui détermine des décisions importantes. Nous avons compilé une liste des types de contenants disponibles, leurs capacités telles que définies par les réglementations NEC sur le remplissage des boîtes, et comment la situation diffère dans le reste du monde.
Pour faire court, une boîte de sortie de plafond ronde est généralement identifiée par la norme nord-américaine de 4” (10,2 cm) de diamètre. Cependant, les variations en termes de profondeur et de volume de la boîte peuvent être très importantes, allant de 0,5” pour la boîte ronde de 4” (qui a un volume total de 6 in3) à 1,5” ou 2,125” (octogones de 4”) pour un volume de 15,5 in3 ou 21,5 in3 respectivement. Une boîte octogonale plus grande de 4-11/16” (11,8 cm) a un volume de 25,5, 29,5 ou 42,0 in3. Des boîtes peu profondes de 3,5” (8,9 cm) sont également disponibles. Cependant, au Royaume-Uni et en Irlande, la même chose est appelée « ceiling rose » avec un diamètre allant de 85 à 90 mm, ou une boîte encastrée commune mesurant 100×100×45 mm.
Un diamètre, quatre profondeurs : la famille des boîtes rondes
Les boîtes de plafond existent en deux variantes et plusieurs profondeurs. Les types peuvent être ronds (type bac ou boîte ronde à faible profondeur) et octogonaux (type octogonal, généralement ce à quoi on fait référence quand on parle de boîtes de plafond rondes). Les diamètres en options métalliques sont de 3-1/2 pouces ou 4 pouces pour les bacs, un diamètre de 4 pouces pour les octogones, et 4-11/16 pouces pour les types octogonaux plus grands utilisés dans les applications commerciales. Viennent ensuite les boîtes pour ventilateurs de plafond et les boîtes pour luminaires qui ont un diamètre de 5 pouces et 6 pouces respectivement, car ils appartiennent à une classification différente de produits.
La profondeur est ce qui importe en termes de capacité selon le tableau NEC 314.16(A), et l’écart entre un octogone de 1-1/2 pouce et un de 2-1/8 pouces correspond à 6 pouces cubes, ce qui représente environ la capacité pour accueillir 2,5 conducteurs 14 AWG supplémentaires. En général, cet écart fait la différence entre succès et échec lors du contrôle du remplissage de la boîte.
| Type de boîte | Diamètre | Profondeur | Volume | Conducteurs 14 AWG max |
|---|---|---|---|---|
| Bac rond | 4 po (102 mm) | 1/2 po (13 mm) | 6 po³ | Conducteurs uniquement, pas de dispositif |
| Octogone | 4 po (102 mm) | 1-1/4 po (32 mm) | 12,5 cu in | 6 |
| Octogone | 4 po (102 mm) | 1-1/2 po (38 mm) | 15,5 cu in | 7 |
| Octogone (certifié ventilateur) | 4 po (102 mm) | 2-1/8 po (54 mm) | 21,5 cu in | 10 |
| Octogone, grand | 4-11/16 po (119 mm) | 1-1/4 po (32 mm) | 25,5 cu in | 11 |
| Octogone, grand | 4-11/16 po (119 mm) | 1-1/2 po (38 mm) | 29,5 cu in | 13 |
| Octogone, grand profond | 4-11/16 po (119 mm) | 2-1/8 po (54 mm) | 42,0 cu in | 21 |
À côté de ces boîtes se trouvent des boîtes non métalliques qui ont des chiffres légèrement différents du fait qu’elles sont moulées au lieu d’être embouties. Par exemple, une boîte de plafond non métallique de 4 pouces de diamètre et 2-1/4 pouces de profondeur aura un volume d’environ 20 pouces cubes tandis que celle de 2-3/4 pouces de profondeur varie entre environ 18 et 20 pouces cubes, selon la méthode de moulage et la présence de pinces intégrées. Le tableau NEC ne considère pas l’utilisation de boîtes en plastique car elles doivent avoir leur capacité indiquée.
Pourquoi les boîtes rondes et octogonales existent-elles ?
Une boîte électrique de forme rectangulaire fonctionne généralement au plafond, ce qui signifie que la forme de la boîte est davantage liée à la conception du luminaire. Pour un luminaire, une boîte ronde ou octogonale offre une surface uniforme pour que la coupole repose dessus. Lors de l'utilisation d'une boîte octogonale, la rotation de la coupole est possible et elle couvrira toujours l'ouverture de la boîte. Un autre avantage est le fait que la boîte octogonale ou ronde possède des vis de fixation 8-32 placées à l'espacement standard de 2-3/4 pouces ou 3-1/2 pouces que l'on trouve dans tout support de montage pour luminaires.
La forme octogonale présente un avantage supplémentaire : ses côtés plats permettent des découpes qui dirigent les fils dans la bonne direction lorsqu'on travaille avec une grille de plafond. Cela signifie que les fils peuvent entrer dans la boîte par le côté le plus approprié sans créer de tension dans les fils.
La profondeur est le chiffre qui compte, et le remplissage de la boîte est la manière de le vérifier.
Tous les fils, lorsqu'ils passent dans la boîte pour des connexions, des épissures ou des terminaisons, occupent de l'espace. En plus des fils, les dispositifs, les mises à la terre et les dispositifs de serrage utilisent également de l'espace. Un dispositif est compté par son châssis plutôt que par le nombre de prises qu'il comporte, donc un duplex prise électrique correspond à une seule allocation de dispositif, pas deux. Conformément au tableau 314.16(B), il faut prendre en compte qu'un fil 14 AWG occupe 2,00 pouces cubes, tandis qu'un fil 12 AWG occupe 2,25 pouces cubes. Le châssis compte pour deux fils de la plus grande taille utilisée, tous les fils de mise à la terre ensemble comptent pour un seul fil, et les dispositifs de serrage comptent pour un autre.
Prenons maintenant une vraie boîte de plafond. Une boîte octogonale de 4 pouces par 2-1/8 pouces a un volume de 21,5 pouces cubes. Avec un seul câble 14/3 entrant et seulement un câble 14/2 sortant pour une ligne d'interrupteur. Ainsi, vous avez cinq conducteurs qui transportent le courant à 2,00 chacun, une mise à la terre à 2,00, et un dispositif de serrage à 2,00, totalisant 14 pouces cubes, vous laissant 7,5 pouces cubes. Mais que se passe-t-il si vous utilisez un fil 12 AWG et ajoutez un variateur sur le châssis ? Alors tout le volume disponible sera rapidement utilisé. Les mêmes calculs, adéquats pour un pendentif, peuvent ne pas suffire pour un interrupteur intelligent si la boîte s'avère insuffisante pour le câblage utilisé.
Juste à côté de cette considération se trouve une autre question, se référant à la section suivante du vocabulaire. Le terme “ gang ” fait référence aux dispositifs et non aux ouvertures, ce qui signifie que même s'il y a de nombreux fils dans la boîte, une boîte avec un variateur est déjà comptée comme un gang.
| Élément compté | Allocation de volume | Notes |
|---|---|---|
| Chaque conducteur 14 AWG | 2,00 pouces cubes | Compté s'il se termine ou s'épisce dans la boîte |
| Chaque conducteur 12 AWG | 2,25 pouces cubes | Même règle, allocation plus grande |
| Toutes les mises à la terre de l'équipement | 1 allocation à la plus grande taille | Le NEC 2020 et les versions ultérieures ajoutent un quart d'allocation au-delà de quatre |
| Chaque châssis d’appareil | 2 × conducteur le plus grand sur ce châssis | Un variateur ou un GFCI compte comme un châssis |
| Serre-câbles internes | 1 allocation à la plus grande taille | Les connecteurs externes ne nécessitent pas de marge |
| Brins de connexion inférieurs à 15 cm | 0 | Les deux extrémités à l’intérieur du boîtier |
Octogonal, rond ou carré : les distinguer à vue
Étudiez attentivement les coins. Une structure octogonale véritable présente huit arêtes droites et des ruptures angulaires ; cependant, une forme ronde est appelée cercle avec une bride peu profonde ne comportant aucune arête plate ; un boîtier carré a quatre coins et mesure généralement 4 × 4 pouces. La forme carrée est souvent confondue avec un boîtier de plafond, et elle ne doit pas être négligée car le volume du boîtier carré de 4 pouces est égal à 30,3 pouces cubes, ce qui est en réalité une fois et demie plus grand que l’octogonal de même diamètre et hauteur.
Le matériel de montage rend également la distinction plus claire. Les octogones et les boîtiers pour plafonds sont fournis avec des supports ou des clous captifs pour le montage sur une poutre ou entre les poutres. Les boîtiers carrés sont généralement installés par les côtés et sont principalement utilisés comme boîtiers de jonction ou boîtiers d’appareils de jonction avec la bague de finition, qui est aussi la méthode de conversion d’un boîtier carré en point de montage rond pour le luminaire en cas de besoin. C’est là que la distinction entre simple et multiple commence à poser problème, car une bague double ne rentrera pas dans un octogonal de 4 pouces, peu importe comment le câblage est arrangé.
Boîtier pour luminaire versus boîtier pour ventilateur : les chiffres de poids
Le boîtier de luminaire doit pouvoir supporter le poids, et des classifications de poids s’appliquent également. Les boîtiers standard pour luminaires de plafond et les boîtiers octogonaux sont conçus pour supporter uniquement une charge de 50 lb (22,7 kg), et ils ne sont explicitement pas destinés à un usage avec ventilateur de plafond sauf indication contraire. Un boîtier d’installation pour ventilateur de plafond est soit solidement fixé à une solive, soit monté de manière sécurisée et classé pour supporter un ventilateur, généralement avec un poids maximal de 35 lb (15,9 kg) pour le ventilateur plus 50 lb pour le luminaire.
C’est l’une des erreurs les plus courantes dans les travaux de plafond : installer un ventilateur dans un boîtier conçu pour un luminaire. Le boîtier peut sembler identique et avoir la même taille, mais sa classification n’est pas la même, et un câblage soigné ne compense pas le fait que la capacité de support de poids n’a jamais été attribuée au boîtier.
En dehors de l’Amérique du Nord : tailles métriques et rosace de plafond
Au Royaume-Uni et en Irlande, ils utilisent le même dispositif appelé rosace de plafond. La taille standard du point de raccordement est de 85 ou 90 mm de diamètre et est fabriquée en plastique blanc. Elle est régulée par la norme BS 67, qui gère le mécanisme d’arrangement des bornes et la protection contre la traction, et elle est classée pour une capacité de 6 A à 250 V — une valeur adaptée à un circuit d’éclairage domestique fortement équipé en LED. Les rosaces décoratives en laiton, chrome ou plâtre ont un diamètre allant de 150 mm à 250 mm et sont choisies en fonction du design et de l’apparence plutôt que de la capacité.
Il existe une autre famille de boîtes caractérisées comme des boîtes encastrées métriques. L'une des boîtes rondes européennes peut être marquée avec un diamètre de 100 mm et une profondeur de 46 mm, comportant dix entrées pour conduit de 25 mm et est étiquetée conforme à BS EN 60670-1 et BS EN 60670-22. Ces boîtes carrées mesurent généralement 100 x 100 x 45 mm. C'est la même contrainte qui façonne Formats de plaques de prises murales et d'interrupteurs au Royaume-Uni, qui sont conçus avec un profil arrière peu profond précisément parce que les boîtes derrière eux sont peu profondes.
| Région | Pièce typique | Diamètre / taille | Profondeur | Norme |
|---|---|---|---|---|
| États-Unis / Canada | Boîte de plafond octogonale | 4 po (102 mm) | 1-1/2 po ou 2-1/8 po | NEC 314.16, NEMA OS-1 |
| États-Unis / Canada | Boîte de plafond non métallique | 4 po (102 mm) | 2-1/4 po ou 2-3/4 po | NEMA OS-2, capacité marquée |
| Royaume-Uni / Irlande | Rosace de plafond à boucle | 85-90 mm | Environ 25-30 mm | BS 67, 6 A / 250 V |
| Royaume-Uni / Irlande | Rosace de plafond décorative | 150-250 mm | Dépend du luminaire | Anglée comme décorative |
| Europe | Boîte de connexion encastrée ronde | Ø 100 mm | 45-46 mm | BS EN 60670-1 / -22 |
Marques, et pourquoi les dimensions diffèrent de toute façon
Toutes les entreprises que nous connaissons, RACO (Hubbell), Carlon (Thomas & Betts), Steel City (Eaton), Arlington, Appleton et Southwire sont heureuses de fournir des données dimensionnelles, et dans le cas des octogones en acier, leurs dimensions sont pratiquement conformes au tableau ci-dessus puisque cette boîte doit s'adapter aux canopées standard. L'exception concerne les boîtes moulées, car une boîte de plafond en PVC de 4 pouces développée par une entreprise peut avoir un volume de 20 po³ avec une profondeur de 2,5 po tandis qu'une autre aura un volume de 18 po³, la variation dépendant non pas de la norme, mais de l'épaisseur des parois de la boîte, des pinces intégrées et du nombre d'ouvertures.
C'est la raison pour laquelle la capacité marquée est plus importante que la taille nominale, et c'est pourquoi NEC 314.16(A) impose la nécessité de marquer les boîtes de moins de 100 po³ par leur volume. Si le marquage a été recouvert de peinture, utilisez plutôt des outils de mesure : le diamètre interne, la profondeur interne jusqu'à l'arrière de la boîte doivent être mesurés puis comparés aux valeurs publiées dans le catalogue du fabricant.
Comment dimensionner le remplacement avant d'acheter
La meilleure façon de réussir une installation est d'effectuer quatre mesures puis une vérification. Commencez par mesurer l'ouverture du trou au plafond. Cela vous donnera le diamètre requis pour la canopée du luminaire. Ensuite, mesurez la profondeur du trou, en utilisant soit une règle soit un fil rigide. Ensuite, comptez les conducteurs électriques qui sortent déjà de la boîte de jonction, ainsi que le calibre du fil. Enfin, vérifiez le volume ou le volume du catalogue. Sur la base de ces informations, vous pouvez décider si vous avez affaire à un luminaire ou à un ventilateur, et il est essentiel de le savoir, car le choix dépendra du type d'appareil plutôt que de sa taille.
En cas de remplacement de la boîte peu profonde par une qui nécessite plus d'espace pour le câblage, une boîte octogonale de 4 pouces à 2-1/8 pouces offre 21,5 po³ d'espace tout en conservant l'espacement standard du luminaire. Si plus d'espace est réellement nécessaire, une boîte de 4-11/16 pouces avec un anneau en plâtre fera l'affaire.
Pourquoi nous nous soucions des tailles de boîtes lorsque nous fabriquons des interrupteurs et des prises
Un contexte important concernant la position de GOG. Nous produisons des dispositifs de câblage, c’est-à-dire des interrupteurs, des prises, des variateurs et des interrupteurs intelligents en quantités de gros et OEM, mais nous ne fabriquons pas de boîtes de jonction. Néanmoins, nous nous intéressons aux dimensions des boîtes de jonction, car la majorité des plaintes des installateurs ne concernent pas un dysfonctionnement du dispositif, mais le fait que le dispositif ne rentre pas dans la boîte. Les interrupteurs intelligents sont plus profonds que les mécaniques, et les variateurs sont plus profonds que les interrupteurs intelligents car ils possèdent des dissipateurs thermiques assez volumineux. Une installation en 12 AWG occupe l’espace de la boîte plus rapidement qu’une installation en 14 AWG.
Ainsi, lorsque quelqu'un nous demande quel variateur choisir pour une pièce avec des boîtes de plafond peu profondes, nous commençons la réponse par le volume. Choisissez d'abord l'enceinte, puis l'appareil qui s'y adapte — dans le même ordre que nous suggérerions lorsque la sélection des dispositifs de câblage dans tout un bâtiment, où les profondeurs des boîtes sont rarement uniformes d'un étage à l'autre.
FAQ
Quelles sont les tailles standard des boîtes de jonction de plafond ?
La norme reconnue pour les boîtes en acier est la boîte ronde de 4 pouces avec fond plat d'une profondeur d'un demi-pouce (environ équivalente à 6 pouces cubes), la boîte octogonale de 4 pouces qui peut avoir 1-1/2 pouce, 2-1/8 pouces et enfin, la boîte octogonale de 4-11/16 pouces qui peut avoir des dimensions de 1-1/4 pouce, 1-1/2 pouce et enfin 2-1/8 pouces (avec des capacités de 25,5, 29,5 et 42,0 pouces cubes). Des équivalents non métalliques existent, d'environ 20 pouces cubes de taille tout en ayant une profondeur de 2-1/4 pouces.
Quel est le diamètre d'une boîte de jonction ronde ?
4 pouces (102 mm) est le plus fréquemment trouvé dans les systèmes d'induction électromagnétique de plafond résidentiels et commerciaux légers. Des plaques d'éclairage à dessus plat sont également disponibles en tailles de 3-1/2 pouces (89 mm). Les boîtes octogonales commerciales plus grandes mesurent 4-11/16 pouces (119 mm), tandis que les installations plus lourdes peuvent utiliser des boîtes de tailles 5 pouces et 6 pouces. La norme métrique pour les boîtes circulaires est Ø 100 mm.
Quelles sont les dimensions standard d'une boîte de plafond ?
La dimension correspond au produit du diamètre et de la profondeur, mais la profondeur serait variable. Ainsi, un octogone 4 x 1,5″, un octogone 4 x 2,125″, ainsi qu'un octogone 4,6875 x 2,125″ existent pour contenir respectivement 15,5, 21,5 et 42,0 pouces cubes. Fournissez toujours les deux chiffres, car dire qu'il s'agit d'une “ boîte de 4 pouces ” ne vous indique pas combien de fils elle peut contenir.
Peut-on monter un ventilateur de plafond dans une boîte de plafond ronde ?
À condition que la boîte évaluée soit utilisée. Les boîtes octogonales standard et les modèles actuellement standard sont évalués pour des luminaires jusqu'à 50 lbs (22,7 kg), ce qui signifie qu'elles ne conviennent pas aux installations de ventilateurs. Les boîtes évaluées pour ventilateurs sont conçues pour être renforcées et porter leurs propres évaluations pour ventilateurs et luminaires, alors assurez-vous de vérifier les étiquettes avant de fixer tout luminaire de plafond.
Comment trouver le volume si la boîte n'est pas marquée ?
Vous pouvez prendre une mesure du diamètre interne et de la profondeur interne, puis consulter le catalogue du fabricant ; c'est le même diamètre de 4 pouces, présent en plusieurs profondeurs, et les volumes ne résultent pas des mesures prises de l'extérieur. Les boîtes non métalliques sont normalement marquées, donc une absence de marquage suggère généralement de la peinture, et un grattage rapide sur la surface intérieure le révèle habituellement.
Références
- NFPA — NFPA 70 National Electrical Code, Article 314 Boîtes de sortie, de dispositifs, de tirage et de jonction
- NEMA — OS-2 Boîtes de sortie non métalliques, boîtes de dispositifs, couvercles et supports de boîte
- NEMA — OS-1 Boîtes de sortie en tôle d'acier et supports de boîte
- UL Solutions — UL 514A Boîtes de sortie métalliques
- BSI — BS 67 Spécification pour rosaces de plafond
- Hubbell RACO — Données du catalogue des boîtes et couvercles en acier
- Carlon — Tableaux de capacité des boîtes non métalliques
Conclusion
Les boîtes de sortie de plafond rondes régulières mesurent 4 pouces de diamètre et la clé réside dans leur profondeur. La boîte demi-pouce permet des ajustements uniquement pour les luminaires et les éléments de moindre importance ; l’octogone de 1 1/2 pouce a un volume de 15,5 pouces cubes et convient aux installations de suspensions et de spots encastrés ; l’octogone standard mesurant 2 1/8 pouces offre un volume de 21,5 pouces cubes et est généralement utilisé lors de l’installation d’un ventilateur et éventuellement de tout dispositif IoT ; les boîtes 4-11/16 avec un volume maximal de 42,0 pouces cubes sont nécessaires lorsqu’une sortie de plafond devient un boîtier de jonction. Sélectionnez une boîte pour commencer, déterminez le nombre de fils à l’intérieur, indiquez si vous avez un luminaire ou un ventilateur à disposition, puis choisissez une boîte appropriée. Effectuer ces étapes dans cet ordre explique pourquoi certaines installations de plafond ne durent pas plus de 20 minutes tandis que d’autres nécessitent trois tentatives.
