Les symboles normalisés en physique-chimie : tableau complet et règles de tracé

Un langage sans mots

Demandez à cinq élèves de dessiner une pile plate. Vous obtiendrez cinq dessins différents : l’un soignera les lames, l’autre l’étiquette, un troisième oubliera les bornes. Aucun ne sera faux, aucun ne sera vraiment lisible, et surtout personne ne saura dire au premier coup d’œil dans quel sens la pile est branchée.

C’est pour cette raison que la physique dispose d’un langage graphique universel : les symboles normalisés. Chaque composant électrique y est représenté par un dessin simple, conventionnel, identique dans le monde entier. Un électricien japonais et une élève de 5e française tracent la même lampe : un cercle barré d’une croix. Ce langage se lit sans traduction, se trace en trois secondes, et ne laisse aucune place à l’interprétation.

Le programme du cycle 4 demande de connaître les symboles des dipôles usuels, de lire un schéma normalisé et d’en tracer un à partir d’un montage réel. Cette page rassemble tous les symboles utiles au collège, la correspondance avec les composants réels, les règles de tracé, les fautes à éviter, et une fiche imprimable à garder dans le classeur.

Du composant réel au symbole

Le premier obstacle, quand on apprend à schématiser, est de faire le lien entre l’objet posé sur la paillasse et le dessin à tracer sur le cahier. Le symbole ne ressemble pas au composant : il en retient seulement ce qui compte électriquement, les deux bornes et la fonction.

Trois remarques sur cette correspondance. D’abord, le symbole de la pile est le seul à porter une information de polarité : le trait long et fin est la borne +, le trait court et épais la borne −. Ensuite, la lampe et le moteur partagent la même forme de base, le cercle, et ne se distinguent que par leur contenu : une croix pour la lampe, un M pour le moteur. Enfin, l’interrupteur est le seul dont le symbole change selon son état : trait posé (fermé) ou relevé (ouvert).

La planche complète des symboles

Voici les douze symboles à connaître au collège, classés par famille. Les quatre premiers sont des générateurs, les quatre suivants des récepteurs, les quatre derniers des dipôles de commande et de mesure.

Dipôle	Symbole	Comment le reconnaître	Sens de branchement
Pile	deux traits inégaux	trait long et fin = borne +	oui, polarisé
Batterie	plusieurs paires de traits	des piles en série	oui, polarisé
Générateur	cercle avec G	source non précisée, + indiqué à côté	oui, polarisé
Alimentation	rectangle avec + et −	source réglable du laboratoire	oui, polarisé
Lampe	cercle barré d’une croix	la croix traverse tout le cercle	non
Moteur	cercle avec M	M pour moteur	sens de rotation
Résistor	rectangle vide	valeur inscrite à côté (220 Ω)	non
Diode	triangle contre une barre	la pointe donne le sens passant	oui, polarisé
DEL	diode + deux flèches sortantes	flèches vers l’extérieur = lumière émise	oui, polarisé
Interrupteur ouvert	deux points, trait relevé	le trait ne touche qu’un point	non
Interrupteur fermé	deux points, trait posé	le trait joint les deux points	non
Ampèremètre	cercle avec A	se branche en série	bornes COM et A
Voltmètre	cercle avec V	se branche en dérivation	bornes COM et V

Sources : norme internationale CEI 60617 « Symboles graphiques pour schémas », reprise en France par la norme NF EN 60617 ; programme de cycle 4 (BO) pour les symboles exigibles.

Un peu d’histoire : pourquoi une norme ?

Au XIX^e siècle, chaque constructeur, chaque école, chaque pays dessine les circuits à sa manière. Les premiers manuels d’électricité représentent la pile par le dessin d’une colonne de disques, la lampe par une ampoule en forme de poire, l’interrupteur par une main sur un levier. Lire un schéma étranger demande un effort de traduction, et les erreurs de montage sont fréquentes dans une industrie qui devient internationale.

La Commission électrotechnique internationale (CEI, en anglais IEC) est fondée à Londres en 1906 précisément pour mettre fin à cette confusion, avec Lord Kelvin comme premier président. Elle normalise les unités, puis les symboles. Après plusieurs séries de publications nationales et régionales, la norme CEI 60617 paraît en 1983 et devient la référence mondiale ; elle est régulièrement révisée et compte aujourd’hui plus de 1 750 symboles, dont une douzaine seulement sont au programme du collège.

Il subsiste une exception notable : les États-Unis et le Canada utilisent encore, pour certains composants, les symboles de la norme ANSI, où le résistor se dessine en zigzag plutôt qu’en rectangle. C’est pourquoi l’on rencontre les deux formes sur Internet et dans les logiciels de simulation. En France et dans la quasi-totalité du monde, le rectangle est la forme normalisée.

Les règles de tracé d’un schéma

Connaître les symboles ne suffit pas : encore faut-il les assembler selon des conventions qui rendent le schéma lisible. Un schéma normalisé n’est pas un dessin d’observation, c’est un plan.

En cas de dérivation, deux règles supplémentaires s’ajoutent : les nœuds (points où au moins trois fils se rejoignent) se marquent par un gros point noir, et l’on évite les croisements de fils ; s’il en faut un, on le dessine sans point, pour signaler qu’il n’y a pas de connexion. Ces conventions sont détaillées sur la page des circuits en série et en dérivation.

Du montage réel au schéma

C’est l’exercice type, posé en contrôle comme au brevet. Il s’agit de traduire un montage photographié ou décrit en un schéma normalisé.

La méthode tient en quatre gestes : partir de la borne + du générateur, suivre les fils de dipôle en dipôle en notant l’ordre rencontré, revenir à la borne −, puis reporter cet ordre sur un rectangle tracé à la règle. Ce qui compte n’est pas la ressemblance avec la photo, mais la fidélité de l’ordre et des connexions.

Le schéma, une fois tracé, sert d’outil de raisonnement. C’est sur lui que l’on repère un court-circuit, que l’on compte les nœuds et les branches, et que l’on écrit les lois du chapitre. Par exemple, pour un circuit en série lu sur un schéma :

$$I=I_1=I_2{U}_G=U_1+U_2$$

Exemple 1 — Traduire une description en schéma

« Une pile plate est reliée par un fil à un interrupteur ouvert ; l’autre borne de l’interrupteur est reliée au culot d’une lampe ; le plot de la lampe est relié à l’autre borne de la pile. » Décrire le schéma à tracer.

Ordre le long de la boucle depuis la borne + : pile → interrupteur → lampe → retour à la pile. On trace un rectangle ; la pile sur le côté gauche, borne + en haut ; l’interrupteur ouvert (trait relevé, deux points) sur le côté haut ; la lampe (cercle + croix) sur le côté droit ; le côté bas est un simple fil. On nomme K et L, on marque le +. Comme K est ouvert, la lampe ne brille pas : on ne trace pas de flèche de courant.

Exemple 2 — Corriger un schéma

Un élève a tracé : un rectangle, une lampe dessinée dans le coin supérieur droit, une pile sur le côté gauche sans indication de borne, un interrupteur dont le trait touche les deux points, et un moteur représenté par un cercle vide.

Quatre corrections. (1) Déplacer la lampe au milieu d’un côté, jamais dans l’angle. (2) Ajouter la polarité de la pile (trait long = +) — indispensable ici, car le moteur est polarisé, son sens de rotation en dépend. (3) L’interrupteur trait posé est fermé : c’est correct, mais il faut l’écrire en légende pour lever l’ambiguïté. (4) Le cercle vide ne veut rien dire : ajouter le M du moteur.

Les symboles des autres domaines

La normalisation ne concerne pas que l’électricité. En chimie, les pictogrammes de danger (corrosif, inflammable, toxique) sont fixés par le règlement européen CLP : un losange blanc bordé de rouge, reconnaissable sur tous les flacons du laboratoire comme sur les produits ménagers. En optique, la lentille convergente se dessine par un segment fléché aux deux extrémités, la lentille divergente par des flèches inversées. En mécanique, une force se représente par un segment fléché partant de son point d’application.

Le point commun est toujours le même : un dessin conventionnel, simple et universel remplace un dessin d’observation, pour que l’information passe sans ambiguïté. C’est aussi ce qui permet aux logiciels de simulation de circuits, aux plans d’architecte électricien et aux notices de montage de se comprendre d’un pays à l’autre.

Exemple 3 — Lire un schéma inconnu

On vous présente un schéma comportant : un rectangle ; sur le côté gauche, deux traits inégaux ; sur le côté haut, deux points reliés par un trait posé, puis un rectangle vide ; sur le côté droit, un cercle avec un M ; sur le côté bas, un cercle avec un A. Que représente ce circuit ?

Côté gauche : une pile. Côté haut : un interrupteur fermé, puis un résistor. Côté droit : un moteur. Côté bas : un ampèremètre. Il s’agit donc d’un circuit en série comprenant une pile, un interrupteur fermé, un résistor, un moteur, et un ampèremètre qui mesure l’intensité du courant traversant l’ensemble. Le moteur tourne, et l’ampèremètre affiche la même intensité en tout point de la boucle.

Les erreurs classiques

Dessiner l’objet au lieu du symbole. Une ampoule en forme de poire, une pile avec ses lames : ce n’est pas un schéma normalisé. Cercle + croix pour la lampe, traits inégaux pour la pile.

Placer un dipôle dans un angle. Il devient illisible et l’on ne voit plus l’ordre des composants. Un dipôle se place au milieu d’un côté.

Tracer des fils courbes ou en diagonale. Les fils d’un schéma sont des traits droits, horizontaux ou verticaux, tracés à la règle.

Oublier la borne + de la pile. Sans elle, impossible de placer la flèche du courant ni de savoir si une diode est passante.

Laisser un cercle vide. Lampe (croix), moteur (M), ampèremètre (A), voltmètre (V), générateur (G) : le contenu fait le sens.

Confondre les flèches de la DEL. Elles sortent du symbole (lumière émise) ; des flèches entrantes désigneraient un capteur de lumière.

Ne pas préciser l’état de l’interrupteur. Ouvert ou fermé, cela change tout le fonctionnement du circuit ; on l’écrit en légende.

Écrire un symbole d’atome en deux majuscules. En chimie aussi la norme compte : CO (deux atomes) n’est pas Co (le cobalt), comme le rappelle la page sur les atomes et molécules.

Exercices corrigés

De la reconnaissance des symboles au tracé complet d’un schéma.

Exercice 1

Associer symbole et nom

5e●○○

Donner le nom du dipôle correspondant à chaque description de symbole :

1. Un cercle traversé par une croix de bord à bord.
2. Deux traits perpendiculaires au fil, l’un long et fin, l’autre court et épais.
3. Un rectangle vide sur le fil.
4. Un cercle contenant la lettre M.
5. Deux points reliés par un trait relevé en biais.
6. Un triangle dont la pointe touche une barre, avec deux flèches qui s’éloignent.

Voir la correction

1. Une lampe.
2. Une pile (trait long = borne +).
3. Un résistor.
4. Un moteur.
5. Un interrupteur ouvert.
6. Une DEL (diode électroluminescente).

Exercice 2

Repérer les fautes de tracé

5e●○○

Un élève rend un schéma présentant les caractéristiques suivantes. Pour chacune, dire si c’est correct ou fautif, et corriger si besoin.

1. Les fils sont tracés à main levée, légèrement ondulés.
2. La lampe est placée au milieu du côté droit.
3. La pile est dessinée avec deux traits de même longueur.
4. Deux lampes sont présentes, aucune n’est nommée.
5. Un interrupteur est dessiné sans légende, trait relevé.

Voir la correction

1. Fautif : les fils se tracent à la règle, droits.
2. Correct : un dipôle au milieu d’un côté.
3. Fautif : le trait de la borne + doit être plus long et plus fin que celui de la borne −.
4. Fautif : il faut les nommer L1 et L2 pour pouvoir en parler.
5. Incomplet : le trait relevé signifie ouvert, mais il faut l’écrire en légende (« K ouvert ») pour lever toute ambiguïté.

Exercice 3

Tracer un schéma en série

5e●●○

Décrire précisément le schéma d’un circuit comportant, dans cet ordre à partir de la borne + : une pile de 4,5 V, un interrupteur fermé K, une lampe L1, un moteur M, une lampe L2.

1. Combien de côtés a le rectangle ? Combien de dipôles à placer ?
2. Comment répartir les dipôles ?
3. Où indiquer la borne + ? Pourquoi est-ce important ici ?
4. Faut-il tracer une flèche de courant ? Dans quel sens ?

Voir la correction

1. Quatre côtés pour cinq dipôles : il faudra en placer deux sur un même côté (c’est autorisé s’ils ne sont pas dans un angle).
2. Par exemple : pile à gauche ; K et L1 en haut ; M à droite ; L2 en bas. L’ordre le long de la boucle doit être respecté.
3. Sur le côté gauche, au niveau de la pile. C’est important parce que le moteur est polarisé : son sens de rotation dépend du sens du courant.
4. Oui si elle est demandée : K est fermé, le courant circule. Elle part de la borne + et parcourt la boucle jusqu’à la borne −.

Exercice 4

Lire un schéma avec dérivation

4e●●○

Un schéma montre un rectangle ; sur le côté gauche, une pile ; sur le côté haut, un interrupteur fermé puis un cercle avec un A ; une branche verticale au centre porte un cercle barré d’une croix ; le côté droit porte un autre cercle barré d’une croix. Deux gros points marquent le haut et le bas de la branche centrale.

1. Nommer chaque dipôle.
2. Que signifient les deux gros points ?
3. Les deux lampes sont-elles en série ou en dérivation ?
4. Que mesure l’appareil du côté haut ? L’intensité qu’il affiche est-elle celle d’une seule lampe ?

Voir la correction

1. Une pile, un interrupteur fermé, un ampèremètre, et deux lampes.
2. Ce sont les nœuds : des points où au moins trois fils se rejoignent.
3. En dérivation : elles sont branchées entre les deux mêmes nœuds.
4. Il mesure l’intensité dans la branche principale. Ce n’est pas celle d’une seule lampe : c’est la somme des intensités des deux branches (loi des nœuds).

Exercice 5

Du montage au schéma

5e●●●

Sur une paillasse : une pile plate ; un fil relie sa grande lame à la première borne d’un interrupteur ; un deuxième fil relie la seconde borne de l’interrupteur à une patte d’un résistor ; un troisième fil relie l’autre patte du résistor à l’anode d’une DEL ; un quatrième fil relie la cathode de la DEL à la petite lame de la pile. L’interrupteur est fermé.

1. Établir l’ordre des dipôles le long de la boucle.
2. Décrire le schéma à tracer.
3. La DEL est-elle passante ? Justifier à partir du schéma.
4. À quoi sert le résistor ? Que se passerait-il sans lui ?

Voir la correction

1. Borne + (grande lame) → interrupteur → résistor → DEL → borne −.
2. Rectangle : pile à gauche (borne + en haut), interrupteur fermé en haut, résistor à droite (rectangle), DEL en bas avec la pointe du triangle orientée dans le sens du courant ; côté restant en simple fil.
3. Oui : le courant, sorti de la borne +, entre dans la DEL par l’anode (côté triangle), c’est le sens passant.
4. C’est la résistance de protection : elle limite l’intensité à environ 20 mA. Sans elle, la DEL serait traversée par un courant bien trop grand et grillerait.

Exercice 6

Schéma et raisonnement

4e●●●

On dispose d’une pile, de deux lampes L1 et L2, de deux interrupteurs K1 et K2 et de fils. On veut un circuit dans lequel K1 commande les deux lampes et K2 commande seulement L2.

1. Les lampes doivent-elles être en série ou en dérivation ? Justifier.
2. Où placer K1 ? Où placer K2 ?
3. Décrire le schéma complet (position de chaque symbole, nœuds).
4. Que se passe-t-il si K1 est ouvert et K2 fermé ? Si K1 est fermé et K2 ouvert ?

Voir la correction

1. En dérivation : en série, ouvrir un interrupteur couperait forcément les deux lampes, on ne pourrait pas en commander une seule.
2. K1 sur la branche principale (celle du générateur) ; K2 en série avec L2, dans sa branche dérivée.
3. Rectangle : pile et K1 sur le côté gauche et le côté haut ; une branche verticale centrale portant L1 ; le côté droit portant K2 puis L2. Deux nœuds marqués par des gros points en haut et en bas de la branche centrale.
4. K1 ouvert : rien ne fonctionne, il coupe toute la branche principale. K1 fermé et K2 ouvert : L1 brille seule, L2 reste éteinte.

Quiz : dix questions pour vérifier

1. Le symbole de la lampe est…

   un cercle avec un Mun cercle barré d’une croixun rectangleun triangle et une barre
2. Sur le symbole de la pile, la borne + est…

   le trait court et épaisle trait long et fintoujours à gauchemarquée par un cercle
3. Un cercle contenant la lettre A représente…

   une alimentationun ampèremètreun accumulateurun interrupteur
4. Le symbole du résistor en France est…

   un zigzagun rectangleun cercleun triangle
5. Un interrupteur dont le trait est relevé en biais est…

   ferméouverten panneun bouton-poussoir
6. Les deux flèches du symbole de la DEL…

   entrent dans le symbolesortent du symboleindiquent le sens du courantsignalent un danger
7. Dans un schéma normalisé, les fils sont…

   tracés à main levéedes traits droits tracés à la règletoujours colorésen pointillés
8. Où place-t-on un dipôle sur un schéma ?

   dans un angle du rectangleau milieu d’un côtén’importe oùà côté du rectangle
9. La norme internationale qui fixe les symboles électriques est…

   la norme CEI 60617le règlement CLPla norme NF C 15-100le système international d’unités
10. Sur un schéma avec dérivation, un gros point noir signale…

    une soudureun nœud (au moins trois fils reliés)une pannela borne +

Corriger le quizRecommencer

Fiche : ce qu’il faut retenir

Questions fréquentes

Pour continuer