Picotement Mac en charge : comment mesurer le phénomène et le réduire

Ma dernière publication sur les réseaux sociaux a suscité plusieurs messages sur contact@zerowavezone.com.

Beaucoup me demandaient une explication scientifique du phénomène.

La voici, en deux versions, pour que chacun puisse aller au niveau qui lui convient.

Niveau 1 : l’explication simple

Pas besoin d’être ingénieur pour comprendre ce qui se passe. Si vous savez qu’une prise de courant fournit du courant alternatif à 50 Hz, vous avez déjà l’essentiel.

Ce que fait votre chargeur

Votre chargeur Apple transforme le 230 V alternatif du secteur en une très basse tension continue pour alimenter votre Mac. Entre les deux bornes de sortie, tout est stable et régulé.

Mais il y a un point important : avec un chargeur à deux broches, sans terre, l’ensemble n’est pas relié à une référence électrique fixe. En pratique, il “flotte” électriquement.

À cause de couplages internes au chargeur, la coque métallique de votre Mac peut alors se retrouver à une tension alternative qui oscille 50 fois par seconde. Ce n’est pas du 230 V, mais cela suffit pour être ressenti par les doigts.

Pourquoi on le sent dans les doigts

Quand vous posez les mains sur la coque, un très faible courant alternatif peut circuler depuis le Mac vers votre corps. Ce courant est minuscule, bien en dessous d’un niveau dangereux, mais vos terminaisons nerveuses sont sensibles aux variations à 50 Hz.

C’est ce qui explique cette sensation de vibration ou de picotement.

Vérifiez par vous-même

Si vous avez un multimètre, même un modèle d’entrée de gamme à 15 €, vous pouvez observer le phénomène en 30 secondes :

1. Branchez votre Mac sur secteur avec votre chargeur habituel, à deux broches, sans terre.
2. Réglez le multimètre sur la tension alternative, VAC.
3. Placez une pointe de touche sur la coque métallique du Mac, ou sur le trackpad.
4. Placez l’autre pointe sur la borne de terre de la prise murale, ou de la multiprise.
5. Lisez la valeur affichée.

Nous avons réalisé la manipulation (voir la vidéo), mais rien ne vous empêche de la refaire chez vous avec votre Mac, votre chargeur et votre installation électrique. La qualité de la terre peut varier d’un logement à l’autre.

👉 Laissez votre résultat en commentaire : modèle de Mac, type de chargeur, valeur mesurée, et si possible, si vous étiez pieds nus ou chaussé.

C’est une manière simple de contribuer à une base de données collective sur ce phénomène très concret, et les résultats sont souvent parlants.

Niveau 2 : l’explication technique

Ici, on entre dans le détail. On parle de tension de mode commun, d’impédance, de capacité parasite et de couplage.

Si les formules vous rebutent, vous pouvez vous arrêter au niveau 1.

La tension de mode commun

Dans une alimentation à découpage, le transformateur haute fréquence crée inévitablement un couplage capacitif entre le primaire (côté 230 V AC) et le secondaire (côté 20V DC). Ce couplage est modélisé par une capacité parasite $C_{par}$​, typiquement de l’ordre de quelques centaines de picofarads à quelques nanofarads selon la conception.

En l’absence de connexion à la terre, le secondaire reste flottant.

Une tension de mode commun $V_{CM}$​ apparaît alors entre la masse du secondaire, donc la coque du Mac, et la terre :

$$V_{CM} = V_{secteur} \times \frac{C_{par}}{C_{par} + C_{retour}}$$

où $C_{retour}$​ représente la capacité de retour vers la terre (corps humain, câbles, environnement). En pratique, on mesure entre 20 et 60 V AC à 50 Hz sur la coque d’un Mac branché sur chargeur sans terre.

Pourquoi ça se ressent ?

Le tronc constitue la plus grande partie de la capacité corps-terre. C’est lui qui stocke l’énergie électrique, comme l’armature d’un condensateur.

Le courant qui alimente ce stockage doit nécessairement passer par les doigts, les mains et les bras. Or ces segments ont une section bien plus faible que le tronc : la densité de courant y est donc plus élevée, et c’est là que les terminaisons nerveuses sont stimulées.

Dans le tronc, le même courant se dilue dans une masse beaucoup plus importante, il reste imperceptible.

Quelques valeurs à connaître:

• résistance de contact: peau sèche : 100 kΩ–1 MΩ / peau humide : 1–5 kΩ
• résistance interne des tissus ~500 Ω–2 kΩ
• capacité du corps: 100-300pF selon la morphologie, posture, distance du sol

L’impédance de la capacité du corps à 50 Hz vaut donc :

$$Z_C = \frac{1}{2\pi f C} = \frac{1}{2\pi \times 50 \times 200 \times 10^{-12}} \approx 16\ M\Omega$$

C’est élevé, mais pas infini.

Le courant résultant reste de l’ordre de quelques microampères à quelques dizaines de microampères, en dessous du seuil de danger (500 µA selon IEC 60479), mais au-dessus du seuil de perception nerveuse à 50 Hz (~10 µA).

Pieds nus sur sol conducteur

Quand les pieds sont en contact avec un sol conducteur, le chemin vers la terre devient plus efficace. Le phénomène peut alors être plus marqué, car la liaison corps-terre se fait plus facilement.

En effet, on ajoute un chemin résistif $R_{sol}$ en parallèle de $Z_C$.

Et si $R_{sol} \ll Z_C$​ (ce qui est le cas dès que $R_{sol} < 1\ M\Omega$), ce chemin devient dominant et le courant total augmente significativement.

Cas du tapis d’earthing

Un tapis d’earthing est précisément conçu pour minimiser $R_{sol}$ et connecter efficacement le corps à la terre.

Dans ce contexte précis, il maximise le courant de mode commun traversant le corps.

Le tapis amplifie donc le phénomène au lieu de l’atténuer.

La solution: mettre la coque du Mac à la terre

La solution la plus simple consiste à mettre la coque du Mac à la terre. Cela permet de supprimer ou de réduire fortement la tension de mode commun $V_{CM}$​.

Plusieurs options existent :

• Adap’terre® USB-C : Un adaptateur qui se branche sur le port USB-C du Mac et relie le blindage à la terre via une prise secteur avec terre. Compatible avec tous les chargeurs USB-C… y compris le chargeur Apple. Disponible dans notre boutique.
• Cordon Apple trois broches (câble d’extension MW2N3Z/A) : le cordon officiel Apple avec prise de terre intégrée, efficace, mais encombrant et de ce fait, peu prisé des nomades qui voyagent léger. Egalement disponible dans notre boutique.
• Adap’terre® spécial chargeur MacBook : La solution la plus compacte et la plus directe. Une présérie de 50 exemplaires, produite par un ESAT Grenoblois, sera prochainement disponible sur la boutique zerowavezone.com. Stay tuned.

Vous avez mesuré la tension sur votre Mac ? Partagez le résultat en commentaire : modèle, chargeur, valeur mesurée. Chaque mesure enrichit la compréhension collective de ce phénomène.