La mise à la terre fait partie des six points de contrôle dans le diagnostic électriques obligatoire !
Pourquoi raccorder les masses à la terre ?
Pour éviter l'électrisation par contact indirect.
Un peu d'histoire :
En 1923, en France, une « norme » relative aux installations électriques « impose » la mise à la terre des masses :
-carcasses de moteurs fixes et mobiles, susceptibles d'être touchées d'un endroit non isolé, dans les installations à courant alternatif de tension supérieure à 150 V
-appareils électrodomestiques fixes et portatifs d'une puissance supérieure à 4 kW
-enveloppes de chauffe-bains électriques installés dans les salles de bains
-pièces métalliques situées dans les locaux imprégnés de liquides conducteurs et qui, par suite de défaut d'isolement, pourraient se trouver sous tension.
En 1927 un arrêté impose, en France, la mise à la terre du neutre du transformateur en distribution publique (tension u 150 V CA). A cette époque, la production d'électricité en France est d'environ 350 kWh/habitant/an, (elle était de 7 en 1900) ; le dixième de cette production est distribuée en BT. Les sociétés d'électricité alimentent plusieurs abonnés par transformateur. Or, en neutre isolé, deux défauts à la terre chez deux abonnés différents ne provoquent pas toujours la fusion des fusibles et le risque « incendie » est certain, (le risque « contact indirect » existe, mais il est ignoré) .
1935, le décret sur la protection des travailleurs et la norme C 310, (reprise par la norme C 11 de 1946) commencent à parler durisque inhérent au défaut d'isolement. C'est à ce moment que l'association « mise à la terre des récepteurs et dispositifs de coupure automatique » apparaît. Ces derniers peuvent être des fusibles, des « différentiels » ou des relais voltmétriques de tension masse/terre. A noter que les dispositifs de protection de seuil inférieur à 30 A sont sensés assurer la sécurité !
1954 fabrication des premiers disjoncteurs de branchement différentiels. Outre la protection des personnes et le découplage des abonnés, ils ont permis de lutter contre les branchements sauvages (vol de courant entre phase et terre au moment du passage du 127 V monophasé au 220 V biphasé (un seul enroulement de mesure du courant dans le compteur).
1956 il est décidé de généraliser pour la distribution basse tension le couple de tension 220 / 380 V en remplacement de l'ancien couple 127 / 220 V (en 1986 la tension normalisée sera le couple 230 / 400 V)
Au cours des années 1980, l'harmonisation décidée par l’Europe a été mise en œuvre par le CENELEC et a abouti au choix d'une tension de 230 V avec une fréquence de 50 Hz.
En France, un décret de 1986 impose en conséquence le 230 V : la tension du réseau public de distribution d'électricité basse tension passe alors progressivement de 220 à 230 V au cours des années suivantes. Cette harmonisation permet aujourd'hui d'utiliser sans problème un appareil électrique acheté dans un pays européen dans n'importe quel autre pays d’Europe.
Schéma de liaison à la terre TT
T= Neutre au secondaire du transformateur raccordé à la terre
T= Masse installation client raccordé à la terre
Schéma simplifié:
TENSION DANGEREUSE 160V>50V (50V seuil de tension en milieu sec)
Avec le différentiel 500mA, déclenchement certain avec un courant de fuite à 500mA (0,5A) donc nouveau calcul avec le différentiel: Uc= 0,5x20=10V.
Grâce au différentiel 500mA, nous sommes passé de 160V de tension de contact à 10V qui est une tension non dangereuse !
Prise de Terre
1) les piquets verticaux
Un ou plusieurs piquets sont enfoncés à au moins deux mètres de profondeur, au-dessous du niveau permanent d’humidité.
25 mm pour un tube en acier galvanisé ;
60 mm de côté pour un profilé en acier doux ;
15 mm pour une barre en cuivre ou en acier.
Il est possible d’améliorer la résistance de la prise de terre en reliant plusieurs piquets entre eux. La distance séparant les piquets doit être au moins égale à leur longueur.
Reliées entre elles grâce à un conducteur de section de 16 mm2 en cuivre isolé ou de 25 mm2 en cuivre nu, pour empêcher que deux masses simultanément accessibles soient reliées à des systèmes de terre différents.
2) les conducteurs enfouis horizontalement
Ils peuvent être disposés de deux façons :
en boucle à fond de fouille : une solution qui peut consister à réaliser sur le périmètre du bâtiment un ceinturage à fond de fouille dans les tranchées des fondations ;
en tranchées horizontales : les conducteurs sont enterrés à environ 1 m de profondeur et 20 cm minimum des autres conduits. Faire attention à ne pas remplir la tranchée avec des cailloux ou du mâchefer, et préférer la terre pour améliorer la conductivité du terrain.
Le conducteur de terre
Relie la prise de terre à la borne principale de terre:
Quelles sont les valeurs de la résistance de la prise de terre ?
Dans une installation, pour garantir la sécurité des personnes, il faut que les dispositifs de protection se déclenchent dès qu’une « tension de défaut » circulant dans l’installation dépasse la tension limite acceptée par le corps humain. Les études réalisées par un groupe de travail composé de médecins et d’experts en matière de sécurité, ont conduit à la détermination d’une tension de contact permanente admise comme non dangereuse pour les individus : 50 V AC pour les locaux secs (cette limite peut être plus faible pour des milieux humides ou immergés).
De plus, de façon générale, dans les installations domestiques en France, le dispositif de coupure différentiel (DDR) associé à la prise de terre accepte une élévation de courant de 500 mA.
Par la loi d’Ohm : U = RI On obtient : R = 50 V / 0,5 A = 100 Ω Pour garantir la sécurité des individus et des biens, il faut donc que la résistance de la prise de terre soit inférieure à 100 Ω. Le calcul ci-dessus montre bien que la valeur dépend du courant nominal du dispositif de protection différentiel (DDR) en tête de l’installation.
Par exemple, la corrélation entre la valeur de résistance de terre et le courant différentiel assigné est donnée dans le tableau suivant :
Comment mesurer la valeur de la prise de terre ?
Mesure de terre 3 pôles dite méthode des 62 %
Cette méthode nécessite l’emploi de deux électrodes (ou «piquets») auxiliaires pour permettre l’injection de courant et la référence de potentiel 0 V. La position des deux électrodes auxiliaires, par rapport à la prise de terre à mesurer E(X), est déterminante.
Pour effectuer une bonne mesure, il faut que la «prise auxiliaire» de référence de potentiel (S) ne soit pas plantée dans les zones d’influence des terres E & H, zones d’influence créées par la circulation du courant (i).
Des statistiques de terrain ont montré que la méthode idéale pour garantir la plus grande précision de mesure consiste à placer le piquet S à 62 % de E sur la droite EH.
Il convient ensuite de s’assurer que la mesure ne varie pas ou peu en déplaçant le piquet S à ± 10 % (S’ et S”) de part et d’autre de sa position initiale sur la droite EH.
Si la mesure varie, alors (S) se trouve dans une zone d’influence : il faut donc augmenter les distances et recommencer les mesures.
Mesure de boucle Phase-PE (uniquement en schéma TT)
La mesure de résistance de terre en ville s’avère souvent difficile par les méthodes avec piquets : impossibilité de planter des piquets faute de place, sols bétonnés… D’ailleurs, les normes de vérifications d’installation électriques autorisent d’utiliser la méthode d’impédance de boucle si la mesure de terre avec piquets s’avère impossible. Cf IEC 60364-6 : «NOTE : si la mesure de RA n’est pas possible, il est admis de remplacer cette mesure par celle de la boucle de défaut comme en a) 1). »
La mesure de boucle permet alors une mesure de terre en milieu urbain sans planter de piquet et en se raccordant tout simplement au réseau d’alimentation (prise secteur). La résistance de boucle ainsi mesurée inclut en plus de la terre à mesurer, la terre et la résistance interne du transformateur ainsi que la résistance des câbles.
Toutes ces résistances, étant très faibles, la valeur mesurée est une valeur de résistance de terre par excès.
Source Chauvin Arnoux :
Exemple de mesure de trois piquets plantés à 1/3 :
Rôle du différentiel:
DDR Protection différentielle
Associé à un réseau de terre, ce dispositif (interrupteur différentiel ou disjoncteur différentiel) permet de protéger les personnes contre les risques de choc électrique lors d'un défaut d'isolement sur le matériel électrique.
Il assure la coupure automatique du circuit ou du matériel concerné.
Risques encourus
Risque de choc électrique (électrisation, voire électrocution) suite à un contact avec des masses métalliques mises anormalement sous tension.
Fonctionnement:
Il fait la différence en permanence entre le débit entrant et sortant, si il n'y a pas de différence = pas de courant de fuite à la terre
; si le débit entrant plus élevé que le débit sortant alors il y a un courant de fuite à la terre et le différentiel ouvre le circuit en défaut.
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