SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE Protection des personnes RÉGIMES DE NEUTRE

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE OBJECTIFS : Identifier une installation Déterminer les tensions de contact Déterminer les risques encourus par l’utilisateur Choisir un dispositif de protection Vérifier si la protection des personnes est assurée

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE SITUATION DU PROBLÈME : Étude du comportement d’une installation dans le cas d’un défaut d’isolement ( masse mise accidentellement à un potentiel dangereux) PLAN : Sensibilisation Exemples : détermination des risques encourus Différents schémas en basse tension

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1 – SENSIBILISATION : danger du passage du courant dans le corps humain Facteurs dont dépendent les effets du courant corporel Facteurs liés à la tension d’alimentation Amplitude Nature (alternative ou continue)

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1 – SENSIBILISATION : danger du passage du courant dans le corps humain Facteurs dont dépendent les effets du courant corporel 2. Facteurs liés à la résistance du corps humain Trajet du courant dans le corps Pression et surface de contact État d’humidité de la peau Age corpulence et santé de la personne

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE Valeur de la tension nominale Un (V) 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1 – SENSIBILISATION : danger du passage du courant dans le corps humain Domaines de tension Domaines de tension Valeur de la tension nominale Un (V) Alternatif Continu Très basse tension Un≤50 Un≤120 Basse tension BTA 50<Un≤500 120<Un≤750 BTB 500<Un≤1000 750<Un≤1500 Haute tension HTA 1000<Un≤50000 1500<Un≤75000 HTB Un>50000 Un>75000

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1 2 3 4 5 Rc (kΩ) 50 250 400 Uc (V) Peau Sèche Humide Mouillée immergée Résistance corporelle en fonction de la tension de contact et du degré d’humidité de la peau 1 – SENSIBILISATION : danger du passage du courant dans le corps humain Résistance corporelle en fonction de la tension de contact et du degré d’humidité de la peau

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1 – SENSIBILISATION : danger du passage du courant dans le corps humain Effets physiologiques du courant Les chiffres significatifs du risque électrique (en courant alternatif) 5mA Seuil de sensibilité 10mA Seuil de réaction réflexe Seuil de non lâcher 30mA Seuil de tétanisation du diaphragme : arrêt respiratoire 50mA pendant une seconde Seuil de fibrillation ventriculaire : arrêt circulatoire Les chiffres significatifs du risque électrique (en courant alternatif) 5mA Seuil de sensibilité 10mA 30mA 50mA pendant une seconde Les chiffres significatifs du risque électrique (en courant alternatif) 5mA Seuil de sensibilité 10mA Seuil de réaction réflexe Seuil de non lâcher 30mA Seuil de tétanisation du diaphragme : arrêt respiratoire 50mA pendant une seconde Seuil de fibrillation ventriculaire : arrêt circulatoire Les chiffres significatifs du risque électrique (en courant alternatif) 5mA 10mA 30mA 50mA pendant une seconde Les chiffres significatifs du risque électrique (en courant alternatif) 5mA Seuil de sensibilité 10mA Seuil de réaction réflexe Seuil de non lâcher 30mA 50mA pendant une seconde Les chiffres significatifs du risque électrique (en courant alternatif) 5mA Seuil de sensibilité 10mA Seuil de réaction réflexe Seuil de non lâcher 30mA Seuil de tétanisation du diaphragme : arrêt respiratoire 50mA pendant une seconde

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1 – SENSIBILISATION : danger du passage du courant dans le corps humain Effets physiologiques du courant Zones temps/courant des effets du courant alternatif (50Hz) sur des personnes

EFFETS PHYSIOLOGIQUES DU COURANT (50Hz) 10000 5000 2000 1000 500 200 100 50 20 10 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 (ma eff) 5 4 3 2 1 ms Zone 1 : Habituellement aucune réaction Zone 2 : Aucun effet physiopathologique dangereux Zone 3 : Aucun risque de fibrillation cardiaque Zone 4 : Fibrillation cardiaque possible (prob <50%) Zone 5 : Fibrillation cardiaque (prob >50%) Zone 4 : Fibrillation cardiaque possible (prob <50%)

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1 – SENSIBILISATION : danger du passage du courant dans le corps humain Effets physiologiques du courant Temps maximal de fonctionnement de la protection Rq : La tension limite de sécurité UL est la tension de contact la plus élevée qui puisse être maintenue sans danger pour les personnes

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE Tension limites UL UL=50V UL=25V UL=12V Temps maximal de coupure à respecter En courant alternatif en sec (50Hz) Conditions Normales BB1 BB2 Mouillées BB2+BC4 BB3+BC3 Immergées BB4 BB3+BC4 Valeur de la tension de contact (V) <50 50 75 90 110 150 220 280 350 <25 25 40 65 96 145 195 250 <12 12 21 27 37 55 82 135 Permanente 5 1 0,5 0,2 0,1 0,05 0,03 0,02

COURBES DE SÉCURITÉ t(s) 10 8 6 4 2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.01 5 10 12 20 30 40 60 80 100 3OO 500 U (V) 12V 25V 50V t(s)

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus Méthode générale : étude d’un défaut d’isolement Tracé de la circulation du courant de défaut Schéma électrique équivalent Détermination de la tension de contact (corporelle) Comparaison de cette tension (Uc) à la tension limite de sécurité (Ul)-----danger ? Calcul de l’intensité du courant corporel (Ic)------ effets physiologiques Calcul de l’intensité du courant de défaut (Id) ------ temps de réaction des protections (td) Comparaison au temps maximal de réaction des protections (courbes de sécurité) ------ danger ?

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT Contact accidentel avec un conducteur actif

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT Prise de terre du neutre Prise de terre des utilisations Schéma

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE Circulation du courant de défaut 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT Circulation du courant de défaut Schéma Id

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2. Schéma électrique équivalent 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT 2. Schéma électrique équivalent Schéma L1 V Rc Uc Rn Ra Rn Rc N

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT 3. Détermination de la tension de contact (corporelle) On considère : Un réseau 230/400V Une résistance de mise à la terre du neutre de 1Ω Une résistance corporelle (Rc) de 2000 Ω Un local sec L1 V Rc Uc Rn Rappel : Diviseur de tension Un = UxRn/∑R Application : VxRc/(Rc+Rn) = 230x2000/2001 = 230 V Uc = 230 V Uc = N

SCHÉMAS DE LIAISON ÀLA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON ÀLA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT 4. Comparaison de Uc (tension corporelle) à Ul (tension limite de sécurité) Conditions normales, local sec : Ul = 50 V Uc =230 V > Ul = 50 V L1 V Rc Uc DANGER Rn N

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT 5. Calcul de l’intensité du courant corporel (effets physiologiques) Loi d’Ohm : Ic = Uc / Rc = 230 / 2000 = 0,115 A Ic = 115 mA L1 V Ic Rc Uc Effets physiologiques ? Rn N

SCHÉMAS DE LIAISON Á LA TERRE 10000 5000 2000 1000 500 200 100 50 20 10 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 (ma eff) 5 4 3 2 1 ms Zone 1 : Habituellement aucune réaction Zone 2 : Aucun effet physiopathologique dangereux Zone 3 : Aucun risque de fibrillation cardiaque Zone 4 : Fibrillation cardiaque possible (prob <50%) Zone 5 : Fibrillation cardiaque (prob >50%) SCHÉMAS DE LIAISON Á LA TERRE 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT 5. Calcul de l’intensité du courant corporel (effets physiologiques) 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT 5. Calcul de l’intensité du courant corporel (effets physiologiques) Loi d’Ohm : Ic = Uc / Rc = 230 / 2000 = 0,115 A Ic = 115 mA L1 V Ic Rc Uc Effets physiologiques ? Risque de fibrillation cardiaque après 400 ms Rn N

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.2 CAS D’UN CONTACT INDIRECT Contact avec une masse mise accidentellement sous tension

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.2 CAS D’UN CONTACT INDIRECT Prise de terre du neutre Prise de terre des utilisations Schéma

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE Circulation du courant de défaut 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT INDIRECT Circulation du courant de défaut Schéma Id

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2. Schéma électrique équivalent 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.2 CAS D’UN CONTACT INDIRECT 2. Schéma électrique équivalent Schéma Id L1 Rd V Je me trouve en parallèle avec quelle résistance? Ra Rn Ra Rn Rd N

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2. Schéma électrique équivalent 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.2 CAS D’UN CONTACT INDIRECT 2. Schéma électrique équivalent Schéma Id L1 Rd V Je me trouve en parallèle avec quelle résistance? Ra Rn Ra Rn Rd N

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2. Schéma électrique équivalent 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.2 CAS D’UN CONTACT INDIRECT 2. Schéma électrique équivalent Schéma Id L1 Rd V Ra Rc Uc Rn Ra Rn Rd N

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.2 CAS D’UN CONTACT INDIRECT 3. Détermination de la tension de contact (corporelle) On considère : Un réseau 230/400V Une résistance de mise à la terre du neutre de 1Ω Une résistance de mise à la terre des masses de . 20Ω Une résistance corporelle (Rc) de 2000Ω Une résistance de défaut de 30Ω Un local sec L1 Rd V Ra Rc Uc Rn Application : VxRa/(Rd+Ra+Rn) = 230x20/51 = 90 V Uc = 90 V Uc = N

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.2 CAS D’UN CONTACT INDIRECT 4. Comparaison de Uc (tension corporelle) à Ul (tension limite de sécurité) Conditions normales, local sec : Ul = 50 V Uc =90 V > Ul = 50 V L1 Rd V Ra Rc Uc DANGER Rn N

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.2 CAS D’UN CONTACT INDIRECT 5. Calcul de l’intensité du courant corporel (effets physiologiques) Loi d’Ohm : Ic = Uc / Rc = 90 / 2000 = 0,045 A Ic = 45 mA L1 Rd V Ra Rc Effets physiologiques ? Rn N

SCHÉMAS DE LIAISON Á LA TERRE 10000 5000 2000 1000 500 200 100 50 20 10 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 (ma eff) 5 4 3 2 1 ms Zone 1 : Habituellement aucune réaction Zone 2 : Aucun effet physiopathologique dangereux Zone 3 : Aucun risque de fibrillation cardiaque Zone 4 : Fibrillation cardiaque possible (prob <50%) Zone 5 : Fibrillation cardiaque (prob >50%) SCHÉMAS DE LIAISON Á LA TERRE 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT 5. Calcul de l’intensité du courant corporel (effets physiologiques) 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.2 CAS D’UN CONTACT INDIRECT 5. Calcul de l’intensité du courant corporel (effets physiologiques) Loi d’Ohm : Ic = Uc / Rc = 90 / 2000 = 0,045 A Ic = 45 mA L1 Rd V Ra Rc Effets physiologiques ? Risque de fibrillation cardiaque après 3 s Rn N

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 3 – DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BASSE TENSION 3.1 DÉSIGNATION : 2 LETTRES Première lettre : situation du neutre T : I : Deuxième lettre : situation des masses N : Neutre relié à la Terre Neutre Isolé ou Impédant Masses à la Terre Masses au Neutre

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 3 – DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BASSE TENSION 3.2 TROIS SCHÉMAS SONT UTILISÉS EN BT TT : TN : IT : Neutre relié à la Terre / Masse à la Terre Neutre relié à la Terre / Masses au Neutre Neutre Impédant / Masses à la Terre

FIN

SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE 2. Schéma électrique équivalent 2 – EXEMPLES : détermination des risques encourus 2.1 CAS D’UN CONTACT DIRECT 2. Schéma électrique équivalent Schéma Id L1 Rd V Je me trouve en parallèle avec quelle résistance? Ra Rn Ra Rn Rd N 1. SENSIBILISATION 2. EXEMPLES 3. DIFFÉRENTS SCHÉMAS EN BT

1 2 3 4 5 Rc (kΩ) 50 250 400 Uc (V) Peau Sèche Humide Mouillée immergée Résistance corporelle en fonction de la tension de contact et du degré d’humidité de la peau