Enseigner la prévention des risques professionnels LE RISQUE ELECTRIQUE D’après le document ED 1501 de l’INRS

1 - Caractériser l’énergie électrique SOMMAIRE 1 - Caractériser l’énergie électrique 2 - Les meilleurs conducteurs 3 - Un circuit électrique comporte 4 - Les formes d’énergie électriques 5 - Les moyens de protection de l’installation 6 - Les conditions du risque 7 - Les paramètres électriques intervenant comme facteurs de gravité

8 - Les domaines de tension 9 - Les facteurs biologiques intervenant comme facteurs de gravité 10 - Se protéger contre les risques électriques 11 - Les risques d’incendie et d’explosion liés au courant électrique et les moyens de protection 12 - Les opérations autorisées suivant le niveau d’habilitation 13 - Les différents types d’habilitation

Caractériser l’énergie électrique L’électricité est un phénomène lié à la structure de la matière. Dans les différents atomes nous rencontrons des particules électrisées ou charges électriques élémentaires dont certaines, les électrons libres, sont capables de transporter des charges électriques, ils sont appelés conducteurs. En revanche les diélectrique (isolants) qui ne possèdent pas cette propriété sont incapables de le faire.

Les meilleurs conducteurs sont les métaux Le corps humain et la terre qui renferment de nombreux composants conducteurs sont également de bons vecteurs de l’électricité. Les isolants les plus connus sont : la porcelaine, le verre, le caoutchouc synthétique, la plupart des matières plastiques

Un circuit électrique comporte Un générateur de courant dont les bornes sont relièes à un récepteur par l’intermédiaire de conducteurs. Le circuit peut également être muni d’un appareil de coupure ou de sectionnement pour interrompre la circulation du courant électrique. Le circuit est caractérisé par Les résistances des conducteurs, du récepteur et du générateur G La tension du générateur L’intensité I de courant qui parcourt l’ensemble

Les formes d’énergie électrique Celles créées volontairement Celles créées de façon accidentelle

Les moyens de protection de l’installation Au niveau des conducteurs Les électrons perdent beaucoup d’énergie par les frottements qui ont lieu entre eux et les ions fixes du conducteurs  chaleur Il faut donc une section suffisante des conducteurs car en augmentant la section, on diminue les frottements

Les moyens de protection de l’installation (suite) Les dispositifs de sécurité Les coupe-circuits à fusibles Le disjoncteur Le dispositif différentiel (DDR) La prise de terre Liaison équipotentielle

Les moyens de protection de l’installation (suite) Au niveau des récepteurs Tous les récepteurs sont constitués intérieurement par des conducteurs électriques le plus souvent isolés et inaccessibles. Cette isolation ne soit pas être compromise par l’introduction de produits solides ou liquides.

Les moyens de protection de l’installation (suite) Les récepteurs sont classés suivant : Le type d’isolation Le degré de protection assuré par l’enveloppe Leur aptitude à ne pas enflammer l’atmosphère Il est prévu selon les cas : Une isolation principale Une isolation supplémentaire Une double isolation

Les conditions du risque Trois conditions doivent être réunies pour qu’un accident d’origine électrique se produise : Le circuit doit être sous tension La personne doit être en contact par deux points distincts de son corps avec les pièces sous tension Le circuit électrique doit être fermé (le courant passe)

Les conditions du risque (suite) Les modes de contact Sans contact : phénomène d’amorçage Par contact (après détérioration de l’isolant ou défaut d’isolement) par contact direct avec une partie habituellement sous tension par contact indirect avec une masse mise accidentellement sous tension, par suite d’un défaut d’isolement

Les paramètres électriques intervenant comme facteurs de gravité Ces paramètres sont interdépendants et se retrouvent dans les équations de base de l’électricité. Symboles utilisés : P : puissance (W) Q : quantité d’énergie (J) U : tension (V) I : intensité du courant (A) T : temps de contact (s) R : résistance (W) Loi d’ohm : U = RI Loi de Joule : P= R I2 : puissance électrique transformée en puissance calorifique dans une résistance pure. Energie libérée : E = U I t

Les paramètres électriques intervenant comme facteurs de gravité (suite) L’intensité La tension

Les domaines de tension Valeur de la tension nominale Un en volts En courant alternatif En courant continu lisse Très basse tension (domaine TBT) Un £ 50 Un £ 120 Basse tension (domaine BT) Domaine BTA 50 < Un £ 500 120 < Un £ 750 BTB 500 < Un £ 1 000 750 < Un £ 1 500 Haute tension (domaine HT) HTA 1000 < Un £ 50 000 1500 < Un £ 75 000 HTB Un > 50 000 Un > 75 000

Les facteurs biologiques intervenant comme facteurs de gravité R du corps humain = 2000 W (en milieu sec) Elle peut être augmentée par le port de vêtements, de gants, de chaussures. A titre d’exemple, sous 230V, une personne sera parcourue par un courant d’intensité approximative de : I = U/R = 230/2000=115mA La résistance de la peau varie en fonction : De la surface de contact, de la pression de contact, de l’épaisseur, de la sudation, de la présence d’humidité, de la durée de contact, de la tension de contact … fatigue, poids, taille

Les facteurs biologiques intervenant comme facteurs de gravité (suite) Le trajet du courant Le courant suit le trajet le moins résistant pour aller du point d’entrée au point de sortie Le point de contact C’est un paramètre majeur qui montre que lorsque la pression, la surface de contact et la durée de passage du courant sont importants, les risques électrisation sont plus élevés Nota : il faut une intensité quatre à cinq fois plus élevée en courant continu qu’en courant alternatif à effet identique.

Se protéger contre les risques électriques   Niveau de protection Protection contre le contacts directs (pour ne pas toucher des pièces nues sous tension) Eloignement des pièces nues sous tension (distance entre les pièces nues sous-tensions) Ex : ligne aériennes haute tension, poste HT. Protection collective Obstacles (élément rigide d’interposition) Ex : armoire, coffrets, grillages de cellules. Protection collective Isolation (matière isolante sur le conducteur) Fils et câbles isolés, gaines et capuchons isolants, pièces en matière isolante Protection intégrée Protection contre le contacts indirects - voir exemples But : rendre impossible l’apparition de différences de potentiel dangereuses entre les masses et la terre ou entre les masses simultanément accessibles Protection intégrée

Les risques d’incendie et d’explosion liés au courant électrique et les moyens de protection L’échauffement est une manifestation de l’effet Joule : Apparition d’énergie calorifique dans un conducteur traversé par un courant Q = R.I2.t. Le risque d’incendie ou d’échauffement se manifeste dans les cas de surintensité : Surcharge (surintensité de faible valeur et de longue durée) Court-circuit

Les opérations autorisées suivant le niveau d’habilitation Le personnel non habilité peut réaliser les opérations suivantes : Faire fonctionner les machines et autres appareils d’utilisation par actions sur les organes normalement affectés à la commande Effectuer éventuellement d’autres opérations dans certaines conditions fixées par la réglementation Remplacer éventuellement en basse tension et sous certaines conditions fixées par la réglementation certains types de fusibles ou lampes

Les opérations autorisées suivant le niveau d’habilitation (suite) Le personnel habilité (non électricien, électricien) peut, suivant son niveau d’habilitation : Accéder sans être accompagné dans les locaux réservés aux électriciens Effectuer des manœuvres de sécurité sur les installations Diriger et surveiller les travaux Consigner une installation Effectuer des essais d’ordre électrique Exécuter des travaux sur les installations électriques

Les opérations autorisées suivant le niveau d’habilitation (suite) Le mécanisme de l’habilitation est basée sur trois questions Où ? (où le travailleur peut-il opérer ?) Qui ? (qui peut faire les opérations ?) Quoi ? (qu’est-ce que le travailleur peut faire ?) OU ? QUI ? QUOI ? Domaine de tension 1ère lettre Personnel Indice Nature des opérations 2ème lettre TBT et BT B Non électricien Travaux hors tension Néant HT H Electricien 1 Travaux sous tension T   Chargé de travaux 2 Travaux aux voisinage V Consignation (chargé de) C Intervention (chargé d’) R Nettoyage sous tension N

Les différents types d’habilitation Habilitation du personnel Travaux Intervention en BT Hors tension Sous tension Non-électricien B0 ou H0   Exécutant électricien B1 ou H1 B1T ou H1T BR Chargé d'intervention Chargé de travaux B2 ou H2 B2T ou H2T Chargé de consignation BC ou HC BC Agent de nettoyage sous tension BN ou HN Pour les personnes habilitées à travailler au voisinage des ouvrages sous tension du même domaine de tension, il y a lieu d’adjoindre la lettre V aux symboles B0, B1, B2, H0, H1 et H2 (il n’y a pas lieu de l’adjoindre aux symboles T, R et N).

FIN

Le courant continu : courant électrique qui chemine le long d’un conducteur toujours dans le même sens. Il est produit soit chimiquement par des piles ou des accumulateurs, soit mécaniquement par une dynamo ou un générateur « électro-chimiques ». Le courant alternatif : courant électrique qui chemine le long d’un conducteur tantôt dans un sens tantôt dans l’autre. Il peut être monophasé ou triphasé.

L’électricité statique : il y a danger si l’accumulation de charges a lieu en présence de gaz, vapeurs, fibres, poussières inflammables en concentration suffisante pour créer un incendie ou une explosion. La foudre : tension jusqu’à 5 000 000 volts

Les coupe-circuits à fusible Fonction : interrompre la continuité du circuit lorsque l’intensité est susceptible de détériorer le matériel sur les canalisations situées en aval. Le schéma électrique d’une installation tient compte : De la section du conducteur, fonction elle-même de l’intensité de l’appareil à alimenter De la protection Calibre de prise Fils d’alimentation Protection Puissance maximale des appareils qu’elles peuvent alimenter en 230V Fusibles Disjoncteurs divisionnaires 10/16A 2,5 mm2 20A 25A 3700 W 4 mm2 32A 4600 W 6 mm2 38A 7400 W

Le disjoncteur Fonction : Appareil analogue à un interrupteur, mais à fonctionnement automatique et possédant un grand pouvoir de coupure (capable d’interrompre un courant de court-circuit alors qu’un interrupteur n’est conçu que pour couper le courant nominal)

Le dispositif différentiel (DDR) Fonction : éliminer les courants de défaut à la terre Il est en principe toujours associé à une prise de terre Depuis le 13 mai 1991 : 30 mA pour la plupart de prises de courant des installations

Liaison équipotentielle La prise de terre Liaison nécessaire entre les masses des matériels électriques et la terre pour y faire circuler le « courant de fuite ». Valeur : pour un DDR de 650 mA  77 ohms, pour un DDR de 500 mA  100 ohms Liaison équipotentielle Liaison électrique mettant au même potentiel ou à des potentiels voisins, des masses et des éléments conducteurs.

Contact direct Uc Ph N Terre Phase neutre Phase terre (en TT) Id . .

Contact indirect Terre Récepteur en défaut d’isolement (en TT) Uc Ph N Id . . Uc

Les classes de matériels Classe 0  la protection repose sur l’isolation principale = à proscire Classe 1  la protection repose sur l’isolation principale et raccordement des parties conductrices accessibles à un conducteur de protection (conducteur vert-jaune permettant la mise à la terre) Classe 2  la protection repose sur une double isolation ou isolation renforcée. Il n’y a pas de conducteur de protection Classe 3  la protection repose sur une alimentation sous très basse tension de sécurité (TBTS < 50volts)

Les degrés de protection (I.P.) Premier chiffre : protection contre les corps solides Deuxième chiffre : protection contre les liquides Exemple : protection contre les contacts directs : IP2x en BT : protégé contre les corps solides >12mm IP3x en HT

L’intensité EFFETS DU COURANT 5 mA Seuil de sensibilité 10 mA Seuil de réaction réflexe et seuil de non lâché 25 mA Seuil de tétanisation du diaphragme = arrêt respiratoire 50 mA pendant 1 seconde Seuil de fibrillation ventriculaire = arrêt circulatoire

La tension Valeur de la tension dangereuse = R minimale habituelle du corps humain x I dangereux Il est interdit de maintenir pendant plus de 5 secondes une tension de contact (encore appelée tension limite UL) supérieure à : Plus de 12 volts en milieu immergé Plus de 25 volts en milieu mouillé Plus de 50 volts en milieu sec

Surcharge (surintensité de faible valeur et de longue durée) Plusieurs appareils branchés sur une même prise Moteur calé, pouvant entraîner échauffement et inflammation des isolants Calibre de dispositifs de protection mal adapté à la section des conducteurs Desserrage de bornes pouvant provoquer un échauffement

Court-circuit Elévation brutale du courant absorbé par le circuit et échauffement subit capable d’entraîner des détériorations multiples dont la fusion des conducteurs. Mise en contact accidentel de deux conducteurs dénudés.

Protection contre les contacts indirects Utilisation de matériel à double isolation entre les PNST et le travailleur Alimentation en Très Basse Tension de Sécurité (T B T S) Appareil de classe 3 Séparation des circuits (Transformateur de séparation ou d’isolement). Le transformateur est à isolation renforcée entre enroulements pas de protection si chaque main est en contact avec des polarités différentes. Mise à la terre des masses et dispositif de coupure (appareil de classe 1)