Mesure de la résistivité

Mise à la terre

La mise à la terre consiste à réaliser une liaison électrique entre un point donné du réseau, d’une installation ou d’un matériel et une prise de terre. Cette dernière est une partie conductrice, pouvant être incorporée dans le sol ou dans un milieu conducteur, en contact électrique avec la terre. La mise à la terre permet ainsi de relier à une prise de terre, par un fil conducteur, les masses métalliques qui risquent d’être mises accidentellement en contact avec le courant électrique par suite d’un défaut d’isolement dans un appareil électrique. Le courant de défaut n’aura ainsi pas de danger pour les individus puisqu’il pourra s’évacuer par la terre.

Sans une mise à la terre, l’individu sera soumis à une tension électrique qui, selon son importance, peut provoquer la mort. La mise à la terre permet donc d’écouler sans danger les courants de fuite et, par association avec un dispositif de coupure automatique, d’assurer la mise hors tension de l’installation électrique. Une bonne mise à la terre assure donc la sécurité des personnes mais aussi la protection des biens et des installations en cas de foudre ou de courants de défaut. Elle doit toujours être associée  à un dispositif de coupure.

Exemple : En cas de défaut d’isolement sur la charge, le courant de défaut est évacué par la terre via le conducteur de protection (PE).Selon sa valeur, le courant de défaut, entraîne une coupure automatique de l’installation par la mise en fonctionnement du disjoncteur différentiel (DDR).

Avant de réaliser une mesure de terre, la première question fondamentale à se poser est de savoir quelle est la valeur maximale admissible pour s’assurer que la prise de terre est correcte. Les exigences en matière de valeur de résistance de terre sont différentes selon les pays, les régimes de neutre utilisés ou le type d’installation.

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 le dispositif de coupure différentiel (DDR) associé à la prise de terre accepte une élévation de courant de 500 mA.

En utilisant la loi d’Ohm :
U = RI     (1)
On obtient : R = 50 V / 0,5 A = 100 Ω    (2)

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.

La prise de terre associée à un dispositif de coupure différentiel évite l’élévation dangereuse du potentiel des masses. Elle contribue ainsi à la protection des personnes qui peuvent entrer en contact avec les masses.

Lorsqu’un courant de fuite apparaît, il est évacué à la terre par la prise de terre. Aussi faut-il que la résistance de la prise de terre ait une valeur limite afin que le potentiel des masses ne puisse atteindre des tensions dangereuses.

Les Dispositifs Différentiels Résiduels DDR

La détection de la somme algébrique des courants dans les conducteurs actifs (phases et neutre) est effectuée par un capteur constitué d’un tore qui entoure tous les conducteurs actifs. Un bobinage est réalisé autour du tore de manière à détecter les variations de flux induites par le courant différentiel résiduel. En l’absence de défaut d’isolement, la somme algébrique des courants dans les conducteurs actifs est nulle et le tore n’est soumis à aucun flux. En cas de défaut d’isolement, cette somme n’est plus nulle et le courant de défaut induit dans le tore un flux qui génère un courant dans sa bobine. Ce courant est redressé, filtré et amplifié. Si le signal obtenu est supérieur à un certain seuil, une temporisation est lancée (elle peut être nulle pour une réaction instantanée). Si le défaut est toujours présent à la fin de la temporisation, l’ouverture d’un dispositif de commande est déclenchée.

Les risques liés aux courants électriques

Une personne soumise à une tension électrique est électrisée. Selon l’importance de l’électrisation, cette personne peut subir différents effets physiopathologiques :
• Une sensation désagréable,
• Des contractures musculaires involontaires (tétanisation),
• des brûlures,
• un arrêt cardiaque (c’est l’électrocution).

Ces effets dépendent de différents facteurs :
• Des caractéristiques physiologiques de l’être humain concerné,
• De l’environnement (humide ou sec par exemple),
• Des caractéristiques du courant traversant le corps. Une personne peut subir un choc électrique dans deux circonstances :
• Par un contact direct : c’est le cas d’une personne qui touche une conductrice nue sous-tension,
• Par un contact indirect : c’est le cas d’une personne qui touche la carcasse métallique d’un récepteur électrique ayant un défaut d’isolement. Le danger provient du courant électrique, en valeur et en durée, traversant le corps humain et en particulier la région du cœur.

Une étude réalisée dans les années 80-90 en Allemagne par une compagnie d’assurance sur des incendies en milieu industriel et de bureaux, a révélé que l’électricité était à l’origine de plus de 40 % des sinistres.

Bon nombre d’incendies d’origine électrique ont pour origine un échauffement important et ponctuel ou un arc électrique provoqué par un défaut d’isolement. Le risque est d’autant plus important que le courant de défaut est élevé Il est également fonction du degré de risque d’incendie ou d’explosion propre au local (stockage de matériau inflammable, présence d’hydrocarbures volatils, …).

A l’origine de nombreux incendies d’origine électrique, on trouve la combinaison de plusieurs facteurs :
• Une installation ancienne,
• La dégradation des isolants,
• Une accumulation de poussière et d’humidité

L’augmentation progressive des courants de cheminement à la surface des isolants pollués et en présence d’humidité produit des étincelages à l’origine de dépôts de carbone en surface. L’évolution de ce phénomène lié à des cycles de condensation en surface et de séchage est très lente. Lorsque le courant de cheminement dépasse 300mA un phénomène d’avalanche se produit, capable d’enflammer les dépôts de carbone qui, à leur tour, pourront provoquer l’inflammation des isolants et des appareils. Il existe un risque réel d’inflammation pour un courant de fuite de 300 mA. Le courant de fuite circule de la source vers les armatures métalliques et ne revient pas à la source par le conducteur de retour.