La sécurité électrique

Par Roger CADIERGUES – Consultant et Ancien directeur général du COSTIC

Un incendie domestique sur quatre est dû à des installations électriques défectueuses. En France, chaque année, plusieurs milliers d'accidents sont dus à l'électricité dans l'habitat. Sans compter plus de 80 000 incendies qui représente le plus grave des accidents domestiques et qui fait 8 000 victimes avec plus de 400 décès.

Les accidents électriques proprement dits provoquent chaque année, en France, une centaine de décès. 50 % d'entre eux se produisent à la maison : appareils mal isolés, absence de mise à la terre, bricolages défectueux, utilisation d'appareils électriques dans les salles de bain.... Le reste survient à l'extérieur lors d'un contact avec un conducteur terrestre ou aérien (chute sur rail électrifié, etc.) ou encore à cause de la foudre. Cette chronique fait le point sur La Sécurité Electrique, sur le plan technique et réglementaire.

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La sécurité électrique

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La sécurité électrique commence au niveau du tableau électrique

LE PROBLÈME ÉLECTRIQUE DE LA SÉCURITÉ

• L'habitation, secteur fondamental en la matière. (cf introduction de cette chronique)

• Les espaces de travail (couverts par le code du Travail), où les situations sont très variées.

L'électrisation

Les cellules du corps humain baignant dans des liquides (lymphe, plasma...) sont riches en ions dissous (sodium, potassium...). Notre corps reste normalement un conducteur médiocre de l'électricité, la peau sèche conduisant très mal le courant. Malheureusement, dès que la peau est mouillée, elle devient conductrice, les ions dissous ou d'autres porteurs de charge traversant la peau. Si on applique une tension électrique le corps devient suffisamment conducteur pour que l'intensité qui y circule puisse faire des dégâts.


Les conséquences de l'électrisation

Alors que le courant continu est souvent accessible sans danger (pile, accumulateur, courant téléphonique, transformateurs très basse tension pour lampes halogènes...), c'est le courant alternatif domestique qui est dangereux. Le courant entrant dans le corps humain peut avoir deux origines différentes.

1. Ou bien la victime entre simultanément en contact avec les deux bornes (le neutre et la phase) : il passe alors un courant de forte intensité qui brûle les organes situés entre les deux points de contacts ;

2. Ou bien (cas le plus fréquent) la victime touche involontairement la phase électrique tandis que sa peau nue et mouillée se trouve au contact de la terre, ce qui constitue un circuit fermé : le courant passe à travers n'importe quelle partie du corps humain située entre la phase et la terre. Les effets du passage du courant alternatif à travers le corps sont de deux types :
- contractions intenses des muscles (provoquant arrêt cardiaque et blocage des mouvements respiratoires)
- brûlures électriques.

La durée de passage du courant dans l'organisme influe sur le temps de détresse respiratoire mais aussi sur le risque cardiaque et la production de chaleur, donc sur la gravité des brûlures. La fréquence de 50 Hz, couramment produite en Europe, est réputée particulièrement dangereuse car elle provoque des contractions musculaires très intenses (au-delà de 1 000 Hz, l'effet thermique prédomine).

A partir d'une intensité de 9 milliampères, le courant risque d'entraîner des contractions musculaires ayant pour effet de « coller » la victime au conducteur (par tétanisation des mains) ou au contraire de le rejeter loin de celui-ci, faisant cesser le passage de courant mais exposant la victime à des traumatismes secondaires. Cet effet peut également - tant que le courant passe - bloquer la ventilation pulmonaire.
Pour des intensités comprises entre 80 et 100 mA, un courant alternatif de 50 Hz passant dans la région du coeur risque de provoquer une fibrillation ventriculaire, c'est-à-dire une contraction anarchique de chacune des fibres musculaires cardiaques qui battent à leur propre rythme ; cet accident est responsable d'une inefficacité de la pompe cardiaque (arrêt circulatoire) et donc d'un état de mort apparente.
Au-delà d'une intensité de 2 à 3 A, il existe un danger d'inhibition des centres nerveux qui peut persister après arrêt du passage du courant et se manifeste, entre autres, par une perte de connaissance immédiate et par des troubles de la ventilation pulmonaire (en arrêt le plus souvent).
La quantité de chaleur dégagée explique la survenue de brûlures liées à l'effet thermique de l'électricité (l'énergie dissipée le long du trajet du courant). Les brûlures s'étendent en profondeur sur tout le trajet du courant, s'étendant le plus souvent sur les axes de moindre résistance (vaisseaux sanguins et nerfs). Plus la tension est élevée, plus le risque de brûlure est important.

LES CADRES DE LA SÉCURITÉ ÉLECTRIQUE

Les deux cadres d'intervention

La sécurité électrique s'exerce dans deux cadres :
- le premier concerne les utilisations courantes, les risques concernant alors tout utilisateur,
- le deuxième cadre concerne l'examen des installations ou les interventions et les travaux plus ou moins lourds, interventions alors exécutées (normalement) par des professionnels.


La sécurité d'emploi : les indices de protection

Les dispositions à adopter pour les installations varient avec les conditions générales d'emploi, et en particulier avec la présence ou non d'influences externes telles que les eaux. Le classement des situations aboutit à la définition des indices de protection, examinés plus en détail aux paragraphes 6.3 et 6.4.


La sécurité d'emploi : les mises à la terre

L'une des précautions essentielles s'appuie sur une mise à la terre correcte des installations, une technique dont les principes seront présentés par la suite.


Les interventions sur installation

La précaution essentielle consiste à éviter les effets des contacts avec les circuits actifs, et surtout à éviter la formation d'un courant de défaut. La situation peut être présentée de la manière suivante, l'opérateur étant normalement considéré comme au potentiel de la terre, il faut éviter une trop forte approche de la pièce conductrice dangereuse (conducteur actif ou pièce conductrice quelconque), sinon un contact. On caractérise la situation en utilisant le terme de distance minimale d'approche, à dépasser pour éviter le risque d'électrocution.

Cette distance minimale d'approche est la somme des deux suivantes :
- la «distance de tension», qui caractérise le risque de la partie active incriminée,
- la «distance de garde», surtout destinée à fixer les éloignements tranquilles pour l'opérateur.


La distance de tension

Cette distance permet, en l'absence de dispositif particulier de protection, de caractériser le risque en fonction de la tension (nominale) de l'objet du risque. Elle est donnée par une formule théorique, mais peut être simplement estimée au moyen du tableau suivant fonction des tensions nominales courantes (attention : tensions nominales en kilovolts), ce tableau ne valant que pour le courant alternatif.

Il s'agit d'une notion de principe, à modifier si l'opérateur est à un potentiel différent de celui de la terre.



La distance de garde

Cette distance, assez conventionnelle et de simple sécurité, est fixée aux valeurs suivantes :
- pour le domaine BT : 0,30 [m],
- pour le domaine HT : 0,50 [m].

Elle doit être ajoutée à la distance de tension (voir plus haut).

Les «distances de voisinage» en cas de travaux sur installations Les distances précédentes sont applicables aux interventions les plus courantes. S'il s'agit de travaux ou d'interventions lourdes (par des professionnels) des dispositions spéciales doivent être adoptées, des dispositions qui ne relèvent pas de la compétence de ce livret, qu'il s'agisse :
- de travaux «sous tension»,
- ou de travaux «hors tension».

Des formations spéciales et des obligations strictes des intervenants et de leur employeur doivent être systématiquement prévues.

1.3. LES INFLUENCES EXTERNES

Les influences externes prises en compte

Les indices de protection (NF C 15-100), présentés au paragraphe suivant, s'appuient sur un classement des influences externes auxquelles peut être soumise une installation électrique. Ces influences externes prises en compte sont les suivantes (avec leur code normalisé tel que «AA1»).

AA : La température ambiante, avec huit catégories :
- AA1 : frigorifique (de -60 à +5 °C) ; AA2 : très froide (de -40 à +5 °C) ;
- AA3 : froide (de -25 à +5 °C) ; AA4 : tempérée (de -5 à +40 °C) ;
- AA5 : chaude (de +5 à +40 °C) ; AA6 : très chaude (de +5 à +60 °C) ;
- AA7 : extérieur abrité (de -25 à +55 °C) ; AA8 : extérieur non protégé (de -50 à + 40 °C).

domaine de tension : BT HT
tension nominale [kV] : 0,4 1 15 20 30 63 90 150 225 400
distance de tension [m] : 0 0 0,10 0,10 0,20 0,30 0,50 0,80 1,10 2

AD : La présence d'eau, avec huit catégories :
- AD1 : négligeable ; AD2 : chute verticales de gouttes d'eau ;
- AD3 : aspersion d'eau jusqu'à 60° ; AD4 : projection d'eau dans toutes directions ;
- AD5 : jets d'eau dans toutes directions ; AD6 : paquets d'eau, vagues ;
- AD7 : immersion partielle ou totale (1 m) ; AD8 : submersion permanente (> 1 m) .

AE : La présence de corps solides, avec quatre catégories :
- AE1 : négligeable ; AE2 : petits objets (dimensions ≥ 2,5 mm) ;
- AE3 : très petits objets (dimensions ≥ 1 mm) ; AE4 : poussière en quantité appréciable

AF : La présence de substances corrosives ou polluantes, avec quatre catégories :
- AF1 : négligeable ; AF2 : d'origine atmosphérique ;
- AF3 : intermittente ou accidentelle ; AF4 : permanente

AG : La présence éventuelle de chocs, avec quatre catégories :
- AG1 : faibles ;
- AG2 : moyens ;
- AG3 : importants ;
- AG4 : très importants

AH : La présence éventuelle de vibrations, avec trois catégories :
- AH1 : faibles ; AH2 : moyennes ; AH3 : importantes

AK : L'influence de la flore, avec deux catégories :
- AK1 : négligeable ;
- AK2 : risque existant

AL : La présence éventuelle de faune, avec deux catégories :
- AL1 : négligeable ; AL2 : risque (rongeurs, oiseaux, ...)

AM : La présence d'effets électromagnétiques, électrostatiques ou ionisants, avec six catégories :
- AM1 : négligeables ;
- AM2 : courants vagabonds ;
- AM3 : radiations électromagnétiques ;
- AM4 : rayonnements ionisants ;
- AM5 : influences électrostatiques ;
- AM6 : courants induits

BB : La résistance électrique du corps humain, avec trois catégories :
- BB1 : normales ; BB2 : faibles ; BB3 : très faibles

BC : Le contact des personnes avec le potentiel de la terre, avec quatre catégories :
- BC1 : nuls ;
- BC2 : faibles ;
- BC3 : fréquents ;
- BC4 : continus

BD : L'évacuation des personnes en cas d'urgence, avec quatre catégories :
- BD1 : normale ;
- BD2 : longue ;
- BD3 : encombrée ;
- BD4 : longue et encombrée

BE : La nature des matières traitées ou entreposées, avec quatre catégories :
- BE1 : risques négligeables ; BE2 : risques d'incendie ;
- BE3 : risques d'explosion ; BE4 : risques de contamination

CA : La nature des matériaux de construction, avec deux catégories :
- CA1 : risques négligeables ; CA2 : combustibles

CB : La structure des bâtiments, avec quatre catégories :
- CB1 : risques négligeables ; CB2 : propagation d'incendie ;
- CB3 : mouvements ; CB4 : flexibles ou instables

1.4. LES DEUX INDICES DE PROTECTION (IP et IK)

La normalisation actuelle du marquage des composants électriques comprend deux indices : IP et IK.

La valeur de chacun de ces indices (pour une composant) est indiqué par un code à deux chiffres, ce code n'ayant pas de valeur numérique à proprement parler et étant uniquement symbolique. Un composant sera, par exemple marqué «IP 55. IK 04». Ces codes sont définis comme suit.


L'indice de protection IP

Le code IP, qui vise à caractériser le degré de protection contre les corps solides et liquides, est composé comme suit (en dehors de l'indication «IP») :
- un premier chiffre (de 0 à 6) indique le degré de protection contre les solides,
- un deuxième chiffre (de 0 à 8) indique le degré de protection contre les liquides.

Dans certaines situations particulières cette désignation peut être complétée par des lettres complémentaires (pour plus de détails sur les conventions relatives au code numérique et à ses compléments éventuels consultez le paragraphe 6.5).


L'indice de protection IK

Le code IK, qui vise à caractériser le degré de protection contre les chocs mécaniques, compte onze classes, le critère étant l'énergie du choc en joules [J]. Les classes les plus indicatives sont les suivantes :
. classe 00 : énergie de choc nulle ( 0 [J] ),
. classe 02 : énergie de choc = 0,20 [J] (influence externe AG1),
. classe 07 : énergie de choc = 2 [J] (influence externe AG2),
. classe 08 : énergie de choc = 5 [J] (influence externe AG3),
. classe 10 : énergie de choc = 20 [J] (influence externe AG4).

La correspondance entre la classe et l'énergie subie en choc figure au tableau suivant.

L'application pratique des codes IP et IK

Dans la pratique les codes IP et IK servent surtout à fixer les précautions à prendre dans les locaux professionnels et dans les locaux recevant du public, mais la norme fixe également les classes à adopter dans les autres types de locaux, domestiques ou non.

1.5. DONNÉES COMPLÉMENTAIRES SUR LE CODE IP

Le code IP de base comporte deux chiffres, le premier indiquant la protection contre les corps solides,
le second contre les liquides.

La lettre additionnelle

Le code IP est complété par une lettre additionnelle (placée à la fin du code IPnn) si la protection contre les contacts directs est plus élevée que le premier chiffre, la lettre adoptée étant la suivante :
A pour le contact involontaire avec le dos de la main,
B pour le contact avec le doigt de la main,
C pour le contact avec un outil de diamètre 2,5 de 100 mm de long,
D pour le contact avec un outil de diamètre 1 de 100 mm de long.


La lettre supplémentaire

Le code IP (éventuellement déjà pourvu d'une lettre additionnelle) est complété par une lettre supplémentaire (placée à la fin du code IPnn ou IPnnX) si l'appareil comporte les particularités suivantes :
H si l'appareil est à haute tension,
M si la pénétration de l'eau a des effets nuisibles sur une partie mobile d'une machine en mouvement,
S si la pénétration de l'eau a des effets nuisibles sur une partie mobile d'une machine stationnaire,
W s'il faut tenir compte d'une situation - atmosphérique ou non - particulière.

L'INSERTION DANS LES RÈGLES ERP

Lorsque l'application envisagée concerne un établissement recevant du public (ERP) il faut appliquer les règles reproduites au chapitre suivant, qui s'articulent en 4 sections, la cinquième (installations temporaires) étant ici exclue :
1. Généralités
2. Règle d'installation
3. Installations de sécurité
4. Maintenance, exploitation et vérifications

LES TEXTES OFFICIELS

Retrouvez ces textes dans le PDF en téléchargement.

Sur le plan de la sécurité, en dehors des normes citées par ailleurs, il faut faire une place à part à la réglementation du travail, qui a l'avantage :
- de couvrir un peu toutes les situations, industrielles comprises,
- et de couvrir les interventions professionnelles diverses sur la réalisation des installations neuves tout comme sur les retouches des installations existantes.

3.1. LES TEXTES DE BASE

La place de ce texte

Il s'agit des deux textes importants suivants :
- le décret du 14 novembre 1988,
- la circulaire du 6 février 1989,

cette dernière expliquant surtout l'origine des différences entre la réglementation de 1988 et celle des années antérieures.


Le décret de 1988

Vous trouverez les articles essentiels de ce décret au paragraphe 7.5.
Les objectifs de ce décret sont multiples, mais concernent essentiellement la sécurité, le contenu pouvant être schématiquement scindé en trois parties :

1. Recommandations générales de base
2. Techniques pratiques de prévention
3. Utilisation, surveillance, entretien et vérification des installations (conseils généraux).


Les recommandations générales de base

Elles concernent essentiellement les points suivants, nombreux mais essentiels :
- adapter les choix au domaine de tension,
- obliger à utiliser du matériel approprié et faire appel à des intervenants qualifiés,
- obliger à isoler tous les conducteurs, aussi bien les neutres que les actifs, veiller à leur solidité et éviter les échauffements excessifs,
- veiller à ce que les parties actives ou les masses d'une installation ne soient pas portées à des tensions dangereuses pour les personnes, du fait de leur voisinage avec une installation de domaine de tension supérieure ou du fait de liaisons à des prises de terre non électriquement distinctes,
- veiller, dans les zones particulièrement exposées à la foudre, que toute installation comportant des lignes aériennes non isolées soit protégée contre les effets des décharges atmosphériques,
- veiller - sauf protections adéquates - à séparer les lignes de télécommande, de signalisation ou de télécommunication,
- veiller - sauf schéma très clair ou marque bien apparente - à identifier clairement et valablement les circuits et matériels, en particulier les conducteurs de protection,
- prévoir, dans tout circuit terminal, un dispositif de coupure d'urgence, aisément reconnaissable et disposé de manière à être facilement et rapidement accessible, permettant en une seule manoeuvre de couper en charge tous les conducteurs actifs (ce dispositif peut commander plusieurs circuits terminaux),
- séparer les sources d'énergie selon les indications fournies au paragraphe 3.2,
- concevoir les mises à la terre en respectant les règles fournies au paragraphe 3.3,
- d'une manière générale respecter les principes de protection indiqués au paragraphe 3.4.

3.2 LA SÉPARATION DES SOURCES

Les obligations de sectionnement

A l'origine de tout circuit et de toute installation doit être prévu un sectionnement (dispositif ou ensemble de dispositifs) permettant de séparer tous les conducteurs de sa source d'énergie, le classement utilisant les conventions (BTA, etc.) détaillées au livret nD01 (fichier nD01.2).


Les obligations des installations «B.T.A.»

La fonction de sectionnement peut être assurée par un dispositif de protection, de commande ou de coupure d'urgence en respectant les conditions suivantes :

- les distances d'isolement entre les contacts après ouverture doivent répondre aux règles de construction des sectionneurs de même tension nominale ;
- toute fermeture intempestive doit être rendue impossible ;

Lorsque le sectionnement d'un circuit est réalisé par des dispositifs unipolaires, ceux-ci doivent être regroupés, identifiés sans ambiguïté de manière indélébile et nettement séparés des autres groupements semblables assurant le sectionnement d'autres circuits.


Les obligations des installations «B.T.B.»

La fonction de sectionnement doit être réalisée par des dispositifs assurant une séparation pleinement apparente et pouvant être maintenus en position ouverte par un dispositif de blocage approprié. Lorsque le sectionnement d'un circuit est réalisé par des dispositifs unipolaires, ceux-ci doivent être regroupés, identifiés sans ambiguïté de manière indélébile et nettement séparés des autres groupements semblables assurant le sectionnement d'autres circuits. Les obligations des installations «H.T.A.» et «H.T.B.»

La fonction de sectionnement peut être assurée par un dispositif de protection, de commande ou de coupure d'urgence . Les distances d'isolement entre les contacts après ouverture doivent répondre aux règles de construction des sectionneurs de même tension nominale. Le sectionnement doit être réalisé par un dispositif dont tous les pôles sont manoeuvrés en une seule opération. Toutefois, si le produit du courant nominal exprimé en ampères par le nombre de conducteurs actifs dépasse 7 500, le sectionnement peut être réalisé par des dispositifs unipolaires, regroupés et identifiés sans ambiguïté de manière indélébile, nettement séparés des autres groupements semblables assurant le sectionnement d'autres circuits.

3.3. LES PRISES DE TERRE

Les règles de base

Les prises de terre doivent respecter les règles suivantes :

1. Les résistances de terre doivent avoir une valeur appropriée à l'usage auquel les prises de terre correspondantes sont destinées.

2. Les conducteurs de terre connectés à une prise de terre autre que celle des masses doivent être isolés électriquement des masses et des éléments conducteurs étrangers à l'installation électrique.

3. Les prises de terre ne peuvent être constituées par des pièces métalliques simplement plongées dans l'eau.

4. Si, dans une installation, il existe des prises de terre électriquement distinctes, on doit maintenir entre les conducteurs de protection qui leur sont respectivement reliés un isolement approprié aux tensions susceptibles d'apparaître entre ces conducteurs en cas de défaut.


Prescription fondamentale

Il est interdit d'employer, comme partie d'un circuit actif, la terre, une masse, un conducteur de protection, une canalisation ou enveloppe métallique ou une structure métallique faisant partie d'un bâtiment, cette interdiction ne s'opposant pas éventuellement à la mise à la terre d'un point de la source d'alimentation, généralement le point neutre, ainsi qu'à l'emploi de dispositifs de sécurité dont la technique exige, par nature, l'emploi de la terre ou d'un conducteur de protection comme circuit de retour.

3.4. LES TECHNIQUES DE PROTECTION

Une grande partie des règles fixées par le décret joint en annexe concerne les dispositifs de sécurité.

Ceux-ci s'articulent autour des 3 précautions essentielles suivantes :
- protection contre les risques de contact avec des conducteurs ou pièces conductrices sous tension (contact dit «direct»),
- protection contre les contacts avec des masses mises accidentellement sous tension (contact dit «indirect»,
- protection contre les risques de brûlures, d'incendies ou d'explosions.


1. Protection contre les risques de contact avec des conducteurs actifs ou des pièces conductrices habituellement sous tension

Dans les locaux et emplacements de travail la précaution consiste à veiller à ce qu'aucune partie active ne se trouve à portée des travailleurs, et ce grâce aux procédures suivantes :sous tension. Dans les locaux et sur les emplacements de travail, aucune partie active ne doit se trouver à la portée des travailleurs, sauf dans les cas mentionnés aux articles 21 à 28. Cette interdiction s'applique également à tout conducteur de protection reliant à une prise de terre le conducteur neutre ou le neutre de la source d'alimentation.
Art. 17 Mise hors de portée par éloignement
Art. 18 Mise hors de portée au moyen d'obstacles
Art. 19 Mise hors de portée par isolation


2. Protection contre les risques de contact avec des masses mises accidentellement sous tension Les occupants doivent être protégés contre les risques pouvant résulter du contact simultané :

- avec des masses, quelle que soit la surface accessible de celles-ci,
- et avec des éléments conducteurs

La différence de potentiel entre ces éléments étant supérieure à la tension limite conventionnelle de sécurité correspondant au degré d'humidité du local ou de l'emplacement.

Pour ce faire, les installations doivent, en particulier, être convenablement subdivisées, notamment pour faciliter la localisation des défauts d'isolement. De plus, dans les installations à courant alternatif cette protection s'effectue :
- soit par mise à la terre des masses avec coupure automatique de l'alimentation,
- soit sans mise à la terre des masses et sans coupure de l'alimentation


3. Prévention des brûlures, incendies et explosions d'origine électrique

Les prescriptions qui suivent sont applicables aux installations électriques de tous domaines y compris le domaine très basse tension (T.B.T.). Elles sont les suivantes, toute les disposition devant s'opposer à la dissipation normale de la chaleur pouvant être dégagée par une canalisation ou par un appareil.

1. La température atteinte par le matériel électrique en service normal ne doit pas compromettre son isolation. Toutes dispositions doivent être prises pour éviter que le matériel électrique, du fait de son élévation normale de température, nuise aux objets qui sont dans son voisinage, et notamment à ceux sur lesquels il prend appui ou encore risque de provoquer des brûlures aux travailleurs.

2. Tout matériel doit être capable de supporter, sans dommage pour les personnes et sans perte de son aptitude à la fonction de sécurité, les effets mécaniques et thermiques produits par toute surintensité, et ce pendant le temps nécessaire au fonctionnement des dispositifs destinés à interrompre lesdites surintensités.

3. Les raccordements des canalisations entre elles et avec les appareils doivent être établis de manière à ne provoquer aucun excès d'échauffement local. Il doit pouvoir être vérifié facilement qu'il en est bien ainsi.

A cette fin, les connexions doivent rester accessibles mais seulement après démontage de l'obstacle assurant la protection contre les contacts directs.

4. Les canalisations fixes doivent être protégées contre une augmentation anormale du courant. Elles doivent l'être toujours pour le cas de court-circuit ; elles doivent l'être aussi pour le cas de surcharges si l'éventualité de celles-ci n'est pas exclue.

5. Les circuits internes de machines et appareils exposés à des surcharges doivent être protégés contre les effets d'une surintensité nuisible par sa valeur ou sa durée. Cette protection n'est pas exigée pour les matériels d'utilisation portatifs à main.

6. Les appareils ne doivent pas être utilisés dans des conditions de service plus sévères que celles pour lesquelles ils ont été construits.

3.5. LE DECRET DE 1988

Retrouvez ces textes dans le PDF en téléchargement.

LES TEXTES REGLEMENTAIRES

1. Première obligation

A partir du 1^er juillet 2011 tous les salariés effectuant des opérations sur les installations électriques et dans leur voisinage doivent être habilités par leur employeur, ce dernier spécifiant la nature des opérations que le salarié est autorisé à effectuer. Pour ce faire les salariés doivent suivre une formation sur les risques électriques et sur les moyens de les prévenir, cette formation - en principe renouvelée et mise à jour tous les trois ans - devra s'appuyer sur la norme suivante : NF UTE C18-510.

L'employeur devra remettre au salarié habilité un carnet de prescriptions, rassemblant en particulier - pour son activité - les éléments les plus pertinents et importants pour son activité.


2. Obligation complémentaire

A partir du 1^er janvier 2013 une habilitation spécifique devra, en outre, être décernée à toute personne réalisant des travaux sous tension (hors réseau), selon un cadre qui este encore à définir au moment de la présente publication.


3. La réglementation applicable

A la date de la publication des présentes règles, les principaux règlements administratifs concernant certaines installations sont les suivantes :

- le décret n° 88-1056 du 14 novembre 1988 relatif à la protection des travailleurs dans les établissements qui mettent en oeuvre des courants électriques et arrêtés d'application (C 12-101)

- le décret n° 91-986 du 23 septembre 1991 complétant le règlement général des industries extractives (créant un titre intitulé Electricité) ;

- le règlement de sécurité relatif à la protection contre les risques d'incendie et de panique dans les établissements recevant du public (C 12-201) ;

- les instructions concernant les installations d'électricité dans les monuments historiques, établies par le ministère de l'éducation nationale, le 24 avril 1952 ;

- le décret n°2006-1278 du 18 octobre 2006 relatif à la compatibilité électromagnétique, voir directive2004/ 108/CE (UTE C 00-200) ;

- le règlement de sécurité concernant les mesures à observer dans la construction, les aménagements et l'occupation des baraquements et bâtiments provisoires ;

- les arrêtés pris en application de la loi relative aux établissements classés ;

- les décrets et arrêtés pris en application de la loi du 2 mai 1930 relative à la protection des monuments naturels ou des sites de caractère artistique, historique, scientifique, légendaire ou pittoresque ;

- l'arrêté relatif à la protection contre l'incendie dans les immeubles d'habitation ;

- le règlement de sécurité dans les immeubles de grande hauteur ;

- la directive « Machines « 98/37/CE du 22/06/98.

5.1. LES SCHÉMAS DE DISTRIBUTION

Les principes de base

Les schémas de distribution qui définissent la structure des réseaux électriques sont fonction :

• d'une part du types de réseaux de conducteurs actifs,
• d'autre part du type de liaisons à la terre.
  

1. Les réseaux de conducteurs actifs

Ces réseaux peuvent être classés en 6 catégories :

• quatre en courant alternatif (voir plus loin) : monophasé 2 conducteurs, monophasé 3 conducteurs, triphasé 3 conducteurs, triphasé 4 conducteurs ;
• deux en courant continu, 2 conducteurs ou 3 conducteurs (voir plus loin).

2. Les types de liaisons à la terre (voir § 5.2)

Les systèmes triphasés

Les circuits à partir de courant alternatif triphasé jouent, dans notre domaine, un rôle essentiel.
Les trois phases sont présentées sous deux formes selon l'aval à la sortie du transformateur, avec un montage (schémas ci-dessous) :
- soit « en étoile »,
- soit « en triangle ».

5.2. LES SCHÉMAS DE LIAISON A LA TERRE (S.L.T.)

Appelés généralement «régimes de neutre», les schémas fondamentaux sont ceux qui fixent les conditions dans lesquelles les circuits alternatifs (triphasés ou diphasés) ou continus sont reliés à la terre.
Les types suivants sont retenus par la norme :

• un premier type pour les systèmes triphasés en courant alternatif,
• un deuxième type pour les systèmes à courant continu.

Les symboles alphabétiques

Les symboles utilisés par la suite ont les significations suivantes :

Première lettre - Situation de l'alimentation par rapport à la terre :
T = liaison directe d'un point avec la terre ;
I = ou bien isolation de toutes les parties actives par rapport à la terre, ou bien liaison d'un point avec la terre à travers une impédance.

Deuxième lettre - Situation des masses de l'installation électrique par rapport à la terre :
T = masses reliées directement à la terre, indépendamment de la mise à la terre éventuelle d'un point de l'alimentation ;
N = liaison électrique directe des masses au point de l'alimentation mis à la terre (en courant alternatif ; le point mis à la terre est normalement le point neutre ou, si un point neutre n'est pas disponible, un conducteur de phase).

Autres lettres (éventuelles) - Disposition du conducteur neutre et du conducteur de protection :
S = fonction de protection assurée par un conducteur distinct depuis le neutre ou depuis le conducteur actif mis à la terre (en courant alternatif, un conducteur de phase mis à la terre).
C = fonctions de neutre et de protection combinées en un seul conducteur (conducteur PEN).


Les grandes classes en résultant

Les symboles précédents conduisent à distinguer trois grandes catégories de schémas (trois grandes catégories de neutres, pour les réseaux de courant alternatif :
TT, pour les neutres et les masses reliés à la terre : voir § 5.3,
TN, pour les neutres reliés à la terre et les masses reliées aux neutres : voir § 5.4,
IT, pour les neutres isolés de la terre (ou impédants) et les masses reliées à la terre : voir § 5.5.

Exemple : lorsque l'installation est alimentée par un réseau de distribution publique à basse tension le schéma généralement adopté est le schéma TT.


Les symboles graphiques

Dans les schéma qui suivent nous utilisons les symboles graphiques suivants.

1. Pour les conducteurs et les liaisons, les symboles annexes «PE» et «PEN» possèdent les significations suivantes :
«PE» = conducteur de protection,
«PEN» = conducteur de protection et de neutre (confondus).


2. Pour les conducteurs et liaisons, nous utilisons les symboles graphiques suivants.

Ils peuvent être alimentés soit en triphasé, soit en monophasé, la présence simultanée des deux n'étant pas exclue.



Caractéristiques du montage TT

Dans ce montage (schémas ci-dessus) :

• le point neutre est relié directement à la terre,
• les masses de l'installation sont reliées à des prises de terre distinctes par l'intermédiaire de conducteurs de protection (PE),
• la protection contre les défauts à la terre est obligatoirement assurée par des dispositifs adéquats, en principe à courant différentiel résiduel (symbole : DR)

Caractéristiques complémentaires

La boucle de défaut comprend généralement la terre, au moins sur une partie du parcours (une disposition qui n'exclut pas une liaison électrique entre la prise de terre des masses et celle de l'alimentation).

Dans ce dernier cas le courant de défaut entre phase et masse, tout en étant limité, peut être suffisant pour créer des tensions dangereuses. Si les prises de terre du neutre et des masses sont confondues, le schéma reste de type TT :

• ce sont des conditions qui se rencontrent dans les bâtiments abritant le poste de transformation (les prises de terre sont alors souvent confondues),
• c'est également le cas lorsque les prises de terre du neutre et des masses sont reliées par des canalisations métalliques proches de chacune des prises de terre.

Dans tous ces cas il faut appliquer les règles des schémas TN (commentées au paragraphe 5.5), ce qui implique le respect des obligations indiquées au tableau suivant.

5.3. LES SCHÉMAS TT

Attention aux différences qui existent lorsque les montages alimentent des récepteurs (appareils) qui peuvent être alimentés soit en triphasé, soit en monophasé, la présence simultanée des deux n'étant pas exclue.


Caractéristiques du montage TT

Dans ce montage (schémas ci-dessus) :

• le point neutre est relié directement à la terre,
• les masses de l'installation sont reliées à des prises de terre distinctes par l'intermédiaire de conducteurs de protection (PE),
• la protection contre les défauts à la terre est obligatoirement assurée par des dispositifs adéquats, en principe à courant différentiel résiduel (symbole : DR)

Caractéristiques complémentaires

La boucle de défaut comprend généralement la terre, au moins sur une partie du parcours (une disposition qui n'exclut pas une liaison électrique entre la prise de terre des masses et celle de l'alimentation). Dans ce dernier cas le courant de défaut entre phase et masse, tout en étant limité, peut être suffisant pour créer des tensions dangereuses. Si les prises de terre du neutre et des masses sont confondues, le schéma reste de type TT :

• ce sont des conditions qui se rencontrent dans les bâtiments abritant le poste de transformation (les prises de terre sont alors souvent confondues),
• c'est également le cas lorsque les prises de terre du neutre et des masses sont reliées par des canalisations métalliques proches de chacune des prises de terre.

Dans tous ces cas il faut appliquer les règles des schémas TN (commentées au paragraphe 5.5), ce qui implique le respect des obligations indiquées au tableau suivant.

5.4. LES SCHÉMAS IT

Recommandation générale

Il est fortement conseillé de réaliser les installations neuves en schéma IT sans distribution du conducteur neutre. L'alimentation d'appareils prévus pour fonctionner sous la tension entre phase et neutre peut alors être assurée à partir de générateurs distincts ou de transformateurs.


Caractéristiques du montage IT

Dans ce montage (schémas ci-dessus) :
toutes les parties actives sont (position du point neutre) :
- soit isolées de la terre,
- soit reliées à la terre par l'intermédiaire d'une impédance de valeur suffisamment élevée

les masses de l'installation sont, par l'intermédiaire de conducteurs de protection (PE) :
- soit mises à la terre séparément,
- soit mises à la terre collectivement,
- soit reliées collectivement à la prise de terre de l'alimentation

La protection contre les défauts à la terre est obligatoirement assurée par des dispositifs adéquats, en principe à courant différentiel résiduel (symbole : DR) qui assurent (en cas de défaut à la terre) l'élimination du circuit concerné.

La distribution du conducteur neutre, lorsque celui-ci n'est pas relié à la terre, nécessite de prendre les dispositions suivantes :

• éviter qu'en cas de deux défauts survenant dans une même installation sur deux circuits de sections différentes, le conducteur neutre de plus faible section ne soit parcouru par des courants d'intensité supérieure à son courant admissible,
• faire en sorte que les appareils d'utilisation ne puissent être soumis à des tensions supérieures à leur tension nominale.

Données complémentaires
Dans ce schéma, le courant de premier défaut se referme par les capacités de fuite de l'installation et éventuellement par l'impédance insérée entre un point de l'alimentation - généralement le neutre - et la terre. Le courant résultant d'un seul défaut phase-masse a une intensité suffisamment faible pour ne provoquer l'apparition d'aucune tension de contact dangereuse.

5.5. LES SCHÉMAS TN

Les schémas TN sont multiples, et dénommés : «TN-C», «TN-S» et «TN-C-S». Ici nous ne retiendrons que les deux premières catégories :

• les schémas TN-S (conducteur neutre et conducteur de protection séparés),
• les schémas TN-C (conducteur neutre et conducteur de protection combinés)

N.B. Nous ne retnons ici que les schémas relatifs au courant alternatif (courant continu exclus).



Les schémas TN-S et TN-C : les principes

Les schémas TN ont un point relié directement à la terre, les masses de l'installation étant reliées à ce point par des conducteurs de protection. Deux types de schémas TN figurent ci-dessous, variant selon la disposition du conducteur neutre et du conducteur de protection :
Dans le schéma TN-S le conducteur de protection est distinct :

Dans le schéma TN-C les fonctions de neutre et de protection sont combinées en un seul conducteur :

Dans les deux montages le point relié directement à la terre est le neutre. La boucle de défaut étant constituée de conducteurs actifs et de conducteur de protection tout courant de défaut phase-masse est automatiquement un courant de court-circuit.

5.6. LE CHOIX DU SCHÉMA

Le cadre le plus fréquent

Lorsque l'installation est alimentée par un réseau publics basse tension, c'est le distributeur qui fixe le schéma de mise à la terre, normalement le schéma TT.


Le cadre libre

Dans les installations alimentées par leur propre poste de transformation, c'est à l'utilisateur de choisir son schéma, le schéma TT étant généralement choisi pour sa facilité d'exploitation, en particulier pour l'absence d'obligation de personnel qualifié (ce qui est, au contraire, le cas des schémas IT et TN). Les raisons pouvant pousser à utiliser d'autres schémas que TT sont les suivants :

• les schémas TN aboutissant à des coûts d'installation plus faibles,
• les schémas IT permettant de fonctionner avec un premier défaut à la terre (à rechercher et corriger néanmoins).

Les cadres spécifiques

Il se peut que certaines recommandations issues de fabricants de fournisseurs de matériel, conduisent (si le cadre est libre) au chois d'un schéma bien précis, par exemple l'adoption d'un schéma TN-S dans le cas d'alimentation d'unités informatiques.

N.B. Notez que ce chapitre concerne essentiellement les cas les plus courants. Si vous vous trouvez dans d'autres cas consultez le chapitre suivant (chapitre 6), en particulier :

1. Premier cas :
- si vous travaillez en courant continu, ce qui inclut, par exemple le photovoltaïque,
- si vous travaillez en courant alternatif très basse tension.

2. Deuxième cas :
- si vous vous trouvez dans certaines situations très particulières décrites dans le paragraphe 7.9 du tome 1: gE1a. Les installations électriques 1, les dispositions à prendre figurant à la norme NF C 100-7.

5.7. DONNÉES COMPLÉMENTAIRES

Ne sont pas traités dans ce tome les sujets suivants, exposés par ailleurs :

• les schémas concernant le courant continu (voir NF C 15-100-3),
• tous les aspects concernant la production photovoltaïque d'électricité (voir nR31 : Le solaire,
• tous les aspects concernant la conception des circuits électriques concernant l'alimentation des diodes électro-luminescentes (LED) (voir nR36 : L'éclairage)

Roger CADIERGUES – Ancien directeur général du COSTIC
Polytechnicien de formation, et consultant international, Roger Cadiergues présente un parcours incomparable dans le génie climatique (vocable dont il est l'inventeur) par les responsabilités tenues et des avancées tant techniques qu'informatiques qui lui sont dûes. Auteur de nombreux ouvrages, il anime entre autre la lettre hebdo d'XPAIR www.xpair.com

→ POUR ALLER PLUS LOIN

• L'éclairage naturel (Juillet 2012)

• Qualité d'air : les bases, le CO2 et les odeurs (Juin 2012)

• Qualité d'air : les polluants gazeux, les particules, le radon (Juin 2012)

• Etiquetage et certification énergétiques : le point réglementaire (Mars 2012)

• Un thème faussement simple : la ventilation ! Questions réponses (Janvier 2012)

• Réglementation 2012 : Roger Cadiergues recadre ! (Août 2011)

• Réglementation: Face à la RT 2012 (Avril 2011)

• Réglementation: Une réglementation mal née (Mars 2011)

• Réglementation: Face à la RT 2012 (Février 2011)

Chroniques réglementation de R.Cadiergues