Le courant secteur - Tunisia

Le courant secteur
1) Caractéristiques de courant du secteur.
La tension du secteur est alternative, sinusoïdale.
Sa valeur efficace est
Ueff = 230V
Sa valeur maximale est Um = 230 V x 1,414 = 325 V
Sa période est T = 0,02 s = 20 ms soit 1/50 s
Sa fréquence vaut f = 1/(0,02s) = 50 hertz.
2) Les dangers du courant du secteur.
Electrocution:
160 personnes environ meurent chaque année en France par électrocution accidentelle.
Le corps humain est conducteur comme le montre l'expérience du tournevis-testeur du
paragraphe précédent.
Les effets du courant sur le corps humain:
Dans l'expérience du tournevis testeur, le courant est très faible (µA) et il n'a aucun effet
sensible.
Un courant un peu plus fort (de l'ordre du milliampère) provoque des picotements
désagréables.
Lorsqu'on atteint quelques dizaines de milliampères, on peut constater des contractions des
muscles lors des variations de courant. La tension du secteur produisant une variation
alternative de ce courant produit un raidissement des muscles appelé tétanisation. Un muscle
tétanisé ne peut pas se décontracter. Une personne qui tient à pleine main un appareil mal
isolé ne peut plus le lâcher si ses muscles sont tétanisés. Si le courant traverse le corps, la
tétanisation des muscles de la cage thoracique va provoquer une asphyxie. La respiration
artificielle pratiquée aussitôt peut sauver la personne électrocutée
Le coeur est un muscle particulier qui ne va pas se tétaniser mais on verra ses diverses
fibres se contracter de façon désordonnée: c'est la fibrillation cardiaque qui peut très
rapidement entraîner la mort. Il faut en effet agir immédiatement par massage cardiaque ou à
l'aide d'un défibrillateur pour sauver l'accidenté.
Un courant important entraîne des brûlures et des réactions électrolytiques (surtout avec les
hautes tensions) que vous pouvez imaginer sans qu'il soit besoin de vous montrer des
photographies.
L'intensité du courant n'est pas seule en cause. La durée du passage de ce courant joue un rôle
important:
On pourra supporter un courant de 500 mA s'il traverse le corps pendant 1/100 s alors qu'un
courant 10 fois plus faible pourra tuer s'il circule pendant plusieurs secondes.
Facteurs qui influent sur l'intensité du courant traversant le corps
L'intensité du courant qui traverse le corps lors d'une électrocution dépend de plusieurs
facteurs
La résistance électrique du corps et des contacts.
Deux cas sont à envisager:
On peut s'électrocuter par contact direct du corps avec la phase et avec le neutre. Le courant
dépendra de la résistance du corps et surtout des points de contact avec les conducteurs. La
peau sèche a une résistance électrique nettement plus grande que la peau humide. De même
une faible surface de contact entraînera une résistance plus forte.
Le plus souvent, lors d'une électrocution, le corps n'est en contact qu'avec la phase. Le circuit
est alors fermé par le sol. La résistance du contact entre le sol et le corps va alors intervenir. Si
on se trouve pied nu sur le carrelage humide d'une salle de bains, la résistance sera faible et on
a peu de chance de s'en tirer, alors que sur une moquette synthétique dans des chaussures bien
sèches le courant ne présentera pas un danger mortel.
Pour un complément d'information lire la réponse à la QTP de Sébastien Champion
La tension électrique du générateur:
La tension du secteur est 230V, mais il peut se trouver des circonstances dans lesquelles on
est confronté à des tensions différentes. Dans les mêmes circonstances (même résistance)
l'intensité du courant proportionnelle à la tension. Le courant est deux fois plus fort lorsque la
tension passe de 115V à 230V.
Les tensions plus élevées (moyenne tension 20kV, haute tension 90kV, très haute tension
400kV) sont très dangereuses
En diminuant la tension, on diminue le danger.
On considère qu'au dessous de 25V, il n'y a pas de danger, même dans les plus mauvaises
circonstances (milieux humides). On peut monter à 50V pour les lieux secs.
Incendie:
Le passage du courant dans un conducteur s'accompagne toujours d'un dégagement de
chaleur. Ce phénomène est appelé effet Joule
La chaleur ainsi formée se transmet à l'environnement (à l'air ambiant par exemple). Ainsi le
conducteur reçoit de la chaleur par effet Joule et en restitue une partie au milieu extérieur.
Si le conducteur reçoit plus de chaleur qu'il n'en restitue, sa température augmente.
Si la différence de température entre le conducteur et le milieu extérieur augmente, la quantité
de chaleur restituée augmente. On tend donc vers une température d'équilibre.
Ainsi le filament d'un lampe à incandescence arrive, en une fraction de seconde, à sa
température d'équilibre de plus de 2600°C (en fonctionnement normal).
Si vous enfermez une lampe à incandescence dans une boîte isolante, la température
d'équilibre va augmenter et vous risquez de faire griller le filament.
Les fils d'une installation électrique s'échauffent lorsqu'ils sont traversés par le
courant. Si cet échauffement est trop important, il y a des risques d'incendie de
matériaux combustibles placés à proximité.
Quels sont les facteurs qui influent sur l'échauffement des fils?
L'énergie thermique E fournie pendant un temps t par un conducteur de résistance R,
traversé par un courant d'intensité I est:
E = R I2 t
La quantité de chaleur dégagée par effet Joule est proportionnelle au carré de l'intensité I du
courant qui le traverse. C'est-à-dire que si l'intensité est 3 fois plus grande, le dégagement de
chaleur sera 9 fois plus grand.
La résistance du fil a une influence: plus le fil est fin, plus sa résistance R est grande et donc
plus l'échauffement est élévé.
Le dégagement de chaleur est bien sûr proportionnel au temps t (durée de passage du
courant).
Principales causes de l'échauffement dangereux des fils
Surconsommation: Si on branche sur une ligne électrique des appareils trop puissants ou trop
nombreux (en utilisant des "multiprises") on augmente l'intensité du courant dans la ligne
puisque le courant dans cette ligne est la somme des courants de chacun des appareils
branchés.
Court-circuit: Le courant dans le circuit est freiné par la résistance des appareils qu'il
contient. S'il se produit un court-circuit, la seule résistance du circuit est celle des fils. Comme
elle est très faible, le courant devient brutalement très intense.
Remarque: Un court-circuit se produit lorsque le fil de phase vient en contact avec le fil
neutre mais également lorsqu'il touche un objet conducteur quelconque relié à la terre.
3) La protection des installations.
Conformité
Une installation domestique ne doit comporter que des matériaux et des composants agréés
(norme européenne CE) et doit répondre à toutes les règles de sécurité. Un organisme est
chargé en France de contrôler les nouvelles installations et de délivrer une attestation de
conformité: le CONSUEL (Comité national pour la sécurité des usagers de l'électricité)
Protection contre l'incendie: Les fusibles
A l'entrée de l'installation, se trouve un tableau de répartition des diverses lignes électriques
de l'appartement.
Il existe 4 sortes de lignes:
Usage de la ligne
Eclairage
Section du fil Intensité supportée
1,5 mm2
10A
Prises de courant confort
2,5 mm2
16A
Prise unique (lave-linge..)
4 mm2
20A
2
32A
Prise forte puissance(cuisinière)
6 mm
Sur les fils de phase de chacune de ces lignes se trouve un coupe-circuit fusible. Il s'agit d'un
fil fin d'alliage d'argent enfermé dans une cartouche et placé dans un tiroir pivotant.
Si l'intensité du courant qui circule dans la ligne dépasse une valeur déterminée indiquée dans
le tableau ci-dessus, le fil fond et ouvre le circuit avant tout échauffement dangereux. On dit
que le fusible a "sauté". Après réparation de la panne, il faut changer le fusible. Les divers
fusibles sont de longueur et de diamètre différents ce qui évitent les confusions
Remarque: Naguère, le fil fusible était en plomb. Aujourd'hui, on remplace parfois les
fusibles par des disjoncteurs divisionnaires. Ce sont des interrupteurs qui se déclenchent
automatiquement lorsque l'intensité dépasse la limite fixée. Il suffit, après réparation de la
panne, de les réenclencher.
Protection contre l'électrocution
Le disjoncteur différentiel:
A l'entrée de l'installation, avant le tableau de répartition, se trouve deux disjoncteurs.
Le premier ne joue aucun rôle pour la sécurité mais il sert à limiter le courant général en
fonction de l'abonnement choisi.
Par exemple si vous avez opté pour l'abonnement de 3 kW, le disjoncteur sera réglé pour
couper le courant lorsque l'intensité dépasse 15A. Si vous ne pouvez pas allumer votre four
lorsque votre machine à laver fonctionne, il faudra choisir un abonnement de 6kW et vous
pourrez disposer de 30A.
Le deuxième disjoncteur, en général associé au précédent, ouvre le circuit lorsqu'il détecte
une différence de courant entre le fil de phase et le fil neutre. Si ces fils ne sont pas
traversés par le même courant, c'est qu'une partie du courant passe par le sol, il s'agit donc
d'une anomalie.
Certains disjoncteurs différentiels déclenchent pour une différence de 30 mA et procure une
grande sécurité pour l'usager, car un courant inférieur à 30 mA n'est dangereux que s'il
traverse le corps pendant plusieurs secondes, voire plusieurs dizaines de secondes. On le
trouve obligatoirement dans les laboratoires et salles de TP des lycées et collèges, mais à la
maison, il faut se contenter d'un disjoncteur de 500 mA qui ne présente alors plus du tout la
même sécurité et dont le rôle est différent. Il est le complément de la prise de terre.
La prise de terre
Les prises comportant un fil de terre ne sont obligatoires que dans les pièces contenant de
l'eau, (cuisine, salle de bains) et dans les pièces au sol conducteur (béton, carrelage) mais on
les trouve maintenant dans toutes les pièces.
Pourtant un grand nombre de nos appareils n'utilisent pas la broche reliée à la terre (fil
jaune/vert). Ce sont des appareils à double isolation. Par contre les appareils ménagers dont la
carrosserie est métallique ont besoin de cette prise de terre. Elle sert à relier la carrosserie et
toutes les parties métalliques de l'appareil à la terre.
Si par accident, le fil de phase vient à toucher ces parties métalliques, il se produit un courtcircuit car le courant va circuler dans le fil de terre. C'est là que le disjoncteur différentiel
intervient en ouvrant le circuit.
Ainsi grâce au couple, prise de terre / disjoncteur différentiel, aucun appareil ayant un défaut
d'isolation ne peut rester dangereux.
Remarque: Après la fusion d'un fusible ou le déclenchement d'un disjoncteur, il convient de
rechercher la panne avant de remplacer le fusible ou de réenclencher le disjoncteur.
Cas particulier: Au cours d'un orage, des décharges électriques peuvent provoquer le
déclenchement du disjoncteur différentiel sans qu'il s'agisse d'une panne dans l'installation.
4). Les règles de sécurité de base en électricité
Lorsqu'elle est mal employée, l'électricité peut être la source de nombreux
dangers. Toute personne qui touche un élément métallique dans lequel le
courant passe, reçoit une décharge. Cette décharge électrique peut être mortelle
si l'accident se produit dans un endroit humide ( salle d'eau, cusine) ou bien si le
sol est conducteur d'électricité ( carrelage, ciment, terre par exemple). Pour
votre sécurité ainsi que celle de vos proches, ne négligez pas ces qualques
conseils basiques...
• Coupez le courant au disjoncteur général avant d'envisager n'importe quelle
intervention sur votre installation électrique. C'est la seule manière d'être ceratin
que le couant ne passe plus.
• Ne déplombez jamais votre disjoncteur et ne touchez pas aux fils d'arrivée de
courant électrique.
• N'utilisez aucun appareil électrique, pas même un téléphone, les mains
mouillées et les pieds dans l'eau. L'eau est conductrice. Vous risquez alors
l'électrocution. Ne placez jamais d'appareil électrique branché sur le rebord ou à
proximité immédiate d'une souce d'eau: ls risque de tomber dedans et provoquer
un accident mortel.
• Ne tirez pas sur le fil pour débrancher un appareil. Vous risquez d'endommager
le cordon ou bien son raccordement avec la fiche et de provoquer un faux
contact, source d'échauffement et cause possible d'incendie.
• Pensez toujours à débrancher vos appareils avant leur nettoyage, surtout s'il
s'agis d'un nettoyage à l'eau ou avec un chiffon humide.
• Débranchez les machines électriques dès que leur utilisation est terminée de
façon à éviter tout risque de démarrage accidentel.
• Les tableaux de répartition doivent impérativement être rénovés lorsqu'ils sont
dotés de porte-fusibles à l'ancienne en porcelaine. En effet ces fusibles prévus
pour recevir du fil de plomb n'offrent en aucun cas une protection suffisante en
cas de surcharge d'un circuit ou lors d'un court-circuit. Ils sont incompatibles
avec les les disjoncteurs différentiels qui sont désormais obligatoires.
• Eviter le plus que possible les rallonges et prolongateurs. Les rallonges
électriques peuvent être source d'accidents lorsque les broches sont mal
enfoncées, quand le fil est trop faible pour la puissance de l'apparil à alimenter.
• Attention aux prises multiples , qui surchargées, s'échauffent et peuvent
provoquer un incendie.
• Pas de douilles métalliques dans les locaux humides. Equipez les lampes de
toute pièce contenant une source d'eau avec des douilles en plastique. C'est une
sécurité essentielle en cas de changement d'ampoule.
• Repérez systématiquement les canalisations encastrées avant de perceez un
mur ou un plafond. En cas de percution avec un dispositif électrique, vous
risquez l'électrocution.
• Equipez-vous de matériel aux normes NF attestant que le matériel ou l'appareil
est conforme aux normes de sécurité et a subi des essais et des contrôles
strictes.