Les dangers et les moyens de protection en électricité

TRAVAIL ET SANTÉ
SEPTEMBRE 2009
VOL.25 No 3
1
ÉLECTRICITÉ
Pascal Poisson
Les dangers et les moyens
de protection en électricité
Cet article approfondit les notions de risques et de protection en sécurité
électrique. Il faut garder à l’esprit que la réduction du risque à la source
est la priorité et que les équipements de protection collectifs et individuels
sont en dernier recours.
Par Pascal Poisson1
L
’élimination du risque à la source en
électricité est très difficile car même à
l’extérieur d’un cabinet, il y a une possibilité d’être blessé soit par explosion, soit à
cause d’un incendie. Les dangers reliés à
l’électricité sont le choc, l’arc électrique,
l’explosion et l’incendie.
Le choc
Le choc électrique est défini comme suit : «
Effet pathophysiologique résultant du passage
d’un courant électrique à travers le corps humain ou celui d’un animal. » (1). Donc, c’est
le courant qui passe dans le corps humain et
qui devient un circuit électrique. Le cerveau,
à l’aide des nerfs, transmet des influx nerveux
vers les muscles pour permettre les mouvements. Un courant externe permettra la même
contraction, la différence étant très faible entre
le courant du cerveau et celui domestique. La
loi d’Ohm s’applique lorsque le conducteur est
le corps humain et que le sang sert à transmettre
le courant. La résistance de chaque membre du
corps humain représente 500Ω et le thorax
100Ω. Quatre points vont jouer sur l’intensité
d’un choc électrique: la dureté de la peau, la
surface de contact, la pression exercée lors du
contact et le degré d’humidité à la surface de la
peau. La loi d’Ohm, dont la formule est V=RI,
où la tension est égale à la résistance multipliée
par le courant, représente bien le phénomène.
1. Ing., M.Ing.
L’intensité minimum nécessaire pour tomber
en fibrillation ventriculaire n’est que de 20
mA. Par exemple, si une personne entre en
contact avec une tension de 600 V à main nue
et que le courant passe d’une main à l’autre,
cela fait I=600 V/(500Ω+100Ω+500Ω) =
0,55 A. Dans cette circonstance, le courant
de 0,55 ampère passe par le cœur ce qui
pourrait causer une fibrillation ventriculaire.
Dans ce calcul, le courant dépasse de près de
250 fois l’intensité nécessaire pour entraîner
une fibrillation.
Le feu
Pour que se déclenche un incendie, trois
conditions préalables doivent être observées
soit, d’avoir un combustible, un comburant
et de la chaleur. Lorsque ces conditions sont
présentes, les risques d’incendie augmentent
considérablement.
Le combustible est présent dans plusieurs entreprises sous forme de poussières ou de gaz.
Les liquides et solides sont plus difficilement
inflammables mais les gaz s’enflamment facilement. C’est pour cette raison que le respect
du code électrique canadien est essentiel. Ce
code réglemente les installations électriques
pour avoir une conformité dans le type de
classification du risque de l’industrie. Donc,
si l’opération est classifiée ayant des risques
d’explosions élevés, alors la conception de
l’installation sera différente d’une autre ayant
un risque faible. Ainsi, lorsqu’un de ces élé-
ments est supprimé, le risque d’incendie se
trouve alors annulé.
Pour le comburant, l’oxygène est celui qui
est le plus présent dans l’environnement. Le
pourcentage d’oxygène peut, dans certaines
circonstances, augmenter soit à cause du procédé industriel utilisé, d’une bouteille ayant
une fuite ou d’un milieu restreint qui accumule facilement l’oxygène (espace clos). Les
espaces clos sont propices aux accumulations
car la quantité d’air y est restreinte.
Dans le cas des risques électriques, la principale source de chaleur est le courant électrique qui traverse un conducteur, celui-ci
représente une résistance. Si cette résistance
est trop grande, l’équipement et le conducteur
s’échaufferont. Les types de problèmes qui
peuvent occasionner de la chaleur sont : une
jonction mal fixée, un fil mal connecté ou un
câble électrique trop petit pour la quantité de
courant (d’énergie) qui y circule.
L’arc électrique
L’arc électrique est un danger relativement
peu connu par les électriciens et les travailleurs œuvrant dans le milieu des installations
électriques. Ce terme peut être déterminé
par trois définitions: « 1) Décharge, étincelle
lumineuse entre deux électrodes, de forme
plus ou moins arquée. 2) On appelle arc électrique l’échauffement à très haute température
(>3 000 °C) d’une résistance constituée par
le milieu gazeux, située entre deux ou plusieurs électrodes. 3) Décharge électrique qui se
produit entre deux conducteurs; extrêmement
lumineuse, elle s’accompagne d’une température de plus de 3 000 °C».
Plusieurs facteurs mènent à un arc électrique, des câbles mal fixés, le contact d’un
circuit énergisé à la mise à la terre (appelé aussi
court-circuit), la surcharge de courant sur un
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circuit ou un câble trop petit pour supporter le
courant passant. L’arc électrique peut se produire également lorsque l’équipement n’est pas
en mesure de supporter le courant de courtcircuit. Certaines composantes sont conçues
pour protéger contre les arcs. Si le court-circuit
est plus grand que la capacité de l’équipement
à supporter le courant de court-circuit alors
l’arc électrique se produit. Plusieurs industries
installent des équipements sans tenir compte
du courant de court-circuit et c’est dans ces
circonstances que les accidents se produisent.
Dans le cas des arcs électriques, la température peut atteindre plus de 19 000 oC. Par
comparaison, une brûlure au deuxième degré
peut être causée à 80 oC avec seulement 0,1
seconde d’exposition (2). La gravité peut être
importante si l’individu est directement exposé. L’énergie dissipée par l’arc est un processus
thermique de conduction, de convection et de
Tableau 1. Les mesures de protection et de prévention (3).
Tableau 2. Les distances d’approche adaptées de CSA Z462 (2008).
radiation. Plus la personne est près de la source
d’ignition plus la chaleur est intense. L’arc
électrique en laboratoire peut aussi générer un
bruit de 141,5 décibels à 60 cm de la source
et une pression de 103,52 KPa dans la zone
immédiate de l’explosion. Pour être sécuritaire,
le respect d’une distance d’approche et le port
de vêtements et d’équipements de protection
individuels sont nécessaires.
L’explosion
L’explosion est le seul risque que la distance
d’approche ne permet pas de délimiter car le
niveau d’explosion est difficilement évaluable, et la dispersion des débris et des métaux
en fusion est imprévisible. Lors d’une mauvaise
connexion ou d’un courant électrique trop important pour la capacité du câble, la surchauffe
du câble peut se produire. La chaleur peut
augmenter en un point tel que le cuivre atteint
sa température de fusion pour ensuite se transformer en gaz et les molécules prennent alors
de l’expansion. L’expansion peut atteindre
quelques milliers de fois celle du départ à l’état
solide. Le travailleur s’expose alors à deux types
de blessures, les débris de l’explosion qui peuvent l’atteindre et le blesser ou la chaleur émise
par le gaz qui peut brûler les poumons. Dans
la plupart des cas, les équipements électriques
sont munis de ventilateurs ou de trappes.
Ces dispositifs permettent l’évacuation de la
chaleur et de la pression. Lors d’une explosion,
ce sont ces composantes qui lâchent prise et
sont projetées. Lors d’une violente explosion,
le cabinet peut aussi s’éventrer. Quand la tâche
nécessite que le boîtier ou l’armoire soit ouvert,
l’équipement ne protège plus le travailleur qui
s’expose directement au danger.
Les dangers énumérés précédemment
représentent ceux reliés à l’électricité et, le tableau 1 en fait le résumé. Les équipements de
protection peuvent représenter un danger dû
à la nuisance d’avoir un vêtement supplémentaire qui peut occasionner des contacts accidentels avec l’équipement énergisé.
Les mesures de prévention
La première mesure de prévention est de
travailler hors tension, par la suite c’est de travailler le plus loin possible de la source sous
tension. Il faut respecter la distance de l’arc
qui sera la résultante de l’énergie incidente calculée sur votre installation électrique. Ce calcul
permet de déterminer la distance à laquelle un
travailleur peut se trouver sans s’exposer à une
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Tableau 3. Tableau sur les moyens de protection.
PUB 1/3 VERTICALE
2.375 X 10"
Figure 1. Distances d’approche.
Tout point sur la partie sous tension
Frontière de la protection
contre les arcs électriques
Distance d’approche interdite
Distance d’approche restreinte
Distance d’approche limitée
Les distances d’approches sont adaptées de NFPA 70E (2004).
brûlure au deuxième degré si un arc se produit.
Si un travailleur pénètre à l’intérieur de cette
distance, il devra être habillé avec des vêtements ignifuges car si un arc se produit, il sera
brûlé au troisième degré s’il n’est pas protégé.
Il y a aussi les trois autres distances, soit
limitée, restreinte et interdite qui délimitent
des zones du danger de choc. Dans la norme
CSA Z462 (2008), il est fait mention de la
qualification lorsqu’un travailleur franchit la
distance limitée (1,1 mètre pour le 600 volts).
Une personne non qualifiée ne peut franchir
cette distance lorsque la partie sous tension est
exposée. Il est possible pour une personne non
qualifiée de franchir la distance limitée si elle
est escortée par une personne qualifiée mais
cette personne ne peut franchir la distance restreinte (0,3 mètre pour le 600 volts). Seules
les personnes qualifiées le peuvent. La distance
interdite est la distance à laquelle le courant
pourrait conduire donc les équipements de
protection contre les chocs sont nécessaires.
Les distances sont représentées dans la figure 1.
Le tableau 2 quant à lui, montre les distances
des limites d’approche reliées à la figure 1. Ces
limites sont établies en fonction de la tension à
laquelle le travailleur est exposé.
Les mesures de protection
Des mesures de protection supplémentaires
peuvent s’avérer nécessaires telles que tapis
de caoutchouc, couvertures, tuyaux, protègeavant-bras et les mises à la terre temporaire
spécifiés au tableau 3.
Ainsi, le travail sous tension doit toujours
être justifié et il n’est autorisé qu’en dernier recours. Il faut toujours garder à l’esprit la règle
suivante : plus on est éloigné de la partie sous
tension… mieux on se porte. En fait, la protection, dans un tel cas, ne sera jamais suffisante
pour prévenir un accident.
Références bibliographiques
1. Grand dictionnaire terminologique.
2. Poisson, P. (2009). DANGER : Travail sous tension, Québec,
Canada, Intervention Prévention inc.
3. Cadick, C., Capelli-Schellpfeffer, M., Neitzel, D., (2006).
Electrical Safety Handbook. New York, NY, United States :
The McGraw-Hills Companies, Inc.
4. ACNOR Z462 (2008) Workplace electrical safety.