schémas de liaisons a la terre

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SCHÉMAS DE LIAISONS A LA TERRE
I. POURQUOI
 DANGER : Electricité
 DOMMAGES :
voir document 1 : courbes temps - courant (Norme CEI 479-1)
 Tétanisation
 Asphyxie
 Fibrilation cardiaque
 Brûlures
 RISQUE : contact d'une personne avec une tension dangereuse (>50V)
 Contact direct avec un conducteur sous tension
 Contact indirect avec une masse (partie métallique normalement isolée susceptible
d'être touchée par une personne)
II. PREVENTION
A. Prévention passive
Pas de coupure automatique.
 emploi de matériel de classe Il (double isolation) ;
 isolation supplémentaire lors de l'installation ;
 séparation électrique (transformateurs d'isolement) ;
 liaisons équipotentielles locales, non reliées à la terre ;
 utilisation de matériel en bon état et adéquat ;
 formation du personnel ;
 emploi des équipements de protection collectifs (EPC) et individuels (EPI).
B. Prévention active
Utilisation d'un dispositif de coupure automatique.
1. Boucle de défaut
L'apparition d'un défaut d'isolement doit provoquer la circulation d'un courant de défaut,
ce qui nécessite l'existence d'un circuit dénommé « boucle de défaut ».
Ce circuit est déterminé par le schéma des liaisons à la terre (SLT) de l'installation.
Les normes CEI 364 et NFC 15-100 définissent 3 types de schéma de liaison à la terre.
Un schéma des liaisons à la terre des installations à basse tension (jusqu’à 1000V en
alternatif et 1500V en continu) est caractérisé par deux paramètres :

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 la situation du neutre par rapport à la terre,
 la situation des masses de l'installation;
 Première lettre
 Deuxième lettre
Situation du neutre par rapport à la terre
Situation des masses de l'installation
T
Liaison directe du neutre à la terre
T
Liaison des masses à une prise de
terre
I
Absence de liaison du neutre à la terre,
ou liaison par l'intermédiaire d'une
impédance
N
Liaison des masses au neutre
Schémas de liaison à la terre normalisés :
TT
Neutre à la terre, masses à la terre
TN
Neutre à la terre, masse au neutre
IT
Neutre isolé ou impédant, masse à la terre
2. Détection et coupure
Le courant de défaut doit provoquer l'ouverture d'un dispositif automatique dans un
temps compatible avec les conditions de sécurité déterminées en fonction de la tension de
contact présumée. La nature et les caractéristiques des dispositifs de coupure
automatique dépendent du schéma des liaisons à la terre.
Voir document 2 : temps de coupure max
III. TT
A. Principe
 La boucle de défaut est constituée par le conducteur actif siège du défaut, le
conducteur de protection reliant la masse à la prise de terre, la prise de terre des
masses de l'installation et la prise de terre du neutre de l'alimentation.
 Le courant de défaut ayant une valeur insuffisante pour assurer le fonctionnement
des dispositifs de protection contre les surintensités, la coupure est assurée par des
dispositifs à courant différentiel-résiduel ( D.D.R. ), disjoncteur, interrupteur ou
relais différentiel de sensibilité In.
 Deux règles à respecter :
 Toutes les masses des matériels protégés par un même dispositif de protection
doivent être interconnectées et reliées par un conducteur de protection électrique
(PE) à une même prise de terre.
 La condition de protection doit satisfaire à la relation:
RA InUL

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avec :
Icourant de fonctionnement du dispositif de protection en ampères
RA : résistance de la prise de terre des masses
UL : tension limite (50V en alternatif)
B. Schéma équivalent
Ra : résistance de prise de terre des masses
Rb : résistance de prise de terre du neutre
Rd : résistance de défaut
V : tension simple (Phase - Neutre)
Id : courant de défaut
Uc : tension de contact
C. Avantages - Inconvénients
T
T
AVANTAGES
simplicité (peu de calcul) et sûreté de fonctionnement (si
respect des règles d'installation)
INCONVENIENTS
coupure de l'alimentation en cas de défaut
coût des DDR
IV. TN
A. Principe
 La boucle de défaut est constituée par le conducteur de phase siège du défaut et le
conducteur de protection relié au neutre.
 Le courant de défaut, qui est un courant de court-circuit entre phase et neutre, doit
assurer le fonctionnement des dispositifs de protection contre les surintensités prévus
à cet effet.
 Dans le schéma TN-C, le conducteur neutre et le conducteur de protection sont
confondus dans un seul conducteur dénommé conducteur PEN
Ce schéma n'est admis que si le conducteur PEN a une section d'au moins
10mm². Il n'est pas admis dans les canalisations mobiles.
 Dans le schéma TN-S, le conducteur neutre N et le conducteur de protection PE
sont séparés.
 Le schéma TN-S peut être combiné avec le schéma TN-C, le schéma TN-S étant
impérativement placé en aval du schéma TNC; le schéma TN-S est ainsi utilisé
dans les circuits terminaux et dans les canalisations mobiles.
 Conditions à respecter :
 Le courant de défaut est égal à : Id = V / (ZPh + ZPEN) avec :
Rd
Ra
Rb
Id
V
Uc
N
L
M

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V Tension entre phase et neutre,
ZPh Impédance du conducteur de phase,
ZPEN Impédance du conducteur PEN.
 Les conditions de coupure dépendent de la nature et des caractéristiques de
fonctionnement des dispositifs de protection :
- lorsque la protection est assurée par des fusibles, le courant assurant la fusion
du fusible dans le temps prescrit doit être inférieur au courant de défaut.
- lorsque la protection est assurée par des disjoncteurs magnéto-thermiques, le
courant assurant le fonctionnement instantané du disjoncteur doit être inférieur
au courant de défaut.
 Méthodes de calcul :
 Hypothèses simplificatrices :
- La tension entre la phase en défaut et le conducteur PE ou PEN à l'origine du
circuit est égale à 80 % de la tension simple nominale;
- On néglige les réactances des conducteurs devant leur résistance, sauf pour les
sections supérieures à 120 mm².
- Le conducteur de protection chemine à côté des conducteurs de phases
correspondants.
 Vérifier que la longueur du câble est inférieure à la longueur maximum :
Lmax =(0,xVSPh) / (1+m)xImag ( ou If)
avec :
- Lmax : longueur maximale de la canalisation, en mètres.
- V : tension simple nominale, en volts.
- SPh : section des conducteurs de phases en mm².
-  : résistivité des conducteurs à température normale de fonctionnement soit
22,5 x 10-3 . mm²/m pour le cuivre et 36 x 10-3 . mm²/m pour l'aluminium
- m = SPh/SPE : rapport entre section des phases et section du conducteur de
protection
- Imag : courant, en ampères, de fonctionnement du déclencheur magnétique.
- If : courant, en ampères, assurant la fusion du fusible en un temps t donné par
les courbes de sécurité pour une tension de contact
Uc = 0,8 x V x m / (1+m)
 Si L > Lmax on doit :
- augmenter la section des conducteurs ;
- réaliser des connexions équipotentielles supplémentaires ;
- agir sur le réglage du calibre du relais magnétique.

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B. Schéma équivalent
Rb : résistance de prise de terre du neutre
Rd : résistance de défaut
V : tension simple (Phase - Neutre)
Id : courant de défaut
Uc : tension de contact
C. Avantages - Inconvénients
T
N
AVANTAGES
économie : pas d'appareillage de protection supplémentaire
et un conducteur en moins en TN-C
INCONVENIENTS
calcul délicat et à reprendre à chaque modification de
l'installation
courant de défaut élevé
circulation du courant de neutre dans le PEN en TNC
V. IT
A. Principe
La raison d'être du schéma IT est de maintenir l'alimentation après l'apparition d'un
premier défaut d'isolement.
Les deux conditions sont donc différentes après un premier défaut d'une part, et après un
deuxième défaut si le premier n'a pas été éliminé d'autre part.
PREMIER DEFAUT :
 La boucle de défaut est constituée par le conducteur actif siège du défaut, le
conducteur de protection reliant la masse à la prise de terre, la prise de terre des
masses de l'installation et la prise de terre du neutre de l'alimentation. Une
impédance limitatrice Zn élevée est insérée entre la prise de terre du neutre et
celui-ci. (Zn >> RA et RB)
 Le courant de défaut doit être suffisamment faible pour ne produire qu'une tension
de contact inférieure à la tension limite conventionnelle UL.
DEUXIEME DEFAUT :
 La boucle de double défaut est une boucle constituée comme en schéma TN si
les deux masses en défaut sont reliées à la même prise de terre et comme en
schéma TT si elles sont reliées à des prises de terre différentes.
Id
Rd
Rb
V
Uc
N
L
M