Les schémas de liaisons à la terre.

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Les schémas de liaisons à la terre.
L'expression «régime de neutre»symbolise la situation d'une installation électrique par rapport au
potentiel de la terre.
Du fait que cette situation ne concerne pas que le neutre, la normalisation utilise l'expression de
«schémas des liaisons à la terre».
La configuration des schémas des liaisons à la terre détermine un certain nombre de conditions
concernant la conception, la mis en œuvre et l’exploitation des installations électriques.
Elle détermine les mesures de
protection contre les contacts indirects
dont les conditions
d'application dépendent fondamentalement du schéma des liaisons à la terre.
RAPPEL DES RÈGLES DE SECURITE :
1. Protection contre les contacts directs :
Le contact direct
est le contact entre une personne et les parties actives ( phases ou neutre )
des matériels sous tension. La protection contre ce contact s'effectue de la façon suivante :
a. Par isolation des parties actives .
Tous les conducteurs sous tension sont recouverts d'isolants.
b. Par des barrières, des enveloppes, des obstacles.
L'appareillage est mis sous coffret.
c. Par mise hors de portée, par éloignement .
C'est le cas des lignes aériennes à haute tension et basse tension.
d. Utilisation de la très basse tension de sécurité (TBTS) .
On a recours à des tensions dites « de sécurité » de 12 V, 25 V et 50 V en courant alternatif, et
de 25 V, 50 V ou 120 V en continu.

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e. Par protection complémentaire (disjoncteur différentiel résiduel DDR).
On emploie un dispositif différentiel à haute sensibilité (30 mA).
Attention !
Cette mesure n'a aucun effet si une personne touche simultanément deux fils à des
potentiels différents, aucun appareil n'étant capable de distinguer la résistance du
corps humain de celle d'un appareil électrique (radiateurs, moteurs…)
2. Protection contre les contacts indirects :
Cette protection consiste à éviter le contact des personnes avec des masses mises
accidentellement sous tension.
Une masse est une partie métallique normalement isolée, mais susceptible d'être
touchée par une personne.
La protection contre les contacts indirects est mise en œuvre de deux manières :
a. Par coupure automatique de l'alimentation.
Pour empêcher qu'un défaut d'isolement provoque une tension dangereuse pendant le temps
suffisant à mettre en danger la vie d'une personne, il faut que le courant du circuit défectueux soit coupé
automatiquement dès l'apparition du défaut.
b. Sans coupure automatique.
Ce type de protection est limité à certaines parties de l'installation.
Il est réalisé par:
- l'emploi de matériel de classe Il (double isolation) ;
- l'isolation supplémentaire lors de l'installation;
- la séparation électrique (transformateurs d'isolement) ;
- les liaisons équipotentielles locales, non reliées à la terre.
LES REGIMES DE NEUTRE
( définis par la C.E.I.364 et la NFC 15-100 )
Définitions et classifications des schémas :
Un schéma des liaisons à la terre est caractérisé par deux ou trois paramètres,
selon qu'il s'agit d'installations à basse
tension ( jusqu’à 1000V en alternatif et 1500V en continu )
ou d'installations à haute tension ( tensions supérieures à 1000V) ;

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- la situation du neutre par rapport à la terre,
- la situation des masses de l'installation;
Ces deux paramètres étant utilisés quel que soit le domaine de tensions;
- la situation des masses du poste d'alimentation de l'installation,
pour les installations à haute tension.
Les schémas sont désignés par un ensemble
de deux ou trois lettres
correspondant respectivement
aux paramètres de situation.
Pour chaque paramètre, les situations possibles sont symbolisés par une lettre dont la signification est
donnée dans le
tableau A.

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Dans le domaine de la haute tension la classification du tableau A a été introduite en France par la
norme NFC 13 200 ( révisée en 1988 ).Cette désignation n’a pas été encore introduite sur le plan
international.
La combinaison des différentes lettres définies dans le tableau A conduirait théoriquement à 12
schémas, mais 6 schémas sont réalisables en pratique.
Les schémas utilisés dans les installations à haute tension sont généralement du type
TNR ou TTS avec une impédance limitant le courant de défaut afin d'éviter des dommages aux
matériels électriques, mais conçus de manière à assurer la coupure au premier défaut d'isolement.
UN PEU D’HISTOIRE …
La notion de schéma des liaisons à la terre n'apparaît clairement dans la réglementation et la normalisation françaises qu'au
début des années 60, respectivement dans le décret de protection des travailleurs
du 14 novembre 1962 et dans la norme NF C 15-100 de mars 1963; toutefois les désignations symboliques par lettres ne sont
introduites que vers 1970 du fait que cette désignation a été établie par le Cenelcom au début des travaux d'harmonisation des
règles d'installation dans les pays du Marché commun de l'époque.
Antérieurement, les notions de liaisons à la terre étaient demeurées très imprécises ; elles proviennent de deux considérations :
d'une part, l'arrêté dit technique fixant les conditions auxquelles doivent répondre les distributions d'énergie électrique,
imposent en 1927 la mise à la terre du neutre au poste de transformation pour des raisons de limitation des
surtensions
-, d'autre part, les textes prévoient dès 1935 la mise à la terre de certaines masses mais sans y associer la
fonction de coupure automatique.
La combinaison de ces deux mises à la terre préfigurent la conception du schéma TT qui est aujourd'hui utilisé de façon très
générale dans les réseaux de distribution publique à basse tension en France.
Le développement de l'utilisation de l'électricité qui peut nécessiter une continuité de service pour des raisons fonctionnelles,
économiques ou de sécurité amène à concevoir un schéma ne nécessitant pas de coupure lors d'un défaut d'isolement; une
telle conception consiste à isoler de la terre le neutre et à réaliser ainsi un schéma IT.
Par contre, le schéma TN est complètement ignoré en France bien qu'il soit largement utilisé depuis fort longtemps dans un
grand nombre de pays qui le considèrent comme simple, pratique et sûr, c'est ainsi que ce schéma connu sous le nom de «
mise au neutre »
(nullung en allemand) est largement utilisé dans de nombreux pays tels que l'Allemagne, la Suisse, l'Autriche,
l'Angleterre, les États-Unis, le Canada... avec de légères variantes. Bien que ce schéma ait été introduit dans la NF C 15-100
de 1963 et dans le décret du 14 novembre 1962, le ministère du Travail ne reconnaît pas la possibilité de réaliser une
installation en schéma de mise au neutre, tant qu'une nonne rendue d'application obligatoire n'en aura pas défini les conditions
de réalisation pour assurer la sécurité des travailleurs. La liaison des masses au conducteur neutre qui, par définition est un
conducteur actif, faisait craindre à certains un risque de présence de tension sur les masses pouvant être dangereuse pour les
personnes; une telle crainte était complètement subjective et on pouvait se demander si, dans les pays utilisant ce schéma
même en distribution publique, les personnes étaient davantage en danger alors que les statistiques montraient que le taux
d'accidents d'origine électrique n'était pas supérieur à celui de la France.
Néanmoins, il a fallu attendre que soit publié en 1973 un document normatif définissant les conditions de protection en schéma
TN pour que le ministère du Travail autorise officiellement la réalisation de ce schéma dans les installations électriques des
établissements soumis au Code du travail. Ce document, basé sur les études internationales sur la sécurité des personnes,
comportait la première courbe définissant le temps de coupure en fonction de la tension de contact présumée.
Cela explique pourquoi les exploitants n'ayant le choix qu'entre deux schémas ont généralement choisi celui qui leur paraissait
présenter le plus d'avantages, c'est-à-dire le schéma à neutre isolé (IT) qui permettait d'assurer la continuité de l'alimentation
même en cas de défaut. Un tel avantage aurait été réel si la réalisation des installations avait respecté toutes les exigences
nécessaires au fonctionnement sûr des installations dans ce schéma, ce qui malheureusement n'était que rarement le cas.
Il convient d'ajouter que le
schéma IT est totalement ignoré de l'Angleterre et de l'Amérique du Nord ; dans certains pays
comme l'Allemagne, il n'est utilisé que pour des applications particulières.
Depuis 1973, le schéma TN est de plus en plus utilisé dans les installations des domaines industriels et tertiaires, en
raison des facilités de réalisation et d'exploitation et des économies qu'il apporte. Toutefois, force est de reconnaître
que le schéma IT a encore ses défenseurs.

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MESURES DE PROTECTION :
La nature du schéma des liaisons à la terre a une influence directe sur les conditions de réalisation des
mesures de protection, notamment en ce qui concerne la protection contre les contacts indirects et la
protection contre les surtensions. Elle a également une influence sur les mesures de protection
contre les surintensités.
Les caractéristiques des dispositifs de protection dépendent en grande partie du schéma des
liaisons à la terre
.
D'une façon générale, chaque schéma de liaisons à la terre assure le même niveau de protection et de
sécurité si toutes les règles et conditions imposées sont respectées.
Protection contre les contacts indirects :
La mesure de protection par coupure automatique de l'alimentation est destinée à empêcher qu'à la
suite d'un défaut d'isolement entre une partie active et la masse d'un matériel, une personne touchant ce
matériel puisse se trouver soumise à une tension de contact dangereuse pendant un temps tel qu'il
puisse en résulter des dommages organiques.
Les valeurs de tensions de contact dangereuses en fonction du temps résultent d'études approfondies
faites par des experts dans le cadre de la Commission électrotechnique internationale;
elles sont notamment basées sur des expériences effectuées sur des animaux et
même, dans certaines conditions, sur des
personnes vivantes .
La figure 1 indique la valeur maximale du
courant que le corps humain peut supporter
sans qu'il en résulte de dommages
irréversibles, dans des conditions
statistiquement raisonnables.
La courbe Uc indique la valeur de la tension de
contact présumée produisant dans le corps
humain un courant dont l'intensité a la valeur
indiquée par la courbe 1, en tenant compte de
l'impédance électrique du corps humain.
Comme en pratique, il n'est pas possible de
connaître la valeur réelle de la tension de
contact, le temps est exprimé en fonction de la
tension nominale d'alimentation Uo
correspondant à une valeur moyenne de la
tension de contact présumée tenant compte
des conditions des circuits de distribution. La
valeur de la tension de contact pour laquelle
un temps de coupure de 5 secondes est admis
est la « tension limite conventionnelle UL » (50 volts).