Le concept de terre électrique et la nécessité de mise à la terre peuvent paraître obscurs. Pourtant, une fois qu'on a compris le principe, ce n'est pas si compliqué.
Dans quels cas faut il relier des appareils à une prise de terre (aussi appelée ground ou gnd) ? Cet article revient sur la notion de terre en électricité et sur son champ d'application dans notre quotidien.
Gnd : le principe de la terre en électricité
Résistance et isolation
L'électricité est un courant dans lequel sont charriés des électrons entre un point positif (+) et un point négatif (-). En simplifiant, disons que ce courant s'écoule d'amont en aval (pensez à l'image d'un torrent).
Le courant est canalisé par des fils comme le torrent par ses berges. Pour continuer la comparaison, si, dans le lit du torrent, on place la roue d'un moulin, le courant se trouve ralenti par l'obstacle que créée cette roue. En électricité (comme en physique), le rôle de la roue est joué par ce qu'on appelle des résistances.
La résistance de la roue du moulin freinant le débit du torrent en amont de la roue, il suffirait que l'on créée une légère brèche dans une berge amont pour que l'eau s'y engouffre et essaie d'atteindre l'aval sans avoir à être freinée par la roue du moulin. L'eau, comme le courant électrique, cherche toujours le passage le plus facile.
Un appareil électrique fonctionne comme la roue du moulin. Un appareil à moteur (ventilateur, compresseur, mixer ou autre) ou un dispositif de chauffage (four, plaque, fer à repasser, sèche-cheveux, etc) est une résistance au passage du courant électrique.
Il suffit qu'un défaut d'isolation (brèche dans la berge) se produise pour que le courant électrique évite la résistance et s'écoule au plus facile. Le seul problème est que le plus souvent, ce défaut d'isolation amène le courant à circuler dans le corps de la personne qui tient le sèche-cheveux ou fait fonctionner le fer à repasser....
Rôle du fil de terre (gnd)
Le sol de la planète Terre est neutre au point de vue électrique. Son potentiel électrique étant nul (= 0) , il agit comme l'aval d'un courant électrique positif (+ > 0) et comme l'amont d'un courant électrique négatif (0 > -).
Dans tous les cas, un écoulement de courant électrique se produit dès lors qu'un conducteur alimenté est relié à la terre.
Le fil de terre (ground en anglais, d'où le symbole « gnd ») est une brèche que l'on prépositionne en amont du courant afin qu'en cas d'écoulement intempestif, le courant passe d'abord et plutôt par cette brèche que par le corps humain de l'utilisateur, qui fonctionne comme une résistance.
En pratique on relie à la terre le corps des appareils électriques à maniement sensible ou employé en milieu délicat afin qu'en cas de défaut d'isolation, si le corps de l'appareil venait à être électrisé, le courant s'écoulerait plutôt dans la terre que par le corps de l'utilisateur.
Applications de la liaison à la terre (gnd) en électricité
Raccordement à la terre
Dès la construction, on prévoit toujours une mise à la terre de son installation électrique. Cela doit se faire avant même de raccorder un bâtiment au réseau électrique.
Le raccordement à la terre se faisant durant le chantier, généralement via un pieu métallique, le piquet de terre, enfoncé dans le sol et entouré de limaille conductrice.
La liaison à la terre est, toujours et en tous points, obligatoirement réalisée avec un conducteur électrique de couleur vert et jaune, aussi bien entre le piquet de terre et le tableau électrique que dans le cordon électrique d'un appareil.
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Visite d'agrément avant raccordement électrique
La visite d'agrément avant raccordement électrique est appelée Consuel, en référence au nom de l'association qui le réalise, le Comité National pour la Sécurité des Usagers de l'Electricité). Dans le cadre de cette visite, un contrôle de la mesure de la résistivité (résistance électrique de la terre) est toujours programmé.
Est également contrôlée la liaison équipotentielle (mesure des éléments ayant le même potentiel électrique) du bâtiment : toutes les prises électriques sont contrôlées.
Si l'installation électrique de l'immeuble, de la maison ou de l'appartement est protégée par le disjoncteur différentiel de l'installation électrique, il faut que les appareils sensibles soient raccordés à la terre pour que l'utilisateur soit protégé en cas de défaut d'isolation.
Les appareils équipés d'une prise de terre ont la fiche de leur cordon munie d'un plot métallique. Son rôle est de faire la différence entre les prises 2 broches et les prises 3 broches. Sur des intensités plus importantes, la fiche de terre est rectangulaire mais toujours différente des fiches + et -).
Si la prise murale sur laquelle est branché un appareil est correctement reliée à la terre, et si l'appareil est muni de cette fiche de terre, l'utilisateur est protégé de tout risque d'électrisation.
En cas de défaut d'isolation, le courant s'échappe vers la terre plutôt que par le corps humain, le disjoncteur différentiel de l'installation constate cette fuite de courant vers la terre et fait disjoncter l'installation afin d'arrêter la distribution du courant électrique.
Bon à savoir : en résidentiel, la valeur maximale de la résistivité (mesure de la résistance électrique) de la terre est de 100 Ω (Ohms), ce qui permet l'écoulement du courant de 500 mA (milliampères) pour lequel est calibré le disjoncteur différentiel obligatoire.
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Liaison à la terre (gnd) : pour quel type d'appareil ?
Dans notre quotidien, on peut contrôler avant ou après l'achat la classe de protection électrique telle que définie dans la norme IEC 60950-1.
Classe 0
L’appareil de classe 0 possède une isolation fonctionnelle sans prise de terre.
Sa prise n'est pas équipée de broche de terre (2 fiches seulement). Le corps de l'appareil peut donc être mis à un potentiel électrique dangereux pour l'homme sans que le défaut soit détecté avant le contact.
La vente des appareils de classe 0 est interdite en Europe.
Classe 1
L'appareil possède une isolation fonctionnelle avec une broche de terre et une liaison équipotentielle.
Les parties métalliques de l'appareil sont reliées à la terre afin d'éviter l'électrisation en cas de défaut d'isolation.
Classe 2
L'appareil possède une isolation renforcée mais sans partie métallique accessible.
Les prises des équipements de classe 2 ne possèdent pas de broche de terre puisque leur corps agit comme un isolant électrique.
Classe 3
L’appareil fonctionne en très basse tension de sécurité (TBTS, 50 V maximum), assurée par un transformateur de sécurité.
Les appareils de classe 3 ont une isolation sûre entre le primaire et le secondaire. La prise de terre n'est pas requise.
La classe de protection électrique de l'équipement doit être indiquée sur l'appareil à l'aide du symbole correspondant.
Bon à savoir : l'usage des appareils doit aussi être pensé en fonction des pièces où ils sont utilisés, notamment en raison de volumes de protection électrique sdes pièces humides.