Chapitre 2 – Transport de l'énergie électrique | 1ère Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Physique – Électricité | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 27 mai 2026
💡 Notions centrales : leçon §1 (raccordement BT du logement). Loi d'Ohm : \(U = R \times I\). Norme NF C 15-100 (sécurité électrique).
Yann, électricien certifié sécurité chez « ÉlectroSécure 78 » à Mantes-la-Jolie, intervient sur un appartement T3 dont la propriétaire, Mme Lopez, va louer à de nouveaux occupants. Une attestation de conformité Consuel est demandée avant la mise en location. Yann doit vérifier la mise à la terre (résistance de la prise de terre, continuité PE) et tester le différentiel 30 mA du tableau électrique.
Si un câble électrique défectueux entre en contact avec la carcasse métallique d'un appareil (un lave-linge, par exemple), cette carcasse se retrouve sous tension. Une personne touchant l'appareil devient le chemin du courant vers la terre → électrisation, voire électrocution.
La mise à la terre + le différentiel forment la chaîne de sécurité qui empêche cela.
| Intensité (mA, courant alternatif 50 Hz) | Effet sur une personne en bonne santé |
|---|---|
| 0,5 - 1 | seuil de perception (picotement) |
| 5 - 10 | contraction musculaire, lâcher difficile (« collage ») |
| 10 - 30 | crampes, difficulté respiratoire |
| 30 - 50 | seuil de risque vital — fibrillation cardiaque possible (au bout de quelques secondes) |
| > 50 | fibrillation ventriculaire en moins d'1 s → mort possible |
| > 1 000 (1 A) | brûlures graves, arrêt cardiaque immédiat |
Le seuil de tension dangereuse pour une personne est 50 V en local sec (NF C 15-100), 25 V en local humide (salle de bain).
Imaginons un défaut d'isolement : la phase 230 V est en contact avec la carcasse métallique du lave-linge. Calculer l'intensité du courant de défaut qui s'écoule vers la terre à travers \(R_t = 80\ \Omega\).
Le courant traverse la résistance de terre R_t. Par la loi d'Ohm :
\(I_\text{défaut} = \dfrac{U}{R_t} = \dfrac{230}{80} = \mathbf{2{,}875\ \text{A}}\) (soit ≈ 2,9 A).
C'est un courant très grand à l'échelle des seuils de protection (30 mA). Le différentiel va donc déclencher immédiatement.
Calculer la tension de contact entre la carcasse et la terre lointaine (le sol) en utilisant \(U_\text{contact} = R_t \times I_\text{défaut}\). Que vaut cette tension ? Est-elle dangereuse ?
Pour le calcul ci-dessus : \(U_\text{contact} = R_t \times I_\text{défaut} = 80 \times 2{,}875 = 230\) V (toute la tension du réseau).
Mais attention : cette tension n'existe que pendant le très court temps avant que le différentiel ne déclenche (typiquement 30 ms). Au-delà, le circuit est coupé.
Une autre approche : si la personne touche la carcasse, elle est en parallèle entre la carcasse et le sol. Le courant qu'elle reçoit dépend de R_corps et de R_t. C'est l'objet de la question suivante.
Une personne touche la carcasse du lave-linge en défaut. Son corps de \(R_\text{corps} = 1\,500\ \Omega\) est en série avec la résistance de terre \(R_t = 80\ \Omega\). Calculer le courant dans le corps humain en utilisant \(I = U / (R_\text{corps} + R_t)\). Cette intensité est-elle dangereuse (cf. Doc 1) ?
\(I_\text{corps} = \dfrac{U}{R_\text{corps} + R_t} = \dfrac{230}{1\,500 + 80} = \dfrac{230}{1\,580} \approx 0{,}146\ \text{A} = \mathbf{146\ \text{mA}}\)
146 mA → bien au-dessus du seuil de fibrillation ventriculaire (30-50 mA). Sans différentiel, cette électrisation serait mortelle en quelques secondes.
Heureusement, un courant de 146 mA dépasse largement le seuil du différentiel 30 mA. Combien de temps prend ce différentiel pour couper le circuit, et quelle conséquence sur la personne ?
Le différentiel 30 mA déclenche en 30 ms maximum (norme NF EN 61008) quand l'intensité dépasse son seuil de sensibilité (30 mA).
30 ms = 0,030 s : c'est bien plus court que le temps nécessaire à provoquer une fibrillation ventriculaire (~ 500 ms à 146 mA).
La personne ressentira un fort choc (très désagréable) mais survivra sans séquelle grave grâce à la combinaison terre + différentiel. C'est tout l'intérêt de cette chaîne de sécurité.
Vérifier la conformité de la prise de terre : avec un différentiel 30 mA et un seuil de tension dangereuse de 50 V, calculer la résistance de terre maxi admissible par la formule \(R_t \leq U_L / I_\text{diff}\). Comparer aux 80 Ω mesurés.
\(R_{t,\text{max}} = \dfrac{U_L}{I_\text{diff}} = \dfrac{50}{0{,}030} = \mathbf{1\,667\ \Omega}\) maxi admissible.
Mesure réelle : 80 Ω. Comparaison : 80 < 1 667 → largement conforme ✓.
Pourquoi cette norme ? Elle garantit que, même au moment précis où le défaut survient (juste avant le déclenchement du différentiel), la tension à la carcasse ne peut pas dépasser 50 V dangereux.
Vérification : tension maxi en défaut = \(R_t \times I_\text{diff} = 80 \times 0{,}030 = 2{,}4\) V → bien inférieur à 50 V ✓.
Et si la prise de terre était dégradée, avec \(R_t = 2\,000\ \Omega\) (cas d'un piquet de terre corrodé ou installation ancienne) ? Recalculer la conformité.
\(R_t = 2\,000\ \Omega\) > 1 667 Ω limite → NON conforme ⚠️.
Vérification : tension maxi en défaut = \(2\,000 \times 0{,}030 = 60\) V → dépasse les 50 V dangereux. La personne qui toucherait la carcasse pendant les 30 ms de réaction du différentiel serait soumise à plus de 50 V → choc possible.
Actions de Yann : refaire la prise de terre (ajouter un 2e piquet, allonger en boucle, traiter chimiquement le sol pour le rendre plus conducteur). Ou installer un différentiel plus sensible (10 mA, par exemple, mais plus cher et sujet aux déclenchements intempestifs).
Yann teste le différentiel avec le bouton test intégré. Le différentiel déclenche-t-il vraiment quand on appuie ? Quelle est l'utilité de ce test ?
Le bouton « T » (test) d'un différentiel injecte volontairement un courant légèrement supérieur à la sensibilité (par exemple 35 mA pour un 30 mA). Si le mécanisme fonctionne, le différentiel déclenche.
Utilité : vérifier mensuellement que le différentiel n'est pas bloqué (corrosion mécanique, vieillissement du ressort de déclenchement). Un différentiel bloqué = pas de protection en cas de défaut, même si la mise à la terre est bonne.
Si le test échoue (rien ne se passe) : remplacer immédiatement le différentiel.
Rédiger en 6 lignes le certificat de conformité que Yann remet à Mme Lopez pour la mise en location :
ÉlectroSécure 78 — Certificat de conformité (NF C 15-100) — T3 Mantes-la-Jolie
• Mise à la terre : R_t = 80 Ω (mesure telluromètre). Norme : ≤ 1 667 Ω avec différentiel 30 mA. Conforme ✓.
• Différentiel 30 mA type AC : test au bouton positif, déclenchement en < 30 ms. Fonctionnel ✓.
• Tension maxi en cas de défaut : 80 × 0,030 = 2,4 V (sans danger, seuil 50 V).
• Chaîne de sécurité validée : un défaut sur appareil → coupure en 30 ms → personne sauvée.
• Recommandation locataires : tester le bouton « T » du différentiel tous les mois.
• Visa Consuel : valable 12 mois. Renouvellement en mai 2027.
Dans une salle de bain (locaux humides), la résistance de la peau humide chute à environ 500 Ω (au lieu de 1 500 Ω). Recalculer le courant qui traverserait une personne en cas de défaut (et sans différentiel). Pourquoi la salle de bain nécessite-t-elle un différentiel 10 mA ou la protection par volumes ?
\(I_\text{corps,humide} = \dfrac{230}{500 + 80} = \dfrac{230}{580} \approx 0{,}397\ \text{A} = \mathbf{397\ \text{mA}}\) ≈ 0,4 A.
Près de 400 mA = quasi instantanément mortel (>> seuil fibrillation).
D'où :
📚 Cette activité s'appuie sur §1 (Réseau de distribution, raccordement BT) de la leçon Ch02 + Ch01 §6.1 (dimensionnement protection) + NF C 15-100 (sécurité électrique).