La mise à la terre (ou prise de terre) est une connexion physique directe d’une installation électrique à la terre. Elle se compose d’électrodes métalliques enterrées (telles que des pointes ou des plaques) et d’un conducteur, généralement de couleur verte/jaune, qui les relie aux parties métalliques de l’installation.
Son objectif principal est de fournir un chemin à faible résistance pour que les courants indésirables, tels que les fuites dues à une isolation défectueuse ou les décharges atmosphériques, soient détournés en toute sécurité vers le sol. De cette manière, le courant ne peut pas traverser le corps d’une personne ou endommager l’équipement connecté. La mise à la terre agit essentiellement comme un parapluie de protection et constitue un dispositif de sécurité essentiel et obligatoire dans la plupart des réglementations modernes.
Table des matières
À quoi sert réellement la mise à la terre ? Les 4 fonctions clés
La prise de terre remplit plusieurs fonctions dans une installation électrique, toutes liées à la sécurité des personnes et des équipements connectés à l’installation électrique.
Protection contre les chocs électriques
Si un défaut d’isolation met l’enveloppe métallique d’un appareil sous tension, la prise de terre fournit un chemin alternatif de moindre résistance pour le courant de fuite, l’empêchant de passer à travers le corps d’une personne touchant l’équipement. En outre, elle fonctionne en conjonction avec des dispositifs tels que le disjoncteur différentiel (RCD), provoquant la déconnexion automatique du circuit lorsque ce défaut de mise à la terre est détecté.
Protection contre les surtensions et la foudre
Face à des phénomènes tels que la foudre ou les surtensions transitoires, un bon système de mise à la terre canalise l’énergie excédentaire vers le sol, protégeant ainsi les personnes et les appareils ménagers. Elle dissipe également l’électricité statique accumulée dans les grandes structures métalliques, évitant ainsi les étincelles ou les dommages aux équipements électroniques sensibles.
Stabilisation de la tension
La terre sert de référence au potentiel zéro dans les systèmes électriques. En reliant les masses métalliques à la terre, on s’assure qu’elles partagent toutes un potentiel commun, un principe connu sous le nom d’équipotentialité. Cela permet de stabiliser les tensions du système et d’éviter les tensions erratiques, évitant ainsi le risque de choc en touchant simultanément deux objets métalliques qui pourraient autrement être à des potentiels différents.
Performance de protection garantie
La mise à la terre fournit une voie de retour pour les courants de défaut, ce qui facilite le déclenchement immédiat des fusibles ou des disjoncteurs. Cela garantit le déclenchement efficace des protections électriques, en minimisant le temps pendant lequel l’équipement peut rester accidentellement sous tension.
Comment la mise à la terre est-elle installée ?
De l’enfouissement d’un piquet dans le jardin aux réseaux industriels, la façon dont la mise à la terre est installée.
Mise à la terre dans les maisons et les bâtiments
Dans les maisons individuelles et les immeubles résidentiels, la mise à la terre s’effectue en enterrant des électrodes métalliques (pointes ou javelots) reliées entre elles. Dans les bâtiments modernes, il est courant d’installer un anneau de mise à la terre dans les fondations, un conducteur en cuivre qui entoure le bâtiment et améliore la sécurité électrique.
Cet anneau ou les électrodes sont reliés au tableau général par la borne de terre principale, où se rejoignent également les conducteurs de protection (câbles vert-jaune) et la liaison équipotentielle des canalisations, des structures ou des paratonnerres. Ainsi, toute fuite de courant est déviée en toute sécurité vers la terre, protégeant ainsi les personnes et l’installation.
Dans les bâtiments anciens dépourvus de mise à la terre, des piquets de terre sont souvent ajoutés dans les cours ou les jardins pour les adapter aux réglementations en vigueur.
Mise à la terre dans les installations industrielles et commerciales
Dans les grandes installations industrielles ou commerciales, la mise à la terre nécessite des solutions plus complexes pour assurer la sécurité. Des grillages enterrés sont utilisés sous les locaux électriques ou techniques, constitués de pointes et de bandes métalliques qui minimisent la résistance du sol.
Les grandes structures métalliques (entrepôts, tours, réservoirs) sont reliées à ce réseau pour éviter toute accumulation de potentiel. Dans les industries présentant un risque particulier, comme les environnements chimiques ou ATEX, des points de connexion sont également installés pour décharger les charges statiques des camions-citernes ou des pipelines.
La liaison équipotentielle est essentielle : toutes les masses métalliques accessibles sont interconnectées et mises à la terre par des systèmes fiables, tels que le soudage exothermique ou les brides anticorrosion, ce qui garantit une protection durable.
Vérification et entretien du système de mise à la terre
L’efficacité d’une prise de terre n’est pas permanente : la corrosion, l’humidité du sol ou la dégradation des connexions peuvent réduire sa fiabilité. C’est pourquoi la réglementation impose des mesures périodiques de la résistance de la prise de terre, aussi bien après l’installation que lors d’inspections régulières ou d’extensions.
Dans les habitations, il est recommandé que la résistance soit inférieure à 10 Ω, bien que les limites varient d’un pays à l’autre (en France, par exemple, jusqu’à 100 Ω sont acceptables). L’important est de s’assurer que l’installation dévie correctement les courants de défaut et maintient toutes les masses métalliques au même potentiel, garantissant ainsi la protection des personnes et des équipements.
Systèmes de mise à la terre : TT, TN et IT
Selon la norme internationale IEC 60364, il existe trois principaux systèmes de mise à la terre : TT, TN et IT.
Système TT (Terra-Terra)
Le système TT est le plus courant en Espagne (il est présent dans plus de 95 % des installations). Dans ce système, le neutre du transformateur est mis à la terre dans le réseau, tandis que chaque logement ou bâtiment a sa propre mise à la terre indépendante.
En cas de coupure de courant, le différentiel détecte la fuite et coupe immédiatement le courant, offrant ainsi un haut niveau de protection aux personnes. Parmi ses avantages, on peut citer la sécurité, la stabilité face aux surtensions et le fait qu’il évite de transmettre les défauts aux installations voisines.
Comme inconvénients, il nécessite des différentiels très sensibles et une conception correcte de la mise à la terre, ce qui peut impliquer un coût plus élevé des électrodes. Malgré cela, c’est le système recommandé dans les installations résidentielles et commerciales où la sécurité est une priorité.
Système TN (Ground-Neutral)
Dans le système TN, les masses métalliques de l’installation sont reliées directement au neutre du réseau, qui est mis à la terre dans le transformateur. Ainsi, le neutre et la terre partagent la même référence. Selon la configuration, il peut être TN-C (neutre et terre combinés), TN-S (séparé à la source) ou TN-C-S (combiné au départ et séparé ensuite).
Lorsqu’un défaut se produit, le courant revient à travers le conducteur de protection avec une faible impédance, générant un courant de court-circuit élevé qui déclenche immédiatement les disjoncteurs ou les fusibles. Ainsi, la protection ne dépend pas uniquement du différentiel.
Parmi ses avantages, on peut citer l’équipotentialité constante et le fait que la sécurité ne dépend pas de la résistivité du sol. Cependant, elle nécessite une conception très soignée : les impédances de boucle doivent être calculées tout au long de l’installation et la continuité du conducteur PEN doit être garantie, car sa rupture peut être dangereuse.
Au Royaume-Uni ou en Allemagne, ce système est assez courant, en combinaison avec des systèmes de mise à la terre multiples (PME).
Système IT (Isolé-Terre, ou Neutre isolé)
Dans le système IT, le neutre de la source est isolé de la terre (ou connecté par une haute impédance), tandis que les masses de l’installation ont leur propre mise à la terre indépendante.
En cas de premier défaut d’isolement, le courant de fuite est minime et ne déclenche pas les protections, ce qui permet à l’installation de continuer à fonctionner. Pour contrôler cette situation, des contrôleurs d’isolation sont installés qui déclenchent des alarmes et permettent de réparer le défaut avant qu’un second défaut ne se produise. Si un second défaut se produit dans une autre phase, les protections conventionnelles se déclenchent et déconnectent l’installation.
Ses principaux avantages sont une continuité de service maximale et un risque moindre d’électrocution lors du premier défaut. Cependant, il nécessite un équipement spécial, un système de mise à la terre de haute qualité et un personnel qualifié pour son entretien.
En raison de sa complexité, elle n’est pas utilisée dans les habitations, mais dans des environnements critiques tels que les hôpitaux, les usines pétrochimiques, les navires, les salles de serveurs ou les processus industriels continus, où une coupure de courant soudaine n’est pas acceptable.
Comparaison des systèmes de mise à la terre (TT, TN et IT)
| Système | Mise à la terre | Protection contre les défauts | Avantages de la mise à la terre | Inconvénients | Utilisations les plus courantes |
|---|---|---|---|---|---|
| TT (terre-terre) | Neutre du transformateur à la terre + mise à la terre indépendante dans l’installation | Le différentiel coupe le courant lorsqu’une fuite est détectée. | Grande protection des personnes, évite la transmission des défauts aux voisins, stable contre les surtensions. | Dépend du différentiel, du coût des électrodes, des éventuelles différences de potentiel entre les masses. | Résidentiel et commercial |
| TN (Terre-Neutre) | Le neutre et la terre partagent le même point de mise à la terre. | Le courant de court-circuit déclenche les disjoncteurs/fusibles. | Déconnexion rapide, équipotentialité constante, ne dépend pas de la résistivité du sol | Conception complexe, risque de rupture du PEN | Installations industrielles, réseaux urbains au Royaume-Uni et en Allemagne |
| IT (neutre isolé) | Neutre isolé ou à haute impédance ; mise à la terre automatique | Le premier défaut n’entraîne pas de déconnexion (alarme) ; le second déclenche les protections | Continuité maximale du service, moins de risque de choc au premier défaut | Équipement spécial et maintenance qualifiée requis, plus grande complexité | Hôpitaux, usines pétrochimiques, navires, centres de données, processus critiques. |
Que se passe-t-il en l’absence de mise à la terre ?
Après avoir examiné en détail l’utilité de la mise à la terre, il est facile d’imaginer que les conséquences de son absence peuvent être très dangereuses.
Risque d’électrocution
En l’absence de mise à la terre, le corps humain peut devenir le chemin d’un courant de fuite lorsqu’il touche un équipement présentant un défaut d’isolation, subissant ainsi un choc potentiellement mortel.
Défaut de déconnexion de la protection
Si la mise à la terre est inexistante ou si sa résistance est très élevée, le courant de fuite peut être si faible que le disjoncteur différentiel ne le détecte pas et ne déconnecte donc pas le circuit à temps.
Dommages causés à l’équipement par les surtensions
Un système de mise à la terre de mauvaise qualité ne peut pas dissiper efficacement les surtensions (dues par exemple à un coup de foudre à proximité), qui peuvent détruire des appareils électroniques sensibles et générer des bruits électriques affectant d’autres systèmes.
Risque d’incendie
Les courants de fuite non canalisés peuvent générer des surchauffes et des étincelles, qui peuvent provoquer des incendies si le défaut persiste parce que les protections n’agissent pas.
Manque d’équipotentialité
Si la mise à la terre est dégradée, la liaison équipotentielle est perdue. Différentes pièces métalliques peuvent se trouver à des potentiels différents, ce qui crée des tensions de contact dangereuses, même en l’absence de défaut évident.
Mise à la terre obligatoire en Europe
L’obligation de mise à la terre figure dans les réglementations techniques de chaque pays, presque toujours alignées sur la norme internationale IEC 60364.
La France
La norme NF C 15-100 impose la mise à la terre dans toutes les parties métalliques de l’installation. Depuis 1969, elle est obligatoire dans les logements neufs, avec une limite de 100 Ω de résistance de terre. En outre, les installations doivent être vérifiées par des organismes agréés tels que CONSUEL.
Espagne
Le règlement électrotechnique sur la basse tension (REBT), dans son ITC-BT-18, exige l’installation d’une mise à la terre dans tout nouveau bâtiment ou toute rénovation importante. Son objectif est de limiter les tensions dangereuses dans les masses métalliques et de garantir la performance des protections différentielles en cas de défaillance.
Portugal
La réglementation RTIEBT, basée sur la norme harmonisée HD 384 / IEC 60364, établit l’obligation d’une mise à la terre dans toutes les installations électriques. Elle impose également l’utilisation de disjoncteurs différentiels, selon des critères pratiquement identiques à ceux appliqués en Espagne.
Italie
La norme CEI 64-8 et le décret ministériel 37/2008 rendent la messa a terra obligatoire dans tous les bâtiments. Le D.P.R. 462/2001 prévoit des inspections périodiques tous les 5 ans sur les lieux de travail pour vérifier l’efficacité des installations électriques.
Allemagne
Les normes DIN VDE 0100 réglementent la mise à la terre. Depuis 2007, il est obligatoire d’installer une électrode de fondation (Fundamenterder) dans chaque nouveau bâtiment, conformément aux normes DIN 18015-1 et DIN 18014. Dans la plupart des régions du pays, le système TN est le plus utilisé.
Royaume-Uni
Les normes BS 7671 et BS 7430 exigent une mise à la terre dans toutes les installations, selon différents schémas (TN-S, TN-C-S, TT, IT). Toutes les parties métalliques doivent être connectées et des valeurs de résistance faibles doivent être maintenues, en utilisant des disjoncteurs différentiels pour la protection contre les défauts.
Pologne
La série PN-IEC 60364 rend l’uziemienie obligatoire dans toutes les installations. La loi Prawo Budowlane exige des inspections tous les 5 ans pour vérifier l’état électrique, y compris la résistance à la terre, avec des valeurs particulièrement strictes pour les systèmes de paratonnerre.
Les Pays-Bas
La norme NEN 1010, basée sur la norme IEC 60364, régit les installations électriques et exige une liaison équipotentielle primaire dans chaque bâtiment. Depuis 1975, toutes les nouvelles prises de courant doivent obligatoirement être équipées d’un conducteur de mise à la terre.
République tchèque
La norme ČSN 33 2000, équivalente à la norme CEI 60364, réglemente la mise à la terre (uzemnění). Dans les nouveaux bâtiments, il est obligatoire d’installer une électrode de fondation ou un système équivalent, et d’effectuer des contrôles initiaux. La loi exige également des inspections périodiques tous les cinq ans dans les habitations et plus fréquemment dans les environnements dangereux.
La mise à la terre, bien plus qu’un simple câble
La mise à la terre est un élément simple mais vital qui garantit que l’électricité indésirable a toujours un chemin sûr. Elle protège les personnes contre les chocs mortels et les équipements contre les dommages. Comme le confirment les réglementations européennes, sa nature obligatoire est une norme universelle pour protéger les vies et les biens. Bien que les détails techniques varient, le message est clair : ne jamais se passer d’une bonne prise de terre. C’est littéralement le câble qui assure notre sécurité.