K

1. Les schémas de liaison
à la terre
BEP Métiers de l’électrotechnique

2. Introduction
 La protection des personnes dans une installation BT doit
être réalisée conformément: - au décret de protection des
travailleurs n° 88-1056 du 14/11/88 complété par toute une
série d'arrêtés et notes techniques regroupés dans la norme
UTE C 12-100. - à la norme NF C 15-100. - aux directives
de la norme UTE C 18-510 qui rend obligatoire
l'habilitation du personnel.
 Les schémas de liaison à la terre sont des dispositions qui
décrivent comment sont connectés le conducteur NEUTRE
et le conducteur de protection sur les installations
électriques

3. Rappels: LE NEUTRE
 Ce sont les points neutres des transformateurs HT/BT ainsi que les conducteurs neutres
qui, en régime équilibré, ne sont parcourus par aucun courant

4. Rappels: LES MASSES
 Ce sont les parties conductrices accessibles d'un
matériel électrique susceptibles d'être mises sous
tension en cas de défaut.

5. Rappels:
LE CONDUCTEUR DE PROTECTION PE
 C'est un conducteur de couleur VERT/JAUNE dont la fonction est de
relier toutes les masses métalliques des appareils à la terre. En cas de
défaut, il permet de canaliser le courant électrique provoqué par le défaut.
Afin d'éviter la multiplication des prises de terre, on ramène les conducteurs de protection
au tableau de distribution.
Ils sont reliés ensuite à la terre par l'intermédiaire d'un piquet de terre ou autres. Le
conducteur de protection n'est pas distribué par le fournisseur d'énergie ( EDF en France ).

6. Rappels: LA TERRE
La terre peut être considérée comme un milieu conducteur . Sa résistance dépend de la nature
du milieu ( terre argileuse, roche granitique, etc... ).
LA PRISE DE TERRE :
C'est l'endroit ou le conducteur de protection PE de l'installation électrique est relié à la terre .
Physiquement il s'agit généralement d'un conducteur enterré ou d'un piquet métallique planté
dans la terre.
Cependant, l'utilisation d'un piquet de terre ( ou autre ) pour la mise à la terre ne permet pas de
réaliser un contact parfait entre ce piquet et la terre. En effet, il existe une résistance de contact,
non négligeable, qui peut atteindre quelques dizaines, voire quelques centaines d'Ohms . On
l'appelle la RESISTANCE DE PRISE DE TERRE.
On la symbolise par une résistance fictive: Rn
Il est impératif de prendre en compte
l'existance de cette résistance de prise de terre
dans l'étude des différents défauts.C'est pour
cette raison,que les croquis la prendront en
compte sous forme d'une résistance fictive.
Ceci est vrai pour la résistance de prise de
terre du neutre ( au niveau du poste de
transformation ) et du PE ( au niveau de
l'habitation ).

7. SOMMAIRE
 Les risques du courant électrique.
 Le contact direct.
 Le contact indirect.
 Les différents schémas.
 Le schéma T T.
 Calcul de la tension de contact.
 Temps maximum de coupure.
 Calcul du courant de défaut.
 Description d'un D.D.R.
 Réglage de la sensibilité d'un D.D.R.
 Sélectivité des D.D.R.
 Avantages et inconvénients du schéma T T.

8. Les risques du courant électrique
Un courant électrique traversant le corps humain peut éventuellement
mettre en danger une personne.
Ceci dépend à la fois de
la valeur du courant (en A)
et du temps de passage de
celui-ci (en s) comme le
montre le graphique :
Nous observons que, pour un courant
<= à 0,5 mA, la personne n’est pas en
danger. Au-delà, l’alimentation doit être
interrompue en un temps bien défini.

9. C’est le contact d’une personne
avec une pièce métallique
normalement sous tension .
La protection contre ce type de
contact peut être réalisée par
isolation ou enveloppe (IP2X),
mais encore par obstacle ou
utilisation de la TBTS.
Le contact direct
Les normes et règlements définissent deux types de contact dangereux
avec le courant. Nous définissons le contact direct :

10. C’est le contact d’une personne
avec une pièce métallique mise
accidentellement sous tension
(suite à un défaut d’isolement).
La protection contre ce type de
contact est réalisée par coupure
automatique de l’alimentation grâce
aux différents Schémas de Liaison
à la Terre ( S.L.T. ).
Le contact indirect

11.  T T
 T N
 I T
La première lettre renseigne sur la
position du neutre du transformateur
par rapport à la terre.
La deuxième lettre renseigne sur la
position des masses métalliques par
rapport à la terre.
Nous allons, par la suite, développer le schéma TT.
Les différents schémas
Il existe trois principaux schémas de liaison à la terre :

12. Schémas de la liaison TT

13. Voici le chemin du courant de défaut ( Id ) sur une installation TT :
Analyse du schéma T T
 Id est un courant assez faible car il est limité par les résistances des prises de terre.
Ce défaut porte la carcasse à un potentiel par rapport à la terre souvent élevé donc
dangereux pour une personne, on la nomme tension de contact ( Uc ).

14. Pour les calculs, on prendra les valeurs :
V = 230 V, Rm = 80 Ω, Rn = 30 Ω
Rm (Ru): résistance entre masse et terre - Rn: résistance entre neutre et terre
On considérera que le défaut est
survenu dans un local sec ( UL =< 50 V ).
Pour le calcul de Uc, nous utiliserons
le pont diviseur de tension :
Uc = Rm ( V / ( Rm + Rn ))
Uc = 80 * ( 230 / (80 + 30)) = 167 V
C’est une tension dangereuse car : Uc > UL  167 V > 50 V.
On remarque que, plus la valeur de la prise de terre des masses (Rm) est
importante, plus la tension de contact sera grande : il faut donc rendre la
valeur de la prise de terre des masses la plus faible possible.
Calcul de la tension de contact

15. Nous allons, à présent, déterminer le temps maximum que
l’appareil de protection ne doit pas dépasser pour réagir sans mettre en
danger la personne.
Exemple : sous une tension de 230 V, le contact avec un conducteur peut
produire un courant de 153 mA dans le corps humain.
Ce courant doit être coupé en moins de 0.17 secondes pour éviter tout risque.
Temps maximum de coupure
Voici un tableau donnant
le temps de coupure
maximal du dispositif de
protection en fonction de
la valeur de la tension de
contact pour un défaut se
situant dans un local.

16. Calcul du courant de défaut
A l’aide du schéma équivalent précédent,
Id = V / (Rm + Rn) = 230 / (80 + 30) = 2,1 A
Ce courant de défaut est trop faible pour faire réagir les protections contre
les surintensités ( disjoncteur magnéto-thermique, fusibles).
L’appareil de coupure automatique approprié sera un :
Dispositif Différentiel à courant Résiduel (D.D.R.).
Calculons, à présent, la valeur du courant ( Ip ) traversant la personne qui
toucherait la machine en défaut (on prendra 1 000 Ω de résistance corporelle):
Ip = Uc / Rh = 167 / 1 000 = 167 mA
Ce courant est largement supérieur au 0,5 mA sans danger pour le corps
humain.

17. Description d’un D.D.R.
Sur un tore magnétique, sont montées
les bobines (la ou les phases, le neutre et la
bobine de détection).
Lorsqu’il n’y a aucun défaut, les
bobines (phases et neutre) sont traversées
par le courant d’emploi de l’installation et
la somme des quatre flux magnétiques
produit par les bobines dans le tore est
nulle : rien ne se passe.

18. Description d’un D.D.R.
- La présence d'un défaut au niveau
du récepteur crée un courant de fuite
(If) vers la terre.
Les courants circulant dans les bobines
de phase et de neutre ne sont plus les
mêmes. Ce déséquilibre va créer un
flux résultant ( phi T ) qui va à son tour
créer une f.e.m induite dans la bobine
de l'électro-aimant. Ce dernier va
déclencher le disjoncteur.

19. Réglage de la sensibilité
d’un D.D.R.
Pour ne pas mettre en danger les personnes, il faut que la sensibilité IΔn du
D.D.R. soit :
IΔn =< UL / Rm
Dans notre exemple,
IΔn =< 50 / 80
IΔn =< 625 mA
Calibre du DDR : 500 mA
On s’aperçoit qu’il est très simple d’assurer une bonne sécurité même si la
prise de terre des masses a une valeur assez élevée, il suffit pour cela de
corriger la sensibilité du D.D.R.
Sensibilité IΔn en fonction
de la résistance Rm de la
terre

20. Sélectivité des D.D.R.
Lorsque plusieurs protections différentielles sont en cascade, il faudrait
que seule celle qui se trouve juste en amont du défaut réagisse.
Pour obtenir une sélectivité totale, il suffit de respecter les deux règles
suivante :
 IΔn amont >= 2 * IΔn aval
 Temps de coupure =< Temps de coupure
du D.D.R. amont du D.D.R. aval
Dans la pratique, le D.D.R. amont est de " type S " ( sélectif ), c'est-à-dire
qu'il est légèrement retardé à l'ouverture.

21. Avantages et inconvénients
du schéma T T
Avantages :
 Idéal pour les mauvaises valeurs de prises de terre.
 Extension d'installation simple à réaliser.
 Simplification de l'installation électrique, protection en cas de défaut
d'isolement par disjoncteur ou interrupteur différentiel, calcul des protections
moins contraignant autorisant des modifications aisées des récepteurs.
 Aucune permanence de spécialiste n'est exigée pour le dépannage. En
contrepartie, les prises de terre devront avoir des valeurs inférieures à celles
préconisées par les textes en vigueur.
 Les disjoncteurs auront (ou pourront avoir) leurs pôles neutre non protégés
(ex.: 3P+N, ou 1P+N)).
Inconvénients :
 Pas de continuité de service lors d'un défaut d'isolement.
 Dispositif différentiel parfois coûteux (surtout les Hautes Sensibilités).
 Limité aux installations ayant peu de courant de fuites (phase-terre).

22. Autres schémas de liaisons
 Schéma de la liaison IT
Installation permettant la
poursuite de l'exploitation
d'énergie malgré un premier
défaut d'isolement même
important, comme les salles
d'opération en hôpital, la sécurité
aérienne, etc, mais nécessité
d'avoir un spécialiste en
dépannage pour supprimer ce
défaut très rapidement, avant le
déclenchement d'un deuxième
défaut qui va faire déclencher les
protections. De plus, ce schéma
oblige la mise en place d'un
Contrôleur Permanent d'Isolement
(CPI) signalant par alarmes
sonores et visuelles tout défaut
dans l'installation.

23. Autres schémas de liaisons
 Schéma de la liaison IT
ATTENTION: Dans un schéma IT, il est interdit de monter des barrettes
de neutre sur le pôle Neutre de l'appareil de protection. Un fusible calibré
comme les phases est obligatoire. En effet, si un défaut d'isolement
important survient entre une phase et la terre, sur un départ de puissance
importante, et entre le neutre et la terre sur un départ de puissance moindre,
la barrette du neutre de ce deuxième départ ne pouvant "fondre" comme un
fusible normal, il y aura échauffement du conducteur de neutre pouvant
aller jusqu'à l'incendie. Les fusibles de neutre, comme ceux des phases,
devront actionner un dispositif de coupure omnipolaire.
Pour les installations avec disjoncteurs, le pôle Neutre sera protégé comme
ceux des phases (ex.: 4P ou 2P). Si les disjoncteurs sont avec protection
différentielle, le neutre pourra être non-protégé. Le différentiel assurera
également la protection contre le 2e défaut. Mais cette solution peut
s'avérer plus onéreuse qu'avec des disjoncteurs avec neutre protégé mais
non-différentiels.

24. Autres schémas de liaisons
 Schéma de la liaison TN

25. Autres schémas de liaisons
 Schéma de la liaison TN
•Installations électriques dont les récepteurs ont naturellement des défauts
d'isolement très élevés comme les radars, les installations de chiffrage (en
général, ces récepteurs disposent de filtres capacitifs de forte puissance entre
chaque phase et la masse).
•Employés également dans certaines installations très particulières (aéronefs)
lorsque l'un des conducteurs est composé de la masse du récepteur, ou
lorsque plusieurs réseaux mixtes (tensions ou fréquences différentes, continu
et alternatif) cohabitent.
•Les installations électriques fonctionnant sous ce schéma seront calculées
avec le plus grand soin en ce qui concerne la protection ampèremétrique
(relais magnétiques), des essais devront obligatoirement être effectués, et
leurs résultant probants avant toute mise en service normal de cette
installation. Toute modification relative à l'alimentation d'un récepteur
donnera lieu à une étude comparable à celle effectuée lors de la mise en
service initiale.

26. Autres schémas de liaisons
 Schéma de la liaison TN
Ces installations permettent l'alimentation de récepteurs sans protection
différentielle. En cas de défaut d'isolement, c'est la protection magnétique qui
déclenchera la coupure de l'alimentation électrique.
Afin de parer à une défaillance des connexions du conducteur de terre depuis
l'origine de l'installation jusqu'au récepteurs terminaux lorsque le réseau est étendu,
les schémas TN nécessitent la mise à la terre du conducteur de protection en
plusieurs points tout au long de ce réseau.
De plus, les liaisons Terre (PE) dans les schémas TN-S, et Terre-Neutre
(PEN) dans les schémas TN-S, ne devront JAMAIS être coupées depuis
l'origine jusqu'à l'appareil d'utilisation, par un commutateur,
interrupteur, fusible ou autre.

27. Conclusions
 La France est alimentée en énergie électrique par
un réseau général, dont EDF représente la majorité
des fournisseurs.
 Afin de ne pas subir les inconvénients de sa
clientèle en Basse Tension, EDF a choisi de
fournir une énergie suivant le régime TT.
 Le choix d'un autre schéma de neutre impose donc
de détenir un transformateur pouvant modifier ce
régime.

28. Complément d’informations.
 Cahier technique LEGRAND:
 La nature des risques et leurs conséquences
 Cahier technique N°172 SCHNEIDER:
 Les schémas des liaisons à la terre en BT
 Cahier technique N°173 SCHNEIDER:
 Les schémas des liaisons à la terre dans le monde et évolutions
 Cahier technique N°178 SCHNEIDER:
 Le schéma IT (à neutre isolé) des liaisons à la terre en BT
 CHAUVIN ARNOUX :
 Contact N°55 : La mesure de terre
 Contact N°52 : La mesure d’isolement
 CRAM:
 LES DIFFÉRENTS RÉGIMES DU NEUTRE

29. Prise de
terre de
l ’utilisateur.
Prise de terre
du poste de
livraison.

30. La mise à la terre et la prise de terre
La mise à la terre consiste à rélier
à une prise de terre, par un fil
conducteur, les masses métalliques
qui risquent d'être mises
accidentellement en contact avec
le courant électrique par suite d'un
défaut d'isolement dans un
appareil électrique. D'une part la
mise à la terre permet d'écouler les
courants de fuite sans danger.
D'autre part, en association avec
un dispositif de coupure
automatique (disjoncteur
différentiel), elle assure la mise
hors tension de l'installation
électrique.

31. La mise à la terre et la prise de terre
Pourquoi la mise en terre ?
Pour la sécurité des utilisateurs !
Prenons un exemple.
Une machine à laver qui n'est pas branchée sur une prise avec
terre est dans une buanderie au sol carrelé. Une souris a
dénudé le câble d'alimentation de la machine et les fils
électriques se mettent en contact avec la machine. Vous
touchez la machine et, comme vous êtes sur un sol
conducteur, vous êtes traversé par le courant électrique. C'est
une électrocution.
La mise à la terre, associée au disjoncteur différentiel, évite tout
incident.
Le courant passe directement dans la terre et l'alimentation est
automatiquement coupée. Plus d'électrocution, plus de danger

32. La mise à la terre et la prise de terre
Ce qu'il faut mettre à la terre
Il faut mettre à la terre le corps métallique de tout élément qu'on
peut toucher, qui est normalement isolé du courant électrique
mais qui peut risquer d'être en contact avec le courant : chauffe-
eau, cuisinière, machine à laver, réfrigérateur, moteur,
lampadaire, tube fluorescent, cadre métallique d'une porte, etc.
On relie donc à la terre :Les appareils d'une installation
électrique (socles de prises) et les conducteurs de protection (fil
jaune et vert) de tous les circuits électriques.

33. Réaliser une prise de terre
Trois techniques sont couramment utilisées :
• Le ceinturage en fond de fouille autour de la maison lors de la construction.

34. Réaliser une prise de terre
•Le conducteur en
tranchée situé ( 20 cm au
moins d’une canalisation
d’eau, de gaz ou
d’électricité ) Une
technique utilisée
lorsqu’on réalise les
tranchées d’alimentation
de la maison.

35. Réaliser une prise de terre
•Le piquet enfoncé au moins jusqu’à deux mètres. C’est une techniques
utilisée pour créer une prise de terre pour un bâtiment existant.

36. Relier la prise de terre à l'installation
La connexion doit être sûre, durable et protégée contre la corrosion. Les canalisations de
terre et les conducteurs de protection doivent être protégés mécaniquement dans les
traversées de planchers et parois et ne jamais être encastrés directement. Les liaisons sont
réalisées avec des fils conducteurs de section précise :
Le conducteur de terre qui assure la liaison entre la prise de terre et la barrette de
mesure : 16 mm2 en cuivre isolé ou 25 mm2 en cuivre nu.
Le conducteur principal de protection qui assure la liaison entre la barrette de mesure
et le tableau de répartition : 6 mm2 pour un conducteur de phase de 6 mm2, 10 mm2
pour une phase de 10 mm2 ou 16 mm2 pour une phase de 16 mm2 ou plus.
Les conducteurs de protection qui vont du tableau de répartition aux appareils
électriques et aux prises de courant : 2,5 mm2 s'il est protégé mécaniquement ou 4
mm2 s'il n'est pas protégé.

37. La mise à la terre et la prise de terre
Règles à suivre:
On établit de préférence les prises de terre dans les fonds de fouille des bâtiments
ou dans les caves et, de toute façon, dans des endroits abrités de la sécheresse et
du gel.
Une prise de terre doit être éloignée de tout dépôt ou infiltration qui peut la
corroder : produits chimiques, fumier, purin, etc.
Une prise de terre ne doit jamais être plongée dans l'eau.
L'utilisation de canalisations de distribution publique d'eau n'est pas autorisée
par les distributeurs d'eau.
Il est interdit d'utiliser comme prise de terre les canalisations d'eau, de gaz ou de
chauffage central, et les gaines métalliques des câbles.

38. PRÉCAUTIONS A PRENDRELORS DE LA MESUREDE LA RÉSISTANCE
D'UNE PRISE DE TERRE
 La résistance d’une prise de terre dépend de la forme et des dimensions de cette dernière
et de la nature du terrain où elle est établie. Sa résistance R en ohms (Ω) est donc
fonction de la résistivité ρ exprimée en ohms par mètres (Ω.m) qui est variable d’un
point de terrain à l’autre et qui varie également en profondeur mais surtout en fonction
des conditions météorologiques (humidité, sécheresse ou gel). C’est pourquoi, la valeur
de la résistance d’une prise de terre varie au cours d’une année dans un rapport de 1 à 5.
 Bien qu’il soit possible par calculs d’obtenir une valeur (en fait très approximative) de la
résistance d’une prise de terre, il s’avère souvent nécessaire de mesurer cette dernière de
façon à vérifier que la valeur réelle de la résistance satisfait aux conditions de protection
ou de service de l’installation électrique. C’est pourquoi un dispositif (appelé barrette de
mesure ou barrette de coupure) doit être inséré, en un endroit accessible, sur le
conducteur de terre pour permettre d’interrompre momentanément sa continuité aux fins
de vérification. Cette barrette doit assurer la continuité électrique, être mécaniquement
sûre et démontable seulement au moyen d’un outil (cf. article12 du décret du 14
novembre 1988 et article 542.4.2 de la norme NFC 15-100).
 Cette barrette de mesure peut être combinée avec la borne principale de terre sur
laquelle sont reliés les conducteurs de terre, de protection, de liaison équipotentielle
principale et éventuellement les conducteurs de mise à la terre fonctionnelle (cf. article
542.4.1 de la norme NF C 15-100).
 La mesure de la résistance de prise de terre est souvent réalisée au moyen d’un
ohmmètre de boucle. Cet appareil donne une valeur par excès car la mesure réalisée
concerne l’impédance de la boucle de défaut phase-terre. Si elle s’avère souvent
suffisante, cette méthode peut se révéler imprécise. Il est donc nécessaire d’utiliser un
ohmmètre de terre nécessitant d’une part l’utilisation de prises de terre auxiliaires
d’autre part de déconnecter la barrette de mesure.

39. PRÉCAUTIONS A PRENDRELORS DE LA MESUREDE LA RÉSISTANCE
D'UNE PRISE DE TERRE
L’utilisation de cette méthode nécessite de prendre certaines précautions, à
savoir :
 1 - Mettre les équipements de protection individuelle (EPI)
appropriés, notamment les gants isolants ;
 2 - Vérifier au moyen d’une pince ampèremètrique en bon état
qu’aucun courant de défaut ne circule dans le conducteur de terre ;
 3 - Si besoin est, éliminer ce courant de défaut en recherchant et en
supprimant le ou les défauts d’isolement ;
 4 - Mettre en place une prise de terre provisoire (piquet par
exemple)reliée à la borne principale de terre de façon à assurer la
continuité de la protection de l’installation électrique ;
 5 - Débrancher la barrette de mesure au moyen d’un outil
approprié ;
 6 - Effectuer la mesure de la résistance de la prise de terre ;
 7 - Après la mesure, ne pas oublier de rebrancher la barrette de
mesure au moyen d’un outil et de supprimer la terre provisoire.