Le document présente les schémas de liaison à la terre, principalement le schéma TT, en évaluant les risques liés au courant électrique et en expliquant les protections nécessaires contre les contacts directs et indirects. Il traite des calculs essentiels comme la tension de contact, le temps maximum de coupure et le fonctionnement des dispositifs différentiels à courant résiduel (DDR). Enfin, il évoque les avantages et inconvénients du schéma TT dans les installations électriques.

1. Les schémas de liaison
à la terre
Le schéma T T
Diaporama réalisé par S. Cuny, IUFM de Lorraine

2. 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.

3. 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.

4. 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 :

5. 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

6.  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 :

7. Voici le chemin du
courant de défaut ( Id )
sur une installation TT :
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 ).
Le schéma T T

8. Pour les calculs, on prendra les valeurs :
V = 230 V, Rm = 80 Ω, Rn = 30 Ω
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 ( Rm + Rn )) * V
Uc = (80 * (80 + 30)) * 230 = 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 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

9. 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.
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 où la valeur de la tension limite est 50 V.
D’après le tableau, l’alimentation devra être interrompue en un temps
inférieur ou égal à 0,17 s.
Temps maximum de coupure

10. 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.

11. Description d’un D.D.R.
Sur un tore magnétique, sont montées
cinq bobines (les trois phases, le neutre et
la bobine de détection).
Lorsqu’il n’y a aucun défaut, les quatre
bobines 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.
Lorsqu’un défaut apparaît sur une des
phase, la somme des flux produits dans le
tore n’est plus nulle (car le courant de
défaut retourne par la terre) :
un flux circule donc dans le tore créant, aux bornes de la bobine de
détection, une tension. Celle-ci permettra, à l’aide d’un système électro-
mécanique, la mise hors tension de l’installation.

12. 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
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.

13. 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.

14. Avantages et inconvénients
Du schéma T T
Avantages :
 Peu de calculs pour la mise en œuvre.
 Ne nécessite aucune personne qualifiée.
 Idéal pour les mauvaises valeurs de prises de terre.
 Extension d'installation simple à réaliser.
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).