L’importance de mise à la terre
Deux points de contact sont nécessaires pour être électrocuté
Comme nous l’avons déjà vu, le mouvement continu des électrons nécessite la présence d’un circuit fermé. C’est la raison pour laquelle le choc électrique dû à l’électricité statique n’est que momentané: le mouvement des électrons est de courte durée, jusqu’à ce que l’équilibre électrique entre les deux objets soit rétabli. Ces types de chocs limités sont rarement dangereux.
Sans l’existence de deux points sur le corps nécessaires à l’entrée et à la sortie du courant, il n’y a pas de risque de choc électrique ou d’une électrocution.
Pour cette raison, les oiseaux peuvent rester sur des lignes à haute tension sans subir de choc électrique: le contact entre eux et le circuit se fait en un seul point électrique.
Pour que les électrons traversent un conducteur, il est nécessaire d’avoir une tension pour les motiver. La tension électrique est toujours relative entre deux points. Il n’y a pas de tension « à » ou « vers » un certain point dans un circuit; par conséquent, il n’y a pas de tension appliquée à l’oiseau en contact avec le circuit dans l’exemple ci-dessus en un seul point, il n’y a donc pas de courant.
Oui, même s’il touche le circuit avec les deux pattes, ils touchent toujours le même fil commun d’un point de vue électrique. Puisque les pattes de l’oiseau touchent le même fil commun, il n’y a pas de différence de potentiel (tension) entre les deux points et il n’y a pas de courant.
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Électrocution dû à la fermeture du circuit par mise à la terre
Ces considérations peuvent conduire à la formation de la fausse opinion selon laquelle nous ne pouvons pas être électrocutés en touchant un seul fil électrique. Contrairement aux oiseaux, les humains restent généralement à la surface de la terre lorsqu’ils touchent un fil à travers lequel passe l’électricité.
Souvent, une partie du système d’alimentation est intentionnellement reliée à la terre et la personne qui touche un seul fil établit en fait un contact entre deux points du circuit (fil et terre).
Mise à la terre
Le symbole de mise à la terre est l’ensemble de trois lignes horizontales de longueurs décroissantes, situées en bas à gauche du circuit ci-dessus, ainsi qu’au pied de la personne actuelle.
En réalité, le système de mise à la terre des systèmes d’alimentation est constitué d’un conducteur métallique enfoui dans le sol à une grande profondeur pour un contact maximal avec lui. Ce conducteur est à son tour connecté en un point du circuit.
La connexion de la victime au sol (mise à la terre) se fait par son pied, du fait qu’il touche le sol.
Certaines clarifications
– Si la présence d’un point de mise à la terre dans le circuit peut conduire à l’électrocution d’une personne, pourquoi l’avons-nous dans le circuit en premier lieu? Un circuit sans mise à la terre ne serait-il pas plus sûr?
– La personne électrocutée n’est probablement pas pieds nus. Si le caoutchouc et les matériaux à partir desquels la chaussure est fabriquée sont des matériaux isolants, pourquoi ne protège-t-il pas les personnes électrocutées en empêchant la formation d’un circuit fermé?
– À quel point la terre peut-elle être un bon conducteur électrique? Si nous pouvons être électrocutés en raison du flux de courant à travers la terre, pourquoi ne pas utiliser la terre comme conducteur dans nos circuits d’alimentation?
Raison de la mise à la terre des circuits
Quant à la première question, la présence d’un point de mise à la terre « intentionnel » garantit qu’au moins le contact avec une partie du circuit est sûr. Si la personne dans le cas précédent aurait touché la partie basse de la résistance, elle n’aurait été pas électrocutée, même si ses pieds entraient en contact avec le sol.
Parce que le bas du circuit est connecté à la terre sur le côté gauche, le conducteur inférieur droit lui est électriquement commun lorsqu’il est touché comme dans la figure ci-dessus. Puisqu’il ne peut y avoir de différence de potentiel (tension) entre deux points communs, aucune tension ne sera appliquée à la personne qui entre en contact avec le fil et elle ne subira aucun choc électrique.
Pour la même raison, le fil qui relie le circuit à la terre n’a généralement pas d’isolation; tout objet métallique qui entre en contact avec lui se transforme en un point électrique commun avec le sol, éliminant tout risque de choc électrique.
La mise à la terre d’un circuit garantit qu’il y a au moins un point dans le circuit qui, s’il est touché, ne provoque pas de choc électrique/électrocution.
Le défaut de mise à la terre
Et si nous ne mettions pas du tout le circuit à la terre? Cela ne signifie-t-il pas que toucher n’importe quel fil serait tout aussi sûr?
Idéalement, oui. En gros, non.
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Voyons ce qui se passe sans aucune mise à la terre
Malgré le fait que les pieds de la personne entrent en contact direct avec le sol, atteindre n’importe quel point du circuit est sûr. Puisqu’un chemin complet / fermé n’est pas formé à travers le corps de la personne, il n’est pas possible pour aucun courant de passer à travers son corps.
Cependant, tout cela peut changer radicalement lorsqu’une connexion accidentelle avec la terre est formée, comme le contact de lignes haute tension par une branche qui conduit à la formation d’une connexion directe avec la terre.
Une telle connexion accidentelle entre le conducteur du circuit et la terre est appelée un défaut de mise à la terre.
Les causes des défauts de mise à la terre peuvent être nombreuses et ne peuvent donc pas toutes être prises en compte lors de la conception des lignes électriques.
Dans le cas des arbres, il est impossible de prévoir le fil de contact accidentel. Si le contact est établi entre le fil supérieur, il peut être atteint en toute sécurité; si au contraire le contact est établi entre l’arbre et le fil inférieur, alors toucher ce fil est celui qui ne présente pas de risque de choc électrique, c’est-à-dire exactement le contraire du cas précédent.
Donc, les branches d’arbres ne sont qu’une source potentielle de défauts de mise à la terre.
Considérons un circuit non connecté à la terre, sans aucun contact accidentel entre l’arbre et la terre, mais cette fois, nous avons deux personnes qui touchent le circuit en deux points avec des potentiels différents.
Dans ce cas, le contact de chaque personne avec le sol assure la fermeture du circuit par le sol et par les deux personnes. Même si chacune des deux personnes croit être en sécurité lorsqu’elle atteint ce point du circuit, leur contact simultané transforme la situation ci-dessus en un scénario dangereux.
En fait, l’une des personnes est le défaut de mise à la terre dans ce cas, ce qui rend le contact du conducteur par l’autre personne dangereux pour les deux.
C’est pourquoi les circuits sans mise à la terre sont dangereux: la tension entre n’importe quel point du circuit et la terre est imprévisible, car il est possible qu’un défaut de mise à la terre se produise à tout moment à n’importe quel point du circuit.
Dans ce scénario, seul l’oiseau est en sécurité car il n’a aucun contact avec le sol. En connectant un point du circuit à la terre, nous pouvons garantir la sécurité d’atteindre au moins ce point.
Bien qu’il ne s’agisse pas d’une mesure de sécurité à 100%, elle est tout de même supérieure à l’absence totale de mise à la terre.
Porter des chaussures appropriées
Pour répondre à la deuxième question, les chaussures à semelle en caoutchouc offrent vraiment une certaine protection contre les chocs électriques en empêchant la fermeture du circuit entre la victime et le sol. Cependant, la plupart des types de chaussures ne sont pas conçus pour assurer la sécurité électrique, dans la plupart des cas ayant une semelle qui est trop fine ou faite d’un matériau inapproprié.
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De plus, toute humidité, saleté ou sels conducteurs provenant de la transpiration à la surface ou du perçage de la semelle de la chaussure conduit à compromettre la valeur de son isolation initiale.
Il existe des chaussures spécialement conçues pour les travaux à haute tension, ainsi que des presses à caoutchouc pour l’état, mais ces équipements de travail spéciaux doivent être maintenus au sec et en parfait état de propreté pour prouver leur efficacité.
En conclusion, les chaussures ordinaires ne sont pas une garantie de protection contre les chocs électriques lorsque nous entrons en contact avec un circuit électrique.
La terre n’est pas un très bon conducteur
Pour répondre à la troisième question, la terre n’est pas un très bon conducteur, du moins pas lorsqu’elle est sèche. C’est un conducteur qui est beaucoup trop faible pour supporter un courant continu pour alimenter une charge.
Cependant, même une très petite quantité de courant est suffisante pour blesser ou tuer une personne, de sorte que même la mauvaise conductivité de la terre peut être suffisante pour que des situations dangereuses se produisent.
Certaines surfaces terrestres sont de meilleurs matériaux isolants que d’autres. L’asphalte, par exemple, étant une substance largement huileuse, a une résistance beaucoup plus élevée que la plupart des types de pierre ou de terre. Le béton, par contre, a une faible résistance électrique en raison de sa teneur en eau et en électrolyte.
