Qu'est-ce que la tension tactile ?
Il existe deux méthodes principales de protection contre les chocs électriques, la première étant appelée protection de base et consistant à protéger les personnes ou le bétail contre tout contact direct avec des pièces électriques sous tension. La seconde méthode de protection est la protection contre les défauts, qui consiste à protéger les personnes ou les animaux contre tout contact avec des pièces conductrices exposées qui ont été mises sous tension lors d'un défaut.
Le concept de tension tactile, qui est un concept de sécurité simple mais important, concerne la protection contre les défauts. La définition des "tensions tactiles" est celle des tensions qui existent entre des parties conductrices exposées et étrangères simultanément accessibles et qui peuvent entraîner un risque de choc électrique en cas de défaut électrique.
Les règles de câblage australiennes AS/NZS 3000 définissent la tension tactile comme la tension apparaissant entre des parties accessibles simultanément. La norme américaine NFPA 70E définit le "potentiel tactile" comme une différence de gradient de potentiel de terre qui peut provoquer un flux de courant de la main à la main, de la main au pied ou d'un autre chemin, autre que le pied au pied, à travers le corps. La norme britannique BS 7671 ne fait pas explicitement référence à la "tension tactile", mais se réfère à la protection contre les chocs électriques.
! Il faut savoir que ce n'est pas parce qu'un appareil électrique est correctement mis à la terre qu'il n'est pas possible de recevoir un choc électrique lors d'une panne. C'est totalement faux.
Dans une installation électrique correctement conçue, toutes les parties conductrices exposées qui peuvent être touchées, directement ou indirectement, doivent être mises à la terre et reliées à un point commun de mise à la terre tel que la barre de terre principale. Lors d'un défaut de mise à la terre, une tension de contact se développe, entraînant un risque d'électrocution qui n'est pas éliminé par la mise à la terre ou la liaison. L'objectif des systèmes de protection électrique lors d'un tel défaut à la terre est de s'assurer que le défaut est déconnecté suffisamment rapidement pour que la tension de contact créée ne soit pas nocive pour les personnes ou le bétail qui y sont exposés.
N'oubliez pas que le risque de blessure d'une personne exposée à des tensions de contact dépend à la fois de l'amplitude de la tension et de la durée de l'exposition (temps d'élimination des défauts).
Limites de tension de contact et temps de déconnexion
Les limites de sécurité de la tension de contact pour les différentes normes électriques sont énumérées ci-dessous, mais sont d'abord expliquées.
Les limites de tension tactile sont calculées sur la base de l'ampleur et de la durée du courant traversant le corps humain à 50 Hz ou 60 Hz et pouvant provoquer une fibrillation ventriculaire du cœur.
Dans la norme IEC 60479, la relation requise entre la tension de contact potentielle et le temps de déconnexion est décrite par deux courbes illustrées à la figure 1. La courbe L correspond à des conditions normales (sec avec un sol présentant une impédance significative) et la courbe Lp correspond à des conditions humides.
Par conséquent, dans le contexte d'une installation électrique, les limites de la tension de contact dépendent du temps de déconnexion d'un défaut. La figure 1 montre que le temps de déconnexion peut être de 5 secondes ou plus lorsque la tension de contact est de 50 V (pour des conditions sèches).
La norme australienne AS/NZS 3000:2018 considère que pour la plupart des sous-circuits finaux, la limite de la tension de contact potentielle est d'environ 92 V (voir la section 3.2.1 de cette norme pour plus de détails). Cette tension tactile correspond approximativement à une durée de 0,4 s selon la courbe L de la figure 1. Par conséquent, pour les équipements portatifs, le temps de déconnexion maximal d'un courant alternatif de 230 V à la terre ne doit pas dépasser 0,4 s. En outre, la limite de 50 V correspond à 0,5 s selon la courbe L de la figure 1. Par conséquent, un temps de déconnexion maximal de 5 s est autorisé pour les circuits n'alimentant pas directement des équipements portables ou de poche. Le tableau ci-dessous résume les limites de tension de contact pour cette norme.
Tableau 1. Limites de tension de contact selon AS/NZS 3000
| Actuel | Conditions | Temps de déconnexion | Limite de la tension de contact |
| AC | Normal (sec) | < 0.4 s | 100 V |
| AC | Normal (sec) | 0,4 s ≤ t ≤ 5 s | 50 V |
| AC | Humide | < 0.4 s | 25 V |
| AC | Humide | 0,4 s ≤ t ≤ 5 s | 55 V |
| AC | - | ≤ 5 s | 120 V |
La norme américaine NFPA 70E relative à la sécurité sur le lieu de travail considère également une tension de 50 V ou plus comme une tension de contact dangereuse. Il est important de noter que la norme 70E applique le maximum de 50V au courant alternatif (CA) et au courant continu (CC).
La norme britannique BS 7671 ne mentionne pas explicitement la tension de contact, mais prévoit des délais de déconnexion maximaux pour la "protection contre les chocs électriques". Le tableau ci-dessous énumère les temps de déconnexion maximaux pour les sous-circuits finaux conformément à la section 411.3.2.2 - à noter que le temps de déconnexion diminue avec l'augmentation des tensions d'alimentation. Pour les autres circuits de distribution (probabilité de contact plus faible que pour les sous-circuits finaux), un temps de déconnexion maximal de 5 s est autorisé.
Tableau 2. Temps de déconnexion maximum des sous-circuits finaux pour les systèmes TN selon BS 7671
| 50 V <U° ≤ 120 V | 120 V <U° ≤ 230 V | 230 V <U° ≤ 400 V | U°>400V | ||||
| AC | DC | AC | DC | AC | DC | AC | DC |
| 0.8 s | - | 0.4s | 0.1s | 0.2 s | 0.4 s | 0.1s | 0.1s |
| 0.3 s | - | 0.2 s | 0.4 s | 0.7 s | 0.2 s | 0.4 s | 0.1 s |
Calcul de la tension de contact
OùIf est le courant de défaut à la terre,
Eo est la force électromotrice induite (vers la terre de la source) en V
Zi est l'impédance interne de la source en Ω
Z1 est l'impédance du conducteur de phase du circuit en Ω
Z2 est l'impédance du conducteur de protection du circuit (terre) en Ω
Z3 est l'impédance du conducteur de phase externe en Ω
Z4 est l'impédance du conducteur de protection (terre) du circuit externe en Ω
(Eq. 2)
Il s'agit d'une équation simplifiée pour calculer la tension de contact qui est dérivée de l'équation (1). Les paragraphes suivants montrent comment obtenir l'équation de base de la tension de contact.
Comme Zi + Z3 + Z4=ZE est l'impédance externe de la boucle de défaut de terre, l'équation (1) devient :
à remplacer, l'équation devient 
De même, pour les conducteurs dont la section n'excède pas 35 mm2, si les conducteurs de phase et de protection d'un circuit sont de même matériau et empruntent le même chemin :
OùA1 est la section transversale du conducteur de phase en mm2
A2 est la section transversale du conducteur de protection en mm2
L'équation devient alors :
Cette équation est également conforme à la clause B4.3 de la norme AS/NZS 3000:2018 [1] :
- Le facteur c: représente la proportion de la tension d'alimentation disponible au point de référence pendant le fonctionnement du dispositif de protection.
- La valeur m: est le rapport entre la section du conducteur de phase et la section du conducteur de protection dans le circuit considéré.
Tension de contact prospective typique pour la plupart des sous-circuits finaux
Pour la plupart des sous-circuits finaux, on peut utiliser 0,8 pour le facteur c et un rapport m de 1. Par conséquent :
Cette tension de contact correspond approximativement à une durée de 0,4 s selon la courbe L (pour des conditions normales) de la figure 1 ci-dessus.
Références :
[1] AS/NZS 3000:2018 Règles de câblage.
[2] NFPA 70E:2021 Standard for Electrical Safety in the Workplace.
[3] BS 7671 - 18e édition - IET Wiring Regulations.
[4] IEC 60479 - Effets du courant sur les êtres humains et le bétail.
