Un défaut à la terre peut rendre dangereux un sol qui paraît parfaitement ordinaire. La tension de pas ne se voit pas, pourtant elle peut faire circuler un courant dans le corps entre les deux pieds.
Dans un poste de transformation, un défaut peut provoquer une élévation du potentiel de terre dans les zones accessibles. Près d’une clôture ou autour d’un paratonnerre, le risque électrique dépend du scénario de défaut réel. La protection contre la foudre doit aussi tenir compte du courant de foudre, distinct du courant d’essai. Une faible résistance de terre ne suffit pas à déclarer une zone sûre. Nous appuyons donc la vérification sur le réseau de terre, le courant présumé, le sol et les accès humains.
Points clés à retenir
- La tension de pas résulte d’un gradient de potentiel dans le sol lors de l’écoulement d’un courant de défaut. Elle peut faire circuler un courant entre les deux pieds, tandis que la tension de contact concerne une masse métallique et le sol.
- Une faible résistance de terre ne suffit pas à démontrer la sécurité d’un site. L’évaluation doit intégrer le courant de défaut, sa durée, la résistivité du sol, le réseau de terre et les zones réellement accessibles.
- L’essai doit être préparé à partir d’un scénario de défaut crédible, réalisé dans une zone sécurisée et effectué avec des instruments capables de distinguer le signal d’essai des perturbations électriques.
- Les résultats doivent être transposés au courant de défaut attendu, au temps réel de coupure et au référentiel applicable, notamment l’IEEE Std 80, l’EN 50522, l’IEC 61936-1 ou l’IEC 62305-3.
- La réduction du risque peut associer un maillage de terre fermé, des liaisons équipotentielles, une couche superficielle résistive et un contrôle des accès, avec une documentation permettant de refaire l’évaluation après chaque modification du site.
Tension de pas : comprendre le danger au sol
La tension de pas apparaît lorsqu’un courant de défaut s’écoule vers la terre, notamment près d’un poste de transformation. Le potentiel du sol n’est alors plus uniforme. Cette élévation du potentiel de terre crée un gradient de potentiel, qui décroît à mesure que l’on s’éloigne du point d’injection.
Une personne qui pose les pieds sur deux points de potentiel différent peut subir une tension entre ses jambes et son bassin. L’exposition peut provoquer un choc électrique. Le même mécanisme menace les animaux, souvent plus exposés parce que l’écartement de leurs pattes est supérieur.
Un gradient qui dépend autant du sol que du défaut
La résistivité du sol pilote la diffusion du courant. Une couche superficielle sèche et rocheuse, une terre végétale humide, un remblai ou une nappe peu profonde ne réagissent pas de la même façon. Il faut donc connaître le profil du terrain, pas seulement une valeur mesurée en surface.
L’intensité injectée, sa durée et le temps d’ouverture des protections comptent tout autant. Une grille de terre peut présenter une bonne continuité électrique tout en générant des tensions locales élevées à ses bords.
Notre rappel sur le rôle d’une prise de terre aide à distinguer la dissipation d’un courant vers le sol de la seule mesure de résistance.
Pourquoi le risque peut devenir mortel
Le danger vient du courant qui traverse le corps, de sa durée et de son trajet. L’exposition peut provoquer un choc électrique.
Des chaussures humides, des semelles usées ou un sol détrempé réduisent l’isolement entre les pieds et la terre.
Ce phénomène est souvent plus marqué près d’un point d’injection, d’un conducteur enterré, d’un paratonnerre ou d’un conducteur de descente, surtout en cas de rupture de continuité. La protection contre la foudre doit donc intégrer les zones accessibles, comme les portails et les chemins de maintenance.
Distinguer la tension de pas et la tension de contact
Les deux phénomènes proviennent d’une différence de potentiel, mais le chemin électrique diffère. Cette distinction détermine les points de mesure et les protections à installer.
| Situation | Points concernés | Exemples sur site |
|---|---|---|
| Tension de pas | Deux points du sol | Accès piéton, sol près d’un poste de transformation, périphérie d’une grille |
| Tension de contact | Une masse métallique et le sol | Clôture, portillon, châssis, porte d’armoire |
| Tension transférée | Une masse accessible reliée à une zone éloignée | Canalisation, écran de câble, structure métallique |
Le contact avec une masse métallique peut se révéler plus pénalisant, car la main et les pieds ne se trouvent pas au même potentiel. Un portillon métallique relié à la clôture d’un poste de transformation peut présenter une élévation du potentiel de terre. Une personne située hors de la zone équipotentielle peut alors toucher une masse portée à un potentiel élevé.
La longueur de pas ne relève pas d’une simple convention
Les évaluations de terrain utilisent souvent une distance de 1 m entre les électrodes pour représenter l’écartement d’un pas. Cette distance permet de comparer les résultats au modèle de sécurité retenu.
Certaines configurations réclament une distance de 2 m, par exemple lorsqu’un contact main-à-main est plausible ou si une personne peut être allongée au sol. La méthode doit reprendre la géométrie prescrite par le référentiel applicable, sans l’adapter au hasard aux contraintes du chantier.
Les masses accessibles méritent un relevé complet
Nous relevons toutes les pièces conductrices qu’une personne peut saisir. Cela comprend les clôtures, portails, garde-corps, armoires, structures de transformateurs et parties métalliques voisines.
Il faut aussi suivre les liaisons invisibles. Un conducteur de protection, un écran de câble, une canalisation ou une liaison équipotentielle peuvent exporter un potentiel hors du périmètre initialement étudié.
Préparer l’essai avant d’injecter le courant
Une mesure n’a de valeur que si elle représente un défaut crédible. Avant toute injection, l’équipe rassemble les schémas unifilaires, les plans de mise à la terre, les études de court-circuit, les réglages de protection et les modifications réalisées depuis le dernier contrôle.
Nous comparons systématiquement les plans avec l’installation réelle. Une extension de bâtiment, des travaux de génie civil, un nouveau poste de transformation, une clôture ou une tranchée récente peuvent modifier les chemins de courant et les accès au site.
Définir les scénarios qui comptent
Pour un poste de transformation, le scénario de référence associe un courant de défaut maximal, son temps d’élimination et le chemin de retour attendu. Pour un système de protection contre la foudre, il faut distinguer le courant de foudre du courant injecté et évaluer l’élévation du potentiel de terre dans les zones accessibles, près du conducteur de descente et des prises de terre.
L’approche de conformité aux normes foudre doit rester liée au dossier réel de l’ouvrage. Une valeur de résistance exprimée en ohms n’est jamais, à elle seule, une preuve de sécurité pour l’installation.
Sécuriser la zone de mesure
L’essai simule un défaut par injection de courant. Il exige une analyse de risques, une autorisation d’accès, une procédure de consignation adaptée et une coordination avec l’exploitant pour garantir la sécurité du personnel.
Avant le test, nous appliquons les mesures suivantes :
- Nous balisons les zones susceptibles de monter en potentiel et contrôlons les accès piétons.
- L’équipe identifie les masses métalliques à ne pas toucher pendant l’injection.
- Les conducteurs d’essai suivent un chemin maîtrisé, loin des voies de circulation.
- Seules les personnes prévues par la procédure interviennent dans la zone exposée.
Mesurer la tension de pas et de contact sur site
Les instruments de mesure doivent séparer le signal d’essai des perturbations du réseau. Une mesure de tension réalisée avec un voltmètre portatif ne suffit pas dans un poste de transformation, car les courants parasites, les harmoniques et les courants induits peuvent fausser la lecture.
Le CPC 100 fournit l’injection, la CP CU1 assure le couplage et le HGT1 réalise les relevés. Le HGT1 d’OMICRON relève l’impédance de terre ainsi que les valeurs mesurées au sol et sur les masses accessibles pendant l’injection, à une fréquence sélectionnée.
Reproduire le scénario sans exposer les intervenants
Le générateur injecte un courant connu dans le système de mise à la terre. L’essai permet ainsi d’observer l’élévation du potentiel de terre. L’équipe mesure ensuite la différence de potentiel entre deux électrodes au sol pour la tension de pas, ou, dans le second cas, entre une masse accessible et une électrode.
La forme et l’appui des électrodes doivent correspondre à la norme et au modèle de corps utilisé. Sur un site équipé d’un dispositif de protection contre la foudre, une plaque de contact, un piquet ou des électrodes simulant les pieds peuvent donner des résultats différents selon leur positionnement.
La mesure ne valide pas un site par la seule valeur lue. Le potentiel de terre sert de référence pour l’interprétation, puis le résultat doit être transposé au courant de défaut attendu et au temps réel de coupure.
Échantillonner les zones où les personnes circulent
Les points de mesure suivent les parcours humains, et non une grille théorique uniforme. Dans un poste de transformation, nous testons les accès, les abords des clôtures, les angles du maillage, les portails, les portes d’armoire et les limites entre terre améliorée et sol naturel.
La périphérie d’une grille de terre mérite une campagne dense. C’est là que le potentiel de surface peut varier rapidement. Il faut répéter les relevés après une modification du réseau enterré, une extension de site ou une réfection du revêtement.
Interpréter les résultats avec le bon référentiel
Le courant injecté pendant l’essai reste inférieur au courant attendu dans le scénario étudié. L’ingénieur transpose la valeur mesurée lorsque la linéarité du modèle et la configuration d’essai le permettent.
En pratique, la transposition suit le rapport entre le courant de défaut retenu et le courant injecté. La valeur estimée est ensuite comparée aux valeurs admissibles, selon la norme applicable et le temps de coupure retenu. Cette analyse porte sur le réseau de mise à la terre étudié et aide à évaluer l’élévation du potentiel de terre.
IEEE Std 80, EN 50522 et normes de projet
L’IEEE Std 80 encadre largement l’étude des réseaux de terre dans un poste de transformation. En Europe, l’EN 50522 et l’IEC 61936-1 apportent un cadre pertinent pour les installations de puissance. L’IEC 62305-3 traite aussi de la protection des personnes près d’un système de protection contre la foudre, notamment lors du passage d’un courant de foudre.
La documentation de diagnostic des réseaux de terre d’OMICRON décrit l’injection sélective en fréquence selon l’EN 50522:2022. Les valeurs admissibles ne sont pas universelles : le référentiel contractuel, les prescriptions nationales et le type d’installation déterminent les limites retenues.
Conserver un dossier qui permet de recommencer l’essai
Un rapport exploitable comprend les plans, les coordonnées des points, le courant injecté, le courant de référence retenu, les positions des électrodes, les photos, les conditions du sol et les calculs de transposition.
LPS Manager peut regrouper ces éléments avec les inspections, les rapports de maintenance et les actions correctives. Pour préparer les équipes, les démonstrations de la chaîne YouTube LPS CEMASO complètent utilement l’étude documentaire et la formation sur site.
Réduire les tensions dangereuses à la source
Dans un poste de transformation, lorsqu’une tension de pas dépasse la limite retenue, augmenter la longueur d’un seul conducteur enterré résout rarement le problème. La correction doit limiter l’élévation du potentiel de terre dans la zone accessible et améliorer l’équipotentialité des masses.
Nous privilégions une solution liée aux résultats de terrain et aux zones réellement accessibles. Elle peut associer un maillage plus dense, une boucle périphérique, des liaisons supplémentaires et un traitement de surface pour créer une zone équipotentielle.
Préférer un maillage fermé à une terre en antenne
Une grille de terre maillée répartit le courant injecté par plusieurs chemins en parallèle. Les mailles diminuent le gradient de potentiel en surface et améliorent la continuité si un conducteur subit une dégradation localisée.
Une prise de terre en antenne concentre davantage les gradients près de ses extrémités. Elle peut convenir à certains ouvrages simples, mais un réseau bouclé et contrôlé protège mieux une zone fréquentée et offre plusieurs chemins au courant de foudre. Les jonctions, les soudures et les connexions enterrées doivent rester accessibles à l’inspection ou documentées avec précision.
Isoler les pieds et contrôler les accès
Une couche superficielle de gravier propre et résistif augmente l’opposition électrique entre les pieds et la terre. Dans certains projets, une épaisseur de 15 cm de gravier ou 5 cm d’asphalte participe à la réduction du risque, sous réserve du calcul et de l’entretien du revêtement.
Ce traitement perd de son intérêt s’il se mélange à la terre, s’affaisse ou devient inaccessible aux contrôles. Les barrières, le déplacement d’un portail et la limitation des zones accessibles peuvent aussi supprimer l’exposition directe.
Les mesures de protection contre la foudre doivent suivre la même logique. La protection foudre et ses chemins d’écoulement relie les descentes, les prises de terre et les zones accessibles autour du bâtiment.
Questions fréquemment posées
Quelle est la différence entre la tension de pas et la tension de contactf
La tension de pas est mesurée entre deux points du sol séparés par la longueur de pas retenue. La tension de contact apparaît entre une masse métallique accessible et le sol, par exemple une clôture ou le châssis d’une armoire.
Une faible résistance de terre garantit-elle un site sûrf
Non, car elle ne décrit pas à elle seule les gradients de potentiel dans les zones accessibles. La sécurité dépend aussi du courant de défaut, de sa durée, de la résistivité du sol, de la géométrie du réseau de terre et des chemins conducteurs reliés au site.
Comment mesure-t-on la tension de pas sur un sitef
Un générateur injecte un courant connu dans le réseau de terre, puis l’équipe mesure la différence de potentiel entre deux électrodes placées au sol. Les résultats sont ensuite transposés au courant de défaut attendu et comparés aux limites du référentiel applicable.
Quelles zones faut-il contrôler en prioritéf
Les relevés doivent suivre les parcours humains : accès, portails, abords des clôtures, périphérie de la grille, portes d’armoire et limites entre terre améliorée et sol naturel. Les conducteurs, canalisations et écrans de câbles qui peuvent exporter un potentiel doivent également être identifiés.
Comment réduire une tension de pas trop élevéef
La correction peut combiner un maillage de terre plus dense, une boucle périphérique, des liaisons équipotentielles et un revêtement superficiel adapté. La limitation des accès ou le déplacement d’un portail peut aussi supprimer une exposition directe, mais chaque solution doit être vérifiée par un calcul ou un nouvel essai.
Conclusion : une vérification traçable
La sécurité dépend de la tension réellement accessible, pas d’un chiffre de résistance isolé. Une tension de pas maîtrisée suppose un scénario d’incident crédible, un essai sécurisé et une interprétation conforme au référentiel du projet.
Nous recommandons de relier chaque mesure à un plan, à une hypothèse étudiée, à un temps de coupure et à une action documentée. Ce dossier permet de suivre l’élévation du potentiel de terre après toute modification d’un poste de transformation et de vérifier la protection contre la foudre, sans repartir d’hypothèses incertaines.
