Réalisation et mesure des prises de terre

La qualité d'une prise de terre (résistance aussi faible que possible) est essentiellement fonction de deux facteurs :

• mode de réalisation,
• nature du sol.

La meilleure des solutions de réalisation d'une prise de terre est la boucle à fond de fouille.

Modes de réalisation

Trois types de réalisation sont couramment retenus :

Boucle à fond de fouille

(cf. Fig. E21)

Cette solution est notamment conseillée pour toute construction nouvelle.

Elle consiste à placer un conducteur nu sous le béton de propreté, ou enfoui à 1 m au moins sous la terre en dessous de la base du béton des fondations des murs extérieurs.

Il est important que ce conducteur nu soit en contact intime avec le sol (et non placé dans du gravier, du mâchefer ou des matériaux analogues formant souvent l’assise du béton). Ni la boucle de terre, ni les conducteurs de terre verticaux la reliant à la borne de terre, doivent être en contact avec l’armature du béton armé : cette armature doit être raccordée directement à la borne principale de terre. En règle générale, les conducteurs de terre verticaux reliant une prise de terre à un niveau hors sol doivent être isolés pour la tension nominale des réseaux BT (600V – 1000V).

Pour les bâtiments existants, le conducteur à fond de fouille doit être enterré tout autour des murs extérieurs des locaux à une profondeur d’au moins 1 mètre.

Fig. E21 – conducteur posé à fond de fouille

Le conducteur peut être :

• en cuivre : câble (≥ 25 mm²) ou feuillard (≥ 25 mm² et épaisseur ≥ 2 mm),
• en aluminium gainé de plomb : câble (≥ 35 mm² ),
• en acier galvanisé : câble (≥ 95 mm²) ou feuillard (≥ 100 mm² et épaisseur ≥ 3 mm).

La résistance obtenue est (en ohms):

[math]\displaystyle{ \mbox{R}=\frac{2\rho}{\mbox{L}} }[/math]

avec

L = longueur de la boucle (m)

ρ = résistivité du sol en ohm-mètres (cf. “Influence de la nature du sol” page suivante)

Piquets

(cf. Fig. E22)

La résistance avec n piquets est : [math]\displaystyle{ \definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\mbox{R}=\frac{1\rho}{\mbox{nL} } }[/math]

La boucle à fond de fouille peut être remplacée par plusieurs piquets, c'est notamment le cas pour les bâtiments existants, voire pour améliorer une prise de terre existante.

Le piquet peut être :

• en cuivre ou (plus couramment) en acier cuivré. Ces piquets sont de 1 à 2 mètres de longueur et munis d'une prise et d'une terminaison filetée afin d'atteindre des profondeurs importantes si nécessaires (par exemple, le niveau de nappes d'eau dans des lieux à sols très résistifs),
• constitués de tubes en acier galvaniséde diamètre ≥ 25 mm ou de barres de diamètre ≥ 15 mm et de longueur ≥ 2 mètres dans les 2 cas.

Fig. E22 – piquets connectés en parallèle

Il est souvent nécessaire d'utiliser plusieurs piquets. Ceux-ci doivent toujours être distants 2 à 2 de plus de 2 à 3 fois la profondeur d'un piquet. La résistance résultante est alors égale à la résistance unitaire divisée par le nombre de piquets.

La résistance obtenue est :

[math]\displaystyle{ \mbox{R}=\frac{1\rho}{\mbox{nL}} }[/math] si la distance séparant 2 piquets est > 4L

avec

L = longueur du piquet (m)

ρ = résistivité du sol en ohm-mètres (cf. “Influence de la nature du sol” ci-dessous)

n = nombre de piquets

Plaques verticales

(cf. Fig. E23)

La mesure d'une prise de terre dans un terrain analogue est utile pour déterminer la résistivité à utiliser pour définir une prise de terre.

Ces plaques sont soit carrées, soit rectangulaires (l ≥ 0,5 m). Elles doivent être enterrées de telle façon que leur centre soit au moins à 1 m de la surface.

Les plaques peuvent être :

• en cuivre de 2 mm d'épaisseur,
• en acier galvanisé de 3 mm d'épaisseur.

La résistance obtenue est :

[math]\displaystyle{ \mbox{R}=\frac{0.8\rho}{\mbox{L}} }[/math]

avec

L = périmètre de la plaque (m)

ρ = résistivité du sol en ohm-mètres (cf. “Influence de la nature du sol” ci-dessous).

Fig. E23 – Plaques verticales

Influence de la nature du sol

Nature du terrain	Résistivité en Ωm
terrains marécageux	1 à 30
limon	20 à 100
humus	10 à 150
tourbe humide	5 à 100
argile plastique	50
marnes et argiles compactes	100 à 200
marnes du jurassique	30 à 40
sables argileux	50 à 500
sables siliceux	200 à 300
sol pierreux nu	1 500 à 3 000
sol pierreux recouvert de gazon	300 à 500
calcaires tendres	100 à 300
calcaires compacts	1 000 à 5 000
calcaires fissurés	500 à 1 000
schistes	50 à 300
micashistes	800
granit et grès	1 500 à 10 000
granit et grès très altérés	100 à 600

Fig. E24 – Résistivité (Ωm) de différents terrains (d'après NF C 15-100)

Nature du terrain	Résistivité en Ωm
terrains arables gras, remblais compacts humides	50
terrains arables maigres, graviers, remblais grossiers	500
sols pierreux, nus, sables secs, roches perméables	3,000

Fig. E25 – Valeurs moyennes de la résistivité (Ωm) pour faire un calcul approximatif des prises de terre