Critères de choix des schémas TT, TN et IT
De Guide de l'Installation Electrique
Ce sont les impératifs réglementaires, de continuité de service, de conditions d'exploitation et de nature du réseau et des récepteurs qui déterminent le ou les types de schéma les plus judicieux.
Sur le plan de la protection des personnes, les trois SLT sont équivalents si l'on respecte toutes les règles d'installation et d'exploitation. Il ne peut donc être question de faire un choix sur des critères de sécurité.
C'est le croisement des impératifs réglementaires, de continuité de service, de conditions d'exploitation et de nature du réseau et des récepteurs qui détermine le ou les types de schéma les plus judicieux (cf. Fig. E16). Le choix résulte des éléments suivants :
- d'abord des textes réglementaires qui imposent dans certains cas un SLT (cf. Fig. E17).
- puis du choix de l'utilisateur lorqu'il est alimenté par un transformateur HTA/BT dont il est propriétaire (abonné HT), ou qu'il possède sa propre source d'énergie (ou un transformateur à enroulements séparés).
Lorsque l'utilisateur est libre de son choix, la définition du SLT ne pourra résulter que d'une concertation entre lui-même et le concepteur du réseau (bureau d'études, installateur).
Elle portera :
- en premier lieu, sur les impératifs d'exploitation (continuité de service impérative ou non) et sur les conditions d'exploitation (entretien assuré par un personnel électricien ou non, interne ou d'une entreprise extérieure...),
- en second lieu, sur les caractéristiques particulières du réseau et des récepteurs.(cf. Fig. E18).
Fig. E16 – Comparaison des schémas des liaisons à la terre (SLT)
| TT | TN-S | TN-C | IT1 | IT2 | Commentaires | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Caractéristiques Électriques | ||||||
| Courant de défaut | - | - - | - - | + | - - | Seul le schéma IT offre des courants de 1er défaut négligeables |
| Tension de défaut | - | - | - | + | - | En schéma IT, la tension de défaut est très faible au 1er défaut mais très élevée au 2ème défaut |
| Tension de contact | +/- - | - | - | + | - | En schéma TT, la tension de contact est très faible si le schéma est totalement équipotentiel, élevée dans le cas contraire |
| Protection | ||||||
| Protection des personnes contre les contacts indirects | + | + | + | + | + | Tous les SLT sont équivalents si les règles sont strictement respectées |
| Protections des personnes en cas d’alimentation par un groupe de secours | + | - | - | + | - | Les schémas où la protection est assurée par des DDR sont insensibles à un changement d'impédance interne de la source d'alimentation |
| Protection incendie (par DDR) | + | + | pas permis | + | + | Assurée dans tous les SLT où la protection par DDR peut être mise en œuvre |
| Surtensions | ||||||
| Surtension permanente | + | + | + | - | + | Surtension permanente phase terre en schéma IT au 1er défaut |
| Surtension transitoire | + | - | - | + | - | Des courants de défaut de forte intensité peuvent créer une surtension transitoire importante |
| Surtension en cas de rupture d'isolement primaire/secondaire du transformateur | - | + | + | + | + | Dans le schéma TT il peut y avoir des élévations de tension différentes entre la prise de terre de la source et les prises de terre des utilisateurs. Dans les autres schémas les prises de terre sont interconnectées |
| Compatibilité Électromagnétique (CEM) | ||||||
| Immunité au coup de foudre au sol | - | + | + | + | + | Dans le schéma TT il peut y avoir des élévations de tension différentes sur chaque prise de terre. Dans les autres schémas les prises de terre sont interconnectées |
| Immunité au coup de foudre sur ligne MT | - | - | - | - | - | Tous les SLT sont équivalents quand un coup de foudre tombe directement sur le réseau MT |
| Émission permanente d'un champ électromagnétique | + | + | - | + | + | La connexion du PEN à toutes les structures métalliques d'un bâtiment est favorable à la génération permanente de champs électromagnétiques |
| Non équipotentialité du PE | + | - | - | + | - | Le PE n'est plus équipotentiel en cas de courants de défaut de forte intensité |
| Continuité de service | ||||||
| Coupure au premier défaut | - | - | - | + | + | Seul le schéma IT évite le déclenchement au 1er défaut d'isolement |
| Creux de tension pendant le défaut d'isolement | + | - | - | + | - | Les schémas TN-C, TN-S et IT (2ème défaut) génèrent des courants de défauts de haute intensité |
| Installation | ||||||
| Appareils spécifiques | - | + | + | - | - | Le schéma TT nécessite l'utilisation de DDR. Le schéma IT nécessite l'utilisation de CPI |
| Nombre de prises de terre | - | + | + | -/+ | -/+ | Le schéma TT nécessite deux prises de terre distinctes (au moins). Le schéma IT laisse le choix entre une ou plusieurs prises de terre |
| Nombre de câbles | - | - | + | - | - | Seul le schéma TN-C offre, dans certain cas, une réduction du nombre de câbles |
| Maintenance | ||||||
| Coût de réparation | - | - - | - - | - | - - | Le coût de la réparation dépend des dommages causés à l'installation par l'amplitude du courant de défaut |
| Dommages à l'installation | + | - | - | ++ | - | Pour les schémas permettant des courants de défaut de forte intensité, il est nécessaire d'effectuer une vérification minutieuse de l'installation après avoir éliminé le défaut |
Fig. E17 – Exemples fréquents rencontrés où le SLT est imposé (ou fortement recommandé) par des textes officiels
| Textes officiels ou recommandation.. | concernent |
|---|---|
| Schéma TT | |
|
Bâtiment alimenté directement par un réseau de distribution publique BT (domestique, petit tertiaire, petit atelier) |
| |
| Schéma IT | |
|
|
| Circuits de sécurité (éclairage) soumis au décret de protection des travailleurs | |
| |
| Schéma IT ou TT | |
|
Mines et carrières |
| |
Fig. E18 – Influence des réseaux et des récepteurs sur le choix des schémas des liaisons à la terre
| Nature de réseau | Conseillé | Possible | Déconseillé | |
|---|---|---|---|---|
| Réseau très étendu avec bonnes prises de terre des masses d’utilisation (10 Ω maxi) | 
|
TT,TN,IT[a]
ou mixage |
||
| Réseau très étendu avec mauvaises prises de terre des masses d’utilisation (> 30 Ω) |
|
TN | TN-S | IT[a]
TN-C |
| Réseau perturbé (zone orageuse) (ex. : réémetteur télé ou radio) | 
|
TN | TT | IT[b] |
| Réseau avec courants de fuite importants (> 500 mA) | 
|
TN[c] | TN[c] IT[d][c] | |
| Réseau avec lignes aériennes extérieures | 
|
TT[e] | TN[e][f] | IT[f] |
| Groupe électrogène de sécurité | 
|
IT | TT | TN[g] |
| Nature des récepteurs | ||||
| Récepteurs sensibles aux grands courants de défaut (moteurs...) | 
|
IT | TT | TN[h] |
| Récepteurs à faible isolement (fours électriques, soudeuses, outils chauffants, thermoplongeurs, équipements de grandes cuisines) | 
|
TN[i] | TT[i] | IT |
| Nombreux récepteurs monophasés phase-neutre (mobiles, semi-fixes, portatifs) | 
|
TT[j] TN-S |
IT[j] TN-C[j] | |
| Récepteurs à risques (palans, convoyeurs...) | 
|
TN[k] | TT[k] | IT[k] |
| Nombreux auxiliaires (machines-outils) | 
|
TN-S | TN-C IT[l] |
TT[m] |
| Divers | ||||
| Alimentation par transformateur de puissance[n]avec couplage étoile-étoile | 
|
TT | IT sans neutre |
IT[n] sans neutre |
| Locaux avec risques d’incendie | 
|
IT[o] | TN-S[o] TT[o] |
TN-C[p] |
| Augmentation de la puissance d’un abonné, alimenté par EDF en basse tension, nécessitant un poste de transformation privé | 
|
TT[q] | ||
| Etablissement avec modifications fréquentes | 
|
TT[r] | TN[s] IT[s] | |
| Installation où la continuité des circuits de terre est incertaine (chantiers, installations anciennes) | 
|
TT[t] | TN-S | TN-C IT[t] |
| Equipements électroniques (ordinateurs, calculateurs, automates programmables) | TN-S | TT | TN-C | |
| Réseau de contrôle et commande des machines, capteurs et actionneurs des automates programmables | IT[u] | TN-S, TT |
- ^ 1 et 2 Lorsqu’il n’est pas imposé, le SLT est choisi en fonction des caractéristiques d’exploitation qui en sont attendues (continuité de service impérative pour raison de sécurité ou souhaitée par recherche de productivité...).
Quel que soit le SLT, la probabilité de défaillance d’isolement augmente avec la longueur du réseau. Il peut être judicieux de le fragmenter, ce qui facilite la localisation du défaut et permet en outre d’avoir pour chaque application le régime conseillé ci-dessous. - ^ Les risques d’amorçage du limiteur de surtension transforment le neutre isolé en neutre à la terre. Ces risques sont à craindre principalement dans les régions fortement orageuses ou pour des installations alimentées en aérien. Si le régime IT est retenu pour assurer la continuité de service, le concepteur devra veiller à calculer très précisément les conditions de déclenchement sur 2e défaut.
- ^ 1 2 et 3 La solution idéale est, quel que soit le SLT, d’isoler la partie perturbatrice si elle est facilement localisable.
- ^ Risques de fonctionnement intempestif des DDR.
- ^ 1 et 2 Risques de défaut phase-terre rendant aléatoire l’équipotentialité.
- ^ 1 et 2 Isolement incertain à cause de l’humidité et des poussières conductrices.
- ^ La SLT TN est déconseillé en raison des risques de détérioration de l’alternateur en cas de défaut interne. D’autre part, lorsque ces groupes électrogènes alimentent des installations de sécurité, ils ne doivent pas déclencher au premier défaut.
- ^ Le courant de défaut phase-masse peut atteindre plusieurs In, risquant d’endommager les bobinages des moteurs et de les faire vieillir ou de détruire les circuits magnétiques.
- ^ 1 et 2 Pour concilier continuité de service et sécurité, il est nécessaire et recommandé, quel que soit le SLT, de séparer ces récepteurs du reste de l’installation (transformateurs avec mise au neutre locale).
- ^ 1 2 et 3 Lorsque la qualité des récepteurs est ignorée à la conception de l’installation, l’isolement risque de diminuer rapidement. La protection de type TT avec dispositifs différentiels constitue la meilleure prévention.
- ^ 1 2 et 3 La mobilité de ces récepteurs génère des défauts fréquents (contact glissant de masse) qu’il convient de circonscrire. Quel que soit le SLT, il est recommandé d’alimenter ces circuits par transformaturs avec mise au neutre locale.
- ^ Avec double interruption du circuit de commande.
- ^ Nécessite l’emploi de transformateurs avec TN local pour éviter les risques de fonctionnement ou d’arrêt intempestif au premier défaut (TT) ou défaut double (IT).
- ^ 1 et 2 Limitation trop importante du courant phase-neutre en raison de la valeur élevée de l’impédance homopolaire : au moins 4 à 5 fois l’impédance directe. Ce schéma est à remplacer par un schéma “étoile-triangle”.
- ^ 1 2 et 3 Quel que soit le SLT, utilisation de dispositif différentiel résiduel de sensibilité ≤ 500 mA.
- ^ Les forts courants de défaut rendent dangereux le TN : le TNC est interdit.
- ^ Une installation alimentée en basse tension a obligatoirement le schéma TT. Garder ce SLT équivaut à faire le minimum de modifications sur la distribution existante (pas de câble à tirer, pas de protection à changer).
- ^ Possible sans personnel d’entretien très compétent.
- ^ 1 et 2 De telles installations demandent un grand sérieux dans le maintien de la sécurité. L’absence de mesures préventives en SLT TN exige un personnel très compétent pour assurer cette sécurité dans le temps.
- ^ 1 et 2 Les risques de rupture des conducteurs (d’alimentation, de protection) rendent aléatoire l’équipotentiabilité des masses. La NF C 15-100-1 impose le TT ou le TNS avec des DDR 30 mA. Le IT est utilisable dans des cas très particuliers.
- ^ Cette solution permet d’éviter l’apparition d’ordres intempestifs lors d’une fuite à la terre intempestive.
