Définition des schémas des liaisons à la terre (SLT) normalisés
Le choix d'un schéma des liaisons à la terre (ou régime de neutre) conditionne les mesures de protection des personnes contre les contacts indirects.
Les Schémas des Liaisons à la Terre - SLT - (ou régimes de neutre) caractérisent le mode de raccordement à la terre du neutre du secondaire du transformateur MT / BT et les moyens de mise à la terre des masses de l'installation en fonction desquels sont mises en oeuvre les mesures de protection des personnes contre les contacts indirects.
Les schémas de liaisons à la terre formalisent trois choix initialement indépendants faits par le concepteur d'une distribution électrique ou d'une installation concernant :
- le mode de raccordement
- de l'installation électrique (généralement du point neutre de l'installation),
- et de la mise à la terre des masses.
- un conducteur de protection (PE) séparé ou un conducteur de protection et un conducteur neutre confondu (PEN),
- l'utilisation comme protection contre les défauts d'isolement
- des dispositifs de protection contre les courts-circuits, ce qui nécessite des courants de défauts de forte intensité,
- ou des dispositifs additionnels capables de détecter et d'éliminer des courants de défauts de faible intensité.
En pratique ces choix sont regroupés et normalisés comme indiqué ci-après.
Chacun de ces choix détermine un schéma de liaison à la terre avec trois avantages et trois inconvénients :
- L'interconnexion des masses des équipements et du conducteur de protection (PE) est efficace pour assurer l'équipotentialité mais augmente l'intensité des courants de défaut.
- Un conducteur de protection (PE) séparé est une solution plus coûteuse même s'il a une faible section en revanche il est beaucoup plus improbable qu'il soit pollué par des chutes de tension, des courants harmoniques, etc. que dans le cas d’un conducteur neutre et d’un conducteur de protection confondu (PEN). Un conducteur de protection (PE) séparé évite aussi de faire circuler des courants de fuite dans les masses.
- La mise en œuvre de dispositifs différentiels à courant résiduel (DDR) ou de contrôleur permanent d'isolement (CPI) qui sont des dispositifs très sensibles, permet de détecter et d'éliminer les défauts d'isolements avant que des dommages importants ne surviennent (perforation des bobinages moteur, incendie, etc.). La protection offerte de plus est indépendante des modifications apportées à une installation électrique existante.
Schéma TT (neutre à la terre)
(cf. Fig. E3)
Un point de l'alimentation est relié directement à la terre. Les masses de l'installation sont reliées à une prise de terre électriquement distincte de la prise de terre du neutre.
Elles peuvent être confondues de fait sans incidence sur les conditions de protection.
Schéma TN (mise au neutre)
Un point de l'installation, en général le neutre, est relié directement à la terre. Les masses de l'installation sont reliées à ce point par le conducteur de protection. On distingue les schémas suivants :
Schéma TN-C
(cf. Fig. E4)
Le conducteur de protection et le conducteur neutre sont confondus en un seul conducteur appelé PEN (Protective Earth and Neutral). Ce schéma est interdit pour des sections inférieures à 10 mm2 et pour des canalisations mobiles.
Le schéma TN-C nécessite la création d'un système équipotentiel pour éviter la montée en potentiel des masses et des éléments conducteurs. Il est par conséquent nécessaire de relier le conducteur PEN à de nombreuses prises de terre réparties dans l'installation.
Attention : en schéma TN-C, la fonction "conducteur de protection" l'emporte sur la fonction "neutre". En particulier, un conducteur PEN doit toujours être raccordé à la borne "terre" d'un récepteur et un pont doit être réalisé entre cette borne et la borne du neutre.
Schéma TN-S
(cf. Fig. E5)
Le conducteur de protection et le conducteur neutre sont distincts. Les masses sont reliées au conducteur de protection (PE).
Le schéma TN-S (5 fils) est obligatoire pour les circuits de section inférieure à 10 mm2 en cuivre et 16 mm2 en aluminium pour les canalisations mobiles.
Schéma TN-C-S
(cf. Fig. E6 ci-dessous et Fig. E7)
Les schémas TN-C et TN-S peuvent être utilisés dans une même installation.
En schéma TN-C/S, on ne doit jamais utiliser le schéma TN-C (4 fils) en aval du schéma TN-S (5 fils).
Schéma IT (neutre isolé ou neutre impédant)
Schéma IT (neutre isolé)
Aucune liaison électrique n'est réalisée intentionnellement entre le point neutre et la terre (cf. Fig. E8).
Les masses d'utilisation de l'installation électrique sont reliées à une prise de terre.
En fait, tout circuit possède naturellement une impédance de fuite due aux capacités et résistances d'isolement réparties entre les phases et la terre (cf. Fig. E9).
Exemple
(cf. Fig. E10)
Dans un réseau triphasé de 1 km, l'impédance équivalente Zct des capacités C1, C2, C3 et des résistances R1, R2, R3 ramenée au neutre est de l'ordre de 3 à 4 000 ohms.
Schéma IT (neutre impédant)
Une impédance Zs (de l'ordre de 1 000 Ω à 2 000 Ω) est intercalée volontairement entre le point neutre du transformateur et la terre (cf. Fig. E11).
Les masses d'utilisation sont reliées à une prise de terre.
L'intérêt de cette impédance est de fixer le potentiel d'un réseau court par rapport à la terre (Zs faible devant l'impédance d'isolement du réseau) et de diminuer le niveau des surtensions par rapport à la terre. En revanche, il a pour effet d'augmenter légèrement le courant de premier défaut.
