Chaque année, des accidents domestiques sont dus à l’électricité : une rallonge enroulée qui chauffe, une main mouillée sur un interrupteur, un appareil qui présente un défaut. Pourtant, une installation bien conçue protège les personnes et les biens. Comprendre la sécurité électrique et le fonctionnement du réseau d’une maison permet d’éviter ces dangers.
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Le réseau électrique domestique
L’électricité arrive dans les logements par le réseau de distribution. La tension disponible aux bornes d’une prise est une tension alternative : elle change de sens et de valeur en permanence, de façon périodique. En France, sa valeur efficace est de 230 V et sa fréquence est de 50 Hz : le motif se répète 50 fois par seconde, donc la période est T = 1 ÷ f = 1 ÷ 50 = 0,020 s = 20 ms.
Pour une tension alternative sinusoïdale, la période T (en s) est la durée d’un motif ; la fréquence f = 1 ÷ T s’exprime en hertz (Hz) ; la valeur efficace est Ueff = Umax ÷ √2. Avec Umax = 325 V : Ueff = 325 ÷ 1,414 ≈ 230 V.
Phase, neutre et terre
Une prise domestique comporte trois bornes. Le courant arrive par le fil de phase et repart par le fil de neutre : entre ces deux bornes, la tension est de 230 V. Le fil de terre est relié aux parties métalliques de l’appareil et au sol : il ne transporte pas de courant en fonctionnement normal, mais il évacue le courant en cas de défaut.
Le neutre est relié à la terre au niveau du réseau : il est donc à un potentiel voisin de celui du sol. La phase, elle, est dangereuse : une personne en contact avec la phase et reliée au sol (pieds au sol, main sur un robinet) devient un chemin pour le courant. Un tournevis testeur permet d’identifier la phase sans danger : sa lampe s’allume au contact de la phase.
Les dangers du courant et la sécurité électrique
Le corps humain est conducteur. Lorsqu’un courant le traverse, on parle d’électrisation ; si elle est mortelle, d’électrocution. La gravité dépend de l’intensité du courant et de sa durée. L’intensité I est donnée par la loi d’Ohm : I = U ÷ Rcorps. La résistance du corps varie beaucoup : environ 1 000 Ω avec la peau mouillée, 50 000 Ω ou plus avec la peau sèche.
Un contact avec 230 V, peau mouillée (R ≈ 2 000 Ω) : I = 230 ÷ 2 000 = 0,115 A = 115 mA, valeur très dangereuse. Avec une tension de 12 V : I = 12 ÷ 2 000 = 0,006 A = 6 mA : valeur sans danger. C’est pourquoi on utilise des tensions inférieures à 50 V (« très basse tension ») dans les lieux humides ou pour les jouets.
Croire qu’il faut toucher deux fils pour être électrisé. Il suffit de toucher la phase tout en étant relié au sol : le courant passe par le corps vers la terre.
Les protections de l’installation
Un défaut peut produire une intensité trop grande. Deux cas : la surcharge (trop d’appareils sur la même ligne) et le court-circuit (la phase touche le neutre directement, par un fil dénudé par exemple). Dans un court-circuit, la résistance du circuit devient très faible : d’après I = U ÷ R, l’intensité devient énorme, les fils chauffent et un incendie peut se déclarer.
- Le fusible contient un fil fin qui fond si l’intensité dépasse son calibre : il ouvre le circuit mais doit être remplacé.
- Le disjoncteur coupe le circuit en cas de surintensité ; on le réarme ensuite. Son calibre est inscrit en ampères.
- Le disjoncteur différentiel (30 mA) compare l’intensité dans la phase et dans le neutre : si une différence d’au moins 30 mA apparaît, du courant fuit par un autre chemin (un corps humain par exemple) et il coupe aussitôt.
- La prise de terre relie les carcasses métalliques au sol : si la phase touche la carcasse, le courant s’écoule par la terre et le différentiel coupe.
Le disjoncteur de calibre Imax sous 230 V autorise une puissance maximale Pmax = U × Imax. Pour 16 A : Pmax = 230 × 16 = 3 680 W.
Une installation en dérivation
Dans un logement, tous les appareils sont en dérivation : chacun reçoit la même tension de 230 V et fonctionne indépendamment des autres. Les intensités s’additionnent dans la ligne commune : I = I1 + I2 + … (loi d’unicité des nœuds). Plus on branche d’appareils sur une ligne, plus l’intensité totale augmente.
Sur une ligne de prises protégée par un disjoncteur de 16 A, on branche un four de 2 300 W et un grille-pain de 1 400 W. Ptot = 3 700 W ; I = 3 700 ÷ 230 ≈ 16,1 A : cette valeur dépasse 16 A, le disjoncteur coupe le circuit.
Les règles de sécurité
- Ne jamais toucher un appareil électrique avec les mains mouillées ou pieds nus sur un sol humide.
- Couper le courant au disjoncteur avant toute intervention sur l’installation.
- Ne jamais surcharger une prise avec des multiprises en cascade.
- Dérouler entièrement une rallonge avant de l’utiliser avec un appareil puissant.
- Débrancher en tirant sur la fiche, jamais sur le fil.
- Ne jamais réparer un appareil branché ; faire remplacer un câble endommagé.
- Ne jamais utiliser d’appareil électrique près de l’eau (baignoire, évier).
- En cas d’accident : couper le courant, puis appeler les secours ; ne pas toucher la victime tant que le courant n’est pas coupé.
L’essentiel à retenir
- Le réseau domestique fournit une tension alternative de 230 V (valeur efficace) et de fréquence 50 Hz (période 20 ms).
- Phase : dangereuse ; neutre : retour du courant ; terre : sécurité des carcasses métalliques.
- Le danger vient de l’intensité qui traverse le corps : I = U ÷ R ; au-delà de 30 mA, c’est dangereux.
- Fusible et disjoncteur protègent contre la surcharge et le court-circuit ; le différentiel 30 mA protège les personnes.
- Les appareils sont montés en dérivation : les intensités s’additionnent.
- Pmax = U × Imax pour un disjoncteur de calibre Imax.