Un électricien vérifiera les types de mise à la terre lors de sa première visite pour installer un nouveau tableau de distribution dans une maison résidentielle au Royaume-Uni et l’ingénieur de chantier vérifiera les dispositions lorsqu’il spécifie comment distribuer l’électricité à une nouvelle usine en Allemagne. Le type de système de mise à la terre installé entre le transformateur de service public et la charge, ainsi que l’arrangement des conducteurs neutre et de terre de protection, dicteront la manière dont l’installation sera protégée contre les surintensités/défauts à la terre (ils devront installer la protection requise), l’impédance maximale de boucle de défaut à la terre autorisée et, en fin de compte, la rapidité avec laquelle un défaut/défaut à la terre peut être éliminé et la vitesse à laquelle un boîtier métallique deviendra sous tension (c’est-à-dire qu’un boîtier métallique au potentiel de terre (/e) peut supporter cette tension jusqu’à ce qu’un défaut soit éliminé). TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT sont toutes des notations courantes utilisées dans les installations et les codes à des fins d’enregistrement. Comprendre les définitions associées à ces abréviations est fondamental pour assurer la sécurité électrique dans les systèmes d’électrification basse tension (BT).
Pourquoi le système de mise à la terre est important pour chaque installation
Un système de mise à la terre fournit un chemin conducteur pour qu’un courant de défaut circule d’un court-circuit vers la source d’électricité. Ce chemin doit avoir une impédance relativement faible afin qu’un dispositif de protection (disjoncteur ou fusible) puisse réagir rapidement (le temps de coupure requis) en cas de condition de défaut. Si le système de mise à la terre est mal sélectionné ou appliqué, le disjoncteur peut ne jamais déclencher et une personne touchant un appareil défectueux pourrait devenir le moyen de conduction du courant de défaut vers la terre. La Commission électrotechnique internationale (IEC) classe les systèmes de mise à la terre basse tension dans IEC 60364‑1, et la même classification est adoptée avec de légères variations dans les codes nationaux, notamment BS 7671 au Royaume-Uni, AS/NZS 3000 en Australie, et le NEC aux États-Unis. Les principaux fabricants électriques tels que Schneider Electric et ABB fournissent des guides d’application détaillés sur l’adaptation des dispositifs de protection aux systèmes de mise à la terre.
Les cinq types standards de systèmes de mise à la terre
Le système IEC utilise un code à deux lettres. La première lettre — T ou I — indique comment la source d’alimentation est reliée à la terre. La deuxième lettre — N ou T — indique comment les parties conductrices accessibles de l’installation sont mises à la terre. Des lettres supplémentaires décrivent l’arrangement des conducteurs neutre et de protection. Le tableau ci-dessous résume les cinq types standards.
| Système | Première lettre (Terre source) | Deuxième lettre (Terre installation) | Arrangement Neutre & PE |
|---|---|---|---|
| TN-C | T — source mise à la terre | N — parties accessibles connectées au conducteur source mis à la terre | Conducteur PEN combiné (Terre de protection & Neutre) |
| TN-S | T — source mise à la terre | N — parties accessibles connectées au conducteur source mis à la terre | Conducteurs N et PE séparés de la source à la charge |
| TN-C-S | T — source mise à la terre | N — parties accessibles connectées au conducteur source mis à la terre | PEN combiné en amont, séparé en N et PE à l’arrivée de l’installation |
| TT | T — source mise à la terre | T — parties accessibles mises à la terre localement via une électrode indépendante | N séparé de la source ; PE de l’électrode de terre locale |
| IT | I — source isolée de la terre ou connectée via une haute impédance | T — parties exposées mises à la terre localement | Pas de connexion directe entre la source et la terre ; PE local |
TN-C : Le conducteur PEN combiné
Les fonctions neutre et terre sont combinées en un seul conducteur (le PEN) sur toute la longueur du transformateur à la charge dans un système TN–C. Cela permet d’économiser du cuivre en utilisant un conducteur au lieu de deux ; cependant, cela crée un risque spécifique, car si le conducteur PEN se rompait ou se séparait, une tension de ligne complète serait présente sur toutes les surfaces métalliques exposées en aval de la rupture ou séparation. En raison de ce point, le TN–C n’est généralement pas autorisé pour le câblage des bâtiments au-delà du point d’entrée de service et n’est pas non plus autorisé pour les circuits équipés de DDR côté charge. Actuellement, la majorité des systèmes TN–C sont utilisés uniquement dans les réseaux de distribution des services publics, et même alors seulement dans certains pays.
TN-S : Neutre et terre séparés sur toute la longueur
Dans un système TN-S, deux conducteurs (neutre et PE) traversent l’installation depuis le transformateur d’alimentation. Les connexions PE au chemin de terre sont indépendantes et ne dépendent pas de l’intégrité du neutre (c’est-à-dire neutre coupé). Le TN-S est souvent considéré comme la configuration TN la plus sûre pour un utilisateur final et est la méthode préférée pour installer de nouveaux services électriques lorsque le fournisseur d’énergie fournit un conducteur de terre séparé. En fait, de nombreuses zones urbaines anciennes avec des alimentations électriques souterraines sont configurées en TN-S.
TN-C-S : Mise à la terre multiple protectrice (PME)
TN-C-S La mise à la terre multiple protectrice (PME) est couramment utilisée dans les habitations au Royaume-Uni. Le conducteur PEN est le chemin pour l’alimentation électrique et combine le neutre et la terre du transformateur jusqu’à la tête de service, avant que le câble ne soit séparé en fils individuels de terre et de neutre à la tête de service, la terre étant reliée à une électrode de mise à la terre locale comme dispositif de sécurité. Le terme “ multiple ” signifie que le conducteur PEN est connecté à la terre en plusieurs points. Tant que le conducteur PEN est en bon état, cela présente l’avantage de fournir un chemin de courant de défaut à faible impédance dans le système, permettant aux dispositifs de coupure de déclencher rapidement. Cependant, il existe un risque de défaut du conducteur PEN, comme dans un système TN-C, ce qui peut entraîner la mise sous tension d’une partie exposée du système (potentiellement à haute tension) si le conducteur PEN se rompt avant d’être séparé en fils individuels. Une des méthodes utilisées pour atténuer ce risque est la liaison équipotentielle des autres parties conductrices du bâtiment (tuyaux d’eau/gaz, armatures en acier, etc.) et l’utilisation d’une électrode de mise à la terre locale à la tête de service. Notre guide sur quelle taille de disjoncteur vous avez besoin explique comment l’impédance de boucle de défaut influence la sélection du disjoncteur, ce qui est directement lié au système de mise à la terre.
TT : électrode de terre locale, pas de terre fournie par le réseau
Le transformateur d'alimentation dans un système TT est mis à la terre, mais le connecteur de terre pour l'installation est absent. Typiquement, le bâtiment possède son propre électrode de terre local — ce qui signifie généralement une ou plusieurs tiges enfoncées dans le sol — et toute la métallurgie exposée à l'intérieur du bâtiment est connectée à l'électrode de terre locale. Puisque le chemin de défaut vers le côté alimentation passe par la masse générale de la terre, le chemin de défaut présente une impédance relativement plus élevée qu'un conducteur en plastique. De plus, en raison de la haute impédance de la boucle de défaut à la terre, un dispositif de protection standard peut ne pas fonctionner suffisamment rapidement pour un défaut à la terre. Par conséquent, les systèmes TT nécessitent l'utilisation de dispositifs de détection de courant résiduel (DDR) pour la protection contre les défauts à la terre. Les systèmes TT sont généralement utilisés sur les alimentations aériennes rurales à travers l'Europe et l'Australie, où il existe des piquets/tiges de terre individuels pour chaque résidence.
IT : Source isolée ou mise à la terre par impédance
Un système IT sépare l'alimentation de la terre de manière à isoler l'alimentation de la terre ou à la connecter via une haute impédance. Le premier défaut à la terre qui survient sur le système IT ne génère pas de courant de défaut significatif, éliminant ainsi la nécessité de déconnecter immédiatement l'alimentation. Ceci est particulièrement important dans les blocs opératoires médicaux, les mines et l'industrie lourde ; une perte soudaine d'alimentation résultant de la déconnexion du système IT pourrait entraîner des conséquences catastrophiques. Un dispositif de surveillance d'isolement (IMD) surveille en continu la résistance à la terre dans le système IT et déclenche une alarme visible et sonore pour identifier et localiser le premier défaut avant le second défaut sur une autre phase et la création d'un court-circuit. Les systèmes IT ne sont pas utilisés dans les installations résidentielles ou commerciales générales car ils sont destinés uniquement aux applications à haute fiabilité.
TN-C-S vs. PME : Le même système, jargon différent
TN-C-S et PME pourraient être considérés comme deux termes différents pouvant décrire le même type d'arrangement de distribution électrique, du moins en ce qui concerne l'usage de ces termes dans le contexte électrique britannique. Ils font tous deux référence à un arrangement d'un conducteur PEN combiné provenant du transformateur, qui est divisé au niveau du tableau de service et possède plusieurs connexions de mise à la terre reliées tout au long du système de distribution. Le terme qui décrit ce système selon la Commission électrotechnique internationale est TN-C-S. Le terme britannique PME indique qu'il existe plusieurs points de mise à la terre ; donc, même s'il n'y a pas de différences électriques entre les deux termes, il s'agit simplement d'une différence terminologique pour décrire ce système. Du point de vue d'un inspecteur ou d'un électricien, la norme applicable est la BS 7671 (les règlements de câblage IEE), qui utilise le terme TN-C-S et établit des exigences spécifiques de liaison et de mise à la terre pour les installations utilisant ce système.
TN-S vs. TT : Quand la terre provient du réseau ou d'une tige
Une différence pratique majeure entre les systèmes TN-S et TT réside dans la direction du courant de défaut à la terre. Le TN-S offre un chemin de retour spécifique via un conducteur métallique jusqu'au transformateur, assurant ainsi une très faible impédance de boucle pour un déclenchement magnétique rapide du disjoncteur, tandis que le système TT repose sur le retour du courant de défaut à la terre à travers la terre et de retour au transformateur via son électrode de terre ; par conséquent, l'impédance de boucle sera toujours plus élevée en raison de la résistance du chemin de terre, ce qui signifie que l'utilisation d'un DDR pour fournir un moyen alternatif de coupure est une exigence lors de l'utilisation du TT. Lors de l'installation d'une nouvelle propriété domestique, le fournisseur d'énergie spécifie s'il faut utiliser TN-S ou TT et non le propriétaire ; il incombe donc à l'installateur de déterminer quel type de système existe et de choisir les dispositifs de protection appropriés.
Choisir le disjoncteur adapté à chaque système de mise à la terre
Le système de mise à la terre est un facteur essentiel pour déterminer le type et la capacité du dispositif de protection. Dans les réseaux TN, avec une faible impédance de boucle de défaut à la terre, un disjoncteur miniature (MCB) peut assurer une coupure automatique en cas de surcharge et de court-circuit à la terre. Cependant, dans les réseaux TT, en raison d'une impédance de boucle de défaut à la terre plus élevée, un disjoncteur standard peut ne pas respecter les temps de coupure requis. Par conséquent, un DDR (Dispositif Différentiel Résiduel) sera également nécessaire lorsque la protection contre les fuites à la terre est requise. HUYU peut fournir une gamme complète de dispositifs de protection pour les 5 types de systèmes de mise à la terre, y compris des MCB AC pour les installations de type TN, des RCCB et RCBO lorsque la protection contre les fuites à la terre est nécessaire, ainsi que des MCB DC pour le nombre croissant d'installations hors réseau et avec batterie de secours. Le disjoncteur et le système de mise à la terre représentent deux composants d'une même équation de sécurité ; si vous spécifiez l'un sans l'autre, vous laisserez l'installation non protégée.
Questions Fréquemment Posées
Quels sont les 5 types de systèmes de mise à la terre ?
Selon la norme IEC 60364, il existe cinq types de systèmes de mise à la terre utilisés pour protéger les basses tensions : TN-C, TN-S, TN-C-S, TT et IT. Ils diffèrent selon la manière dont la source est mise à la terre, comment le composant exposé est mis à la terre, et si le neutre est mis à la terre avec les conducteurs de protection ou séparément.
Quelle est la différence entre TN-C et TN-C-S ?
Le système TN-C fusionne les conducteurs neutre et terre de protection depuis la source d'alimentation jusqu'à la charge. En revanche, avec le système TN-C-S, les conducteurs PEN (Protective Earth Neutral) sont combinés uniquement dans la section de distribution et séparés en conducteurs neutre et terre distincts au point d'alimentation. Les normes de construction ont rendu l'utilisation du TN-C obsolète pour les bâtiments ; par conséquent, presque toutes les habitations au Royaume-Uni utilisent désormais le TN-C-S (PME) comme système principal d'alimentation électrique.
Quelle est la différence entre PME et TN-C-S ?
Les caractéristiques électriques ne diffèrent pas beaucoup entre ces exemples, car le Royaume-Uni appelle le système de mise à la terre “ PME ” tandis que la CEI l’appelle “ TN-C-S ”. Les deux ont la même signification car ils décrivent un système de mise à la terre qui utilise un conducteur PEN combiné depuis le transformateur au niveau du point de livraison et fournissent plusieurs connexions locales d’électricité/mise à la terre le long de la distribution.
Qu'est-ce que le système TN-S et TT ?
TN-S Le TT sépare les conducteurs neutres du transformateur à l'installation et n'a pas de connexion à la terre depuis l'alimentation d'une compagnie de services publics, utilisant uniquement des électrodes de mise à la terre locales sur l'installation elle-même. Le TN-S fournit une impédance de boucle de défaut à la terre inférieure à celle fournie par le TT, c'est pourquoi le TT nécessite l'utilisation de dispositifs à courant résiduel (DDR) ou d'autres moyens de protection contre les défauts à la terre.
Références
- IEC 60364‑1 — Installations électriques basse tension — Partie 1 : Principes fondamentaux, évaluation des caractéristiques générales, définitions — Commission électrotechnique internationale.
- Schneider Electric — Guide d'application des systèmes de mise à la terre — Guide pratique sur la sélection des dispositifs de protection pour les systèmes TT, TN et IT.
- BS 7671 — Exigences pour les installations électriques (Règlement sur le câblage IET) — Institution of Engineering and Technology, norme nationale du Royaume-Uni.
- Construction électrique et maintenance (EC&M) — Articles sur la mise à la terre et le raccordement équipotentiel dans les installations commerciales et industrielles.
Comprendre le système de mise à la terre — qu'il soit TN-C, TN-S, TN-C-S, TT ou IT — est la première étape dans la conception d'une installation électrique sûre. Il détermine le chemin de défaut, le temps de coupure, et le type de dispositif de protection qui doit être installé. Pour l'électricien, l'inspecteur ou l'ingénieur, le système de mise à la terre n'est pas un détail à vérifier à la fin de la conception. C'est le point de départ à partir duquel toutes les autres décisions de protection découlent. HUYU fournit les disjoncteurs, DDR et RCBO qui correspondent aux exigences spécifiques de chaque système de mise à la terre, garantissant que, quelle que soit la mise à la terre du bâtiment, les dispositifs de protection sont correctement spécifiés.
