Schéma de liaison à la terre - Définition

En électricité, un schéma de liaison à la terre (Anciennement Régime de neutre) définit le mode de raccordement à la terre d'un transformateur de distribution et des masses côté utilisateur.

Les schémas de liaison à la terre ont pour but de protéger les personnes et le matériel en maîtrisant les défauts d'isolement. En effet, pour des raisons de sécurité, toute partie conductrice d'une installation est isolée par rapport aux masses. Cet isolement peut se faire par éloignement, ou par l'utilisation de matériaux isolants. Mais avec le temps, l'isolation peut se détériorer (à cause des vibrations, des choc mécaniques, de la poussière, etc.), et donc mettre une masse (la carcasse métallique d'une machine par exemple) sous un potentiel dangereux. Ce défaut présente des risques pour les personnes, les biens mais aussi la continuité de service.

Selon la norme CEI 60364, un schéma de liaison à la terre se caractérise par deux lettres. La première indique le raccordement du neutre du transformateur, elle peut être :

• T pour raccordé à la terre ;
• I pour isolé (ou impédant) par rapport à la terre.

La seconde lettre indique la façon de connecter les masses utilisateurs, elle peut être :

• T pour raccordées à la terre ;
• N pour raccordées au neutre, lequel est raccordé à la terre.

Schéma TN

Généralités

Dans le SLT TN, le neutre du secondaire transformateur est relié à la terre et les masses utilisateurs sont connectées au conducteur de protection principal lui-même relié à la prise de terre. L'ensemble est donc interconnecté à une barre collectrice en cuivre dont la prise de terre fond de fouille y est connecté. Les normes CEI 60364 et NF C 15-100 définissent 3 sous-schémas pour le SLT TN : TN-C (terre et neutre confondu), TN-C/S (TNC pour les circuit principaux et TNS pour les circuits terminaux et section des conducteur <10mm² cuivre) et TN-S(terre et neutre séparé).

• Le coût d'un schéma de liaison à la terre TN-C est moindre car le conducteur de protection "PE" et conducteur neutre "N" est confondu ce qui nous donne un conducteur "PEN" (économie d'un câble et d'un pôle des protection surintensité). Ce conducteur "PEN" est en priorité un conducteur de protection avant d'être un conducteur neutre, il ne doit pas être coupé afin d'assurer la protection des personnes.
• Le courant de défaut n'étant limité que par l'impédance des câbles, l'intensité de court circuit est plus important. Le schéma de liaison à la terre (anciennement "régime de neutre") TN-C est interdit par la norme NF C 15-100 dans les locaux ou il y a un risque d'incendie ou d'explosion).

Toutefois, il est nécessaire de se reporter sur la norme NF-C 15-100 pour plus de précision.

TN-C

Dans le TN-C, les conducteurs de neutre (N) et de protection (PE) sont confondus pour former le PEN.

• Ce SLT permet d'économiser un câble (ainsi qu'un pôle sur chacun des appareils de protection), mais il est nécessaire d'utiliser un câble spécial renforcé mécaniquement afin de limiter le risque de coupure du conducteur de protection (PE). Si le PE est coupé, les masses utilisateurs sont mises sous le potentiel de la phase.
• Pour assurer la sécurité des personnes en cas de ligne trop longue, il faut utiliser un Dispositif Différentiel Résiduel (DDR).

TN-S

Dans le TN-S), le conducteur de protection et le neutre ne sont reliés qu'au poste de distribution mais à aucun autre point.

• Le TN-S est obligatoire pour les réseaux ayant des conducteurs avec une section ≤ 10 mm² en Cuivre.

TN-C-S

Le conducteur de protection (PE) et le neutre (N) sont confondus du transformateur jusqu'au point de distribution, et ensuite séparés sur les circuits terminaux et section de conducteur < 10 mm² cuivre.

Schéma TT

Le neutre du transformateur est relié à la terre, et les masses utilisateurs disposent de leur propre terre.

• Ce schéma de liaison à la terre est obligatoire chez les particuliers en France.
• L'emploi d'un DDR est obligatoire en tête d'installation pour assurer la protection des personnes (ainsi que celui de valeur maximale 30mA sur les circuits prises).

Schéma IT

Dans ce SLT, le neutre est théoriquement isolé (non relié à la terre). En réalité, il est relié à la terre via les capacités parasites des câbles, ou volontairement via une impédance de forte valeur (1500Ω). Les masses utilisateur sont interconnectées normalement.

• Au premier défaut, il n'y a aucun danger pour les personnes, mais il est nécessaire de supprimer ce défaut avant un second qui serait dangereux. Il est donc nécessaire d'utiliser un contrôleur permanent d'isolement (non représenté sur le schéma) pour signaler ce défaut. Ce contrôleur doit signaler le défaut à une équipe de maintenance qui doit partir à sa recherche. C'est l'un des inconvénient du schéma IT : l'obligation d'avoir du personnel de maintenance qualifié disponible en permanence.
• Pour protéger l'installation contre les surtensions (la foudre par exemple) du coté haute-tension, la norme NF C 15-100 oblige à placer un limiteur de surtension entre le point neutre du transformateur et la terre (non représenté sur le schéma).
• L'impédance qui peut être raccordée a pour but de réduire les variations de potentiel entre le réseau et la terre, elle est donc particulièrement importante dans les réseaux alimentant des appareils sensibles.
• Le schéma IT est particulièrement utilisé dans les industries où la continuité de service est importante.

Protection du neutre selon les SLT

• Le neutre doit être coupé en régime TT et TN si la section du neutre est inférieure à celle de la phase.
• Le neutre doit être protégé et coupé en régime IT (car l'un des défaut peut être sur le neutre) et en régime TT et TN-S si la section du neutre est inférieure à celle de la phase.
• En TN-C le neutre ne doit pas être coupé, car il est aussi le conducteur de protection.

Utilisations des SLT dans le monde

• Aux Etats-Unis, le TN-C est majoritairement utilisé. La mise à la terre du neutre est faite chez l'abonné BT.
• En France et en Belgique, le TT est obligatoire en distribution publique avec protection des prises de courant par un DDR de sensibilité 30mA.
• En Grande-Bretagne, les nouvelles installations sont en TN-C. La prise de terre du neutre est fournie par le fournisseur d'énergie.
• En Allemagne, le TT et le TN-C cohabitent, mais la prise de terre est chez l'abonné.
• En Norvège, les bâtiments étant en matériaux isolant et les prises de terre de mauvaise qualité, le SLT choisi est le IT avec utilisation de DDR de sensibilité 30mA en signalisation et coupure au second défaut par le disjoncteur.

Compatibilité électromagnétique

• Le TN-C est mauvais du point de vue de la compatibilité magnétique car de fort courants circulent dans le PEN et modifient l'équipotentialité.
• En TN-S, il est conseillé de séparer le conducteur de protection (PE) des masses fonctionnelles.
• En IT, due à la très faible valeur du courant de premier défaut, la perturbation électromagnétique est faible. Au second défaut, le problème est le même qu'en TN-S
• En TT, très peu de perturbations sont générés en cas de défaut, le conducteur de protection et les masses fonctionnelles peuvent être séparés.