Chapitre 14 · Sujet 2 sur 5
Mesures et essais
Les cinq mesures de base d'une installation BT (continuité des PE, isolement, prise de terre, impédance de boucle, essai des différentiels) : à quoi elles servent, comment les faire, comment les interpréter.
Niveau 1
L'essentiel
- Continuité des PE : chaque masse est bien reliée à la borne de terre principale.
- Isolement : il n'y a pas de fuite entre conducteurs actifs, ni entre actifs et terre.
- Prise de terre : la résistance de la terre est assez basse pour que les différentiels protègent les personnes.
- Impédance de boucle : en cas de court-circuit, le courant sera assez grand pour faire déclencher le disjoncteur.
- Différentiels : ils déclenchent au bon courant et assez vite.
Comprendre
Les mesures se font avec un contrôleur d'installation (appareil multifonction) ou des appareils séparés, en bon état et étalonnés.
Continuité des conducteurs de protection
Hors tension. On mesure la résistance entre la borne de terre du tableau et chaque masse ou contact de terre de prise. L'appareil injecte un courant assez fort pour révéler une mauvaise connexion. On attend une valeur faible, cohérente avec la longueur et la section du conducteur.
Isolement
Hors tension, appareils débranchés (les PC, drivers et variateurs peuvent être détruits par la tension d'essai). Le mégohmmètre applique une tension continue élevée et mesure une résistance en mégohms (MΩ). Plus elle est haute, mieux c'est. Pour un circuit 230 V ou 400 V, le RGIE impose une mesure sous 500 V continu et une résistance d'au moins 0,5 MΩ (500 kΩ) pour chaque circuit, appareils déconnectés.
Prise de terre
On mesure la résistance de la prise de terre avec deux piquets auxiliaires plantés dans le sol (méthode des trois pôles). En schéma TT, cette valeur conditionne l'efficacité des différentiels. Le RGIE fixe un plafond : moins de 100 Ω dans un logement ; dans un bâtiment non domestique protégé par différentiel, 500 Ω au plus dans les lieux secs et 250 Ω au plus ailleurs. Voyez la prise de terre.
Impédance de boucle
Sous tension. L'appareil mesure l'impédance du chemin phase-neutre (ou phase-terre) et en déduit le courant de court-circuit présumé. Il doit être assez grand pour le déclenchement magnétique du disjoncteur.
Essai des différentiels
Sous tension. L'appareil crée une fuite contrôlée vers la terre et mesure le courant et le temps de déclenchement : voyez les différentiels.
Sur le terrain
Dans un bureau, un circuit de prises de 45 m en 2,5 mm² est mesuré : continuité phase + PE 0,63 Ω, isolement supérieur à 200 MΩ, déclenchement du 30 mA en 21 ms. Tout est noté dans le procès-verbal de mesures, circuit par circuit, avec l'appareil utilisé et la date.
Erreurs fréquentes
- Mesurer l'isolement avec des ordinateurs, drivers LED ou variateurs encore branchés : appareils abîmés et mesure faussée.
- Mesurer la continuité avec un simple multimètre de poche au lieu d'un appareil qui injecte un courant suffisant.
- Planter les piquets de terre trop près de la prise de terre : la valeur mesurée est fausse.
- Noter « OK » sans valeur : le procès-verbal doit contenir les chiffres.
- Oublier de remettre en place les liaisons ouvertes pour la mesure (barrette de terre, neutre).
Niveau supérieur
L'essentiel
- Chaque mesure est comparée à une valeur attendue calculée (R = ρ × L / S, U0 / Zs, RA × IΔn) et, quand il existe, au seuil du RGIE (isolement : tableau 6.1 ; terre : 4.2.4.4 d).
- Les résistances d'isolement de circuits en parallèle se combinent comme des résistances en parallèle : une mesure globale faible ne désigne pas un circuit, il faut décomposer.
- La méthode des 62 % ne donne une valeur fiable que si la résistance est stable quand on déplace la sonde de potentiel.
- Les temps de déclenchement des différentiels se comparent aux limites de leur norme produit, pas à une impression.
Approfondir
Continuité : la valeur attendue
La résistance d'un PE vaut R = ρ × L / S. Avec la méthode « phase + PE » (on relie la phase et le PE au tableau et on mesure au bout du circuit), on mesure la boucle R1 + R2. Un appareil de mesure de continuité conforme à l'IEC 61557-4 injecte au moins 200 mA. Un écart nettement supérieur au calcul signale une borne mal serrée ou un raccord défectueux. Calcul avec le calculateur résistance d'un conducteur.
Isolement
Le RGIE (Livre 1, 6.4.5.1, tableau 6.1) impose, pour chaque circuit, appareils d'utilisation déconnectés, une résistance d'isolement au moins égale à 1 000 fois la tension d'essai en volts, entre parties actives deux à deux et entre parties actives et terre. Tension nominale ≤ 500 V (cas du 230/400 V) : essai à 500 V continu, minimum 500 kΩ ; TBT alimentée par transformateur de sécurité : 250 V, 250 kΩ ; de 500 à 1 000 V : 1 000 V, 1 000 kΩ. L'appareil doit fournir la tension d'essai avec un courant de 1 à 5 mA. Ce minimum est un seuil de rejet : une installation neuve saine affiche des centaines de MΩ, et quelques MΩ sur un circuit neuf méritent une recherche. Pour n circuits en parallèle :
1 / Rglobal = 1 / R1 + 1 / R2 + … + 1 / Rn
Prise de terre : méthode des 62 %
Piquet de courant à une distance D de la prise de terre, sonde de potentiel à 0,62 × D, sur une même ligne. On refait la mesure avec la sonde à 0,52 × D et 0,72 × D. Si les trois valeurs sont proches, la mesure est valable ; sinon, on éloigne le piquet de courant. En TT, la condition de protection s'écrit RA × IΔn ≤ UL (RA est notée RE dans le RGIE, 4.2.3.4 c.2), avec UL la tension limite conventionnelle absolue : 50 V en BB1, 25 V en BB2 (tableau 2.3). En non domestique, la terre ne dépasse pas non plus 500 Ω (lieux AD1, BB1, BC1) ou 250 Ω (autres lieux) (4.2.4.4 d) ; en domestique, moins de 100 Ω. Une mesure de boucle phase-PE donne une valeur supérieure à RA (elle inclut la terre du réseau) : elle est utilisable comme contrôle par excès.
Impédance de boucle
On mesure Zs et on en déduit Ik = U0 / Zs. La mesure est faite à froid ; en défaut, les conducteurs chauffent. Pour comparer au seuil magnétique, on corrige la mesure dans le rapport des résistivités : 0,0225 / 0,0172 ≈ 1,31 (correction conservatrice si on l'applique à toute la boucle). Voir le courant de court-circuit et le calculateur.
Différentiels
Les normes produit des interrupteurs et disjoncteurs différentiels donnent, pour un type général : déclenchement en 300 ms au plus à IΔn et en 40 ms au plus à 5 × IΔn ; pas de déclenchement à 0,5 × IΔn. Pour un type sélectif (S) : entre 130 et 500 ms à IΔn. On mesure aussi le courant de déclenchement en rampe : il doit se situer entre 0,5 et 1 × IΔn.
| Mesure | Hors / sous tension | Valeur attendue |
|---|---|---|
| Continuité PE | Hors tension | ≈ ρ × L / S |
| Isolement | Hors tension | ≥ 500 kΩ par circuit sous 500 V (RGIE) ; en pratique bien plus |
| Prise de terre | Hors tension (barrette ouverte) ou boucle | RA × IΔn ≤ UL ; ≤ 500 / 250 Ω en non domestique |
| Boucle | Sous tension | U0 / Zs ≥ seuil magnétique |
| Différentiel | Sous tension | Temps et courant dans les limites produit |
Exemple chiffré
Circuit de prises : 45 m, phase et PE en 2,5 mm² cuivre, protégé par un disjoncteur C16 et un différentiel 30 mA. TGBT protégé en amont par un 300 mA sélectif sur d'autres départs.
- Continuité R1 + R2 attendue : 2 × 0,0172 × 45 / 2,5 = 0,619 Ω. Mesure : 0,63 Ω → cohérent.
- Isolement sous 500 V de la rangée de 3 circuits : 500 MΩ, 50 MΩ et 200 MΩ. Global : 1 / (1/500 + 1/50 + 1/200) = 37 MΩ. Chaque circuit dépasse largement le minimum de 0,5 MΩ ; le circuit à 50 MΩ est le « moins bon » : à surveiller.
- Prise de terre : D = 40 m, sonde à 24,8 m → 18,0 Ω ; à 20,8 m → 17,6 Ω ; à 28,8 m → 18,5 Ω. Valeurs proches : RA = 18 Ω, bien sous le plafond non domestique (250 Ω, et a fortiori 500 Ω). Pour un 300 mA : 18 × 0,3 = 5,4 V ≤ 50 V (BB1) et ≤ 25 V (BB2) : condition remplie.
- Boucle phase-neutre : Zs mesurée 0,72 Ω. Corrigée : 0,72 × 1,31 = 0,94 Ω → Ik ≈ 230 / 0,94 = 244 A ≥ 10 × 16 = 160 A (seuil haut de la courbe C) : déclenchement magnétique assuré.
- Différentiel 30 mA : déclenche à 22 mA (entre 15 et 30 mA) en 21 ms à IΔn → conforme.
Erreurs fréquentes
- Conclure sur une mesure d'isolement globale sans décomposer quand elle est basse.
- Accepter une mesure de terre sans contrôler sa stabilité (sonde dans la zone d'influence d'un piquet).
- Comparer une impédance de boucle mesurée à froid directement au seuil, sans marge pour l'échauffement.
- Essayer un différentiel sélectif avec les limites d'un type instantané (ou l'inverse).
- Oublier qu'un différentiel en amont peut déclencher pendant l'essai d'un différentiel aval si sa sélectivité n'est pas assurée.