Pourquoi le câble de terre doit faire 25 mm² ?

Bonjour

« ça fait beaucoup pour un câble qui ne recevra jamais plus de 30 mA. »

Et quelques milliers de volts lors d'un impact de foudre.

La terre d'une maison serait dimensionnée pour absorber les impacts de foudre, et pour ça il faut 25mm² ?
Je parle d'une maison sans paratonnerre ni parafoudre, dans une région faiblement exposée.
La foudre dont tu parles tomberait sur le toit de la maison (dans ce cas, je ne vois pas comment elle va être captée par le fil de terre de 25mm²), ou sur les fils EDF aériens (dans ce cas, les fils de phase et neutre font beaucoup moins que 25mm², ils bruleront en premier) ?

Bonjour,

Voici quelques éléments de réponse : 

1) Protection des personnes contre les contacts indirects :
Pour un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) de 500 mA en tête de l'installation, la résistance de la prise de terre doit être inférieure à 100 ohms afin de limiter la tension de contact présumée à 50 V (U= R x I = 100 ohms  x 0,5 A).
Pour satisfaire cette condition le conducteur utilisé pour réaliser la prise de terre doit avoir une section suffisamment grande afin de limiter sa résistance (R= rho L/S avec R: résistance de la prise de terre ; rho : résistivité du fil : L: longueur de boucle et S : section du fil).
Par ailleurs, il faut que le fil présente une résistance mécanique suffisante afin d'éviter sa détérioration.

Un détail, mais dans un message précédent il est indiqué qu'il circule au maximum 30 mA dans le circuit de prise de terre ce qui n'est pas exact.
En cas de défaut d'isolement franc (pour une prise de terre de 100 ohms), le courant maximal qui circulera avant ouverture du dispositif différentiel sera de 2,3 A  (en négligeant la valeur de la résistance de prise terre du poste de transformation HT/BT qui est inférieure à 4 ohms).

2) Les effets thermiques de la foudre.
Dans certaines régions où le niveau kéraunique (*) est important (et l'alimentation basse tension partiellement aérienne) la  NF C-15-100 impose l’installation de limiteur de surtension (parafoudre).

A l’apparition d’une surtension, dès que la tension aux bornes du parafoudre dépasse une certaine limite, le parafoudre devient conducteur, laissant s’écouler un courant, ce qui limite la tension à ses bornes et protège ainsi l’installation et les récepteurs. 

Comme tout courant électrique, les courants de foudre échauffent les conducteurs par lesquels ils s'écoulent : c'est l'effet joule bien connu, qui peut conduire jusqu'à la fusion si la section des conducteurs est trop faible. L'échauffement est directement lié à l'énergie spécifique qui s'exprime en joules par ohm, ou en ampères carrés x seconde, et qui représente l'énergie que le courant d'un coup de foudre peut dégager dans une résistance de un ohm.

(*) niveau kéraunique : il exprime la sévérité orageuse par le nombre de jours par an où le tonnerre est entendu en un lieu donné.

Ives a écrit:

le conducteur utilisé pour réaliser la prise de terre doit avoir une section suffisamment grande afin de limiter sa résistance (R= rho L/S avec R: résistance de la prise de terre ; rho : résistivité du fil : L: longueur de boucle et S : section du fil).

Par ailleurs, il faut que le fil présente une résistance mécanique suffisante afin d'éviter sa détérioration.

En cas de défaut d'isolement franc (pour une prise de terre de 100 ohms), le courant maximal qui circulera avant ouverture du dispositif différentiel sera de 2,3 A  (en négligeant la valeur de la résistance de prise terre du poste de transformation HT/BT qui est inférieure à 4 ohms).

Voilà en effet des pistes intéressantes

R= rho L/S : je n'ai pas fait le calcul, mais sur un câble de terre 25mm² de 25 mètres de long, ça doit rester très faible, en tout cas très inférieur à la résistance du câble de terre 1.5 ou 2.5mm² qui est branché derrière la prise de courant ou le luminaire.

résistance mécanique = je suis d'accord , un câble de 25mm² ne sera pas coupé aussi facilement qu'un plus petit.

défaut d'isolement franc : le calcul est intéressant, et ça me donne envie de le développer : 230V dans une terre de 100 ohm, ça fait 2.3A ; mais si ma terre est très bonne, par exemple 5 ohm, ça fait 46A, et ça peut être encore plus. Ca pourrait expliquer le besoin d'un câble de terre de grosse section. Mais si le défaut d'isolement vient d'une prise ou d'un luminaire, il n'y a qu'un câble de 1.5 ou 2.5mm², du coup l'utilité du câble de 25mm² disparait ???

Bonjour

-Résistance mécanique
-longévité à la corrosion
-évacuation de milliers d'ampères en cas de coup de foudre . Dans ce cas la c'est l'effet de peau qui est recherché. Plus la  CIRCONFERENCE est grande , plus la capacité de passage de courant HF sera grande , ce n'est pas la R du métal (qui est dérisoire)qu'il faut prendre en compte, car au centre du conducteur il ne passera pas grand chose.

"""""""La terre d'une maison serait dimensionnée pour absorber les impacts de foudre, et pour ça il faut 25mm² ?
Je parle d'une maison sans paratonnerre ni parafoudre, dans une région faiblement exposée""""""""
 
Et oui , les parafoudres sont plus souvent sollicités , (à notre insu) ,  qu'on ne le croit. par des surtensions venant du réseau.
C'est pour cela qu'ils ont des témoins  ""d'usure""" 

Dans votre exemple , même en bout d'une ligne lumière en 1,5 ,  protégé par un 10A , vous aurez vos 46A

poiluu a écrit:

Dans votre exemple , même en bout d'une ligne lumière en 1,5 ,  protégé par un 10A , vous aurez vos 46A

Ce qui fait tomber les arguments "défaut d'isolement franc" et "surtension / orage", parce que dans les deux cas, le défaut arrive par un fil de 1.5 ou 2.5 mm², c'est lui qui va souffrir, pas la cablette de 25mm².
Reste deux arguments :
- la solidité : qui va donner un coup de pelle sous les fondations de la maison ?
- la corrosion : j'ai pourtant lu que le cuivre ne s'oxydait que très superficiellement

Pourquoi éliminez vous les orages ???
Donc vous balayez les arguments que j'avance.(qui sont réels ,malgré ce que vous pouvez penser)

Il faut aussi ajouter que le parafoudre doit être le plus près possible de l'arrivée et
là les sections sont plus fortes.
La section de la liaison de terre du parafoudre ne fait pas 25 ( ça peut vous donner l'illusion que je vais dans votre sens)
La surtension a beau arriver par un fil, éventuellement ,de plus faible section ,il faut quand même lui faciliter le passage pour l'évacuer.
Pour ce qui est de la corrosion , il faut ajouter que parfois il y a des phénomènes d'électrolyse.

La section de 25 est issue d'un mélange de tout ce que nous venons de dire

poiluu a écrit:

Pourquoi éliminez vous les orages ???

C'est vrai, désolé
C'est parce que j'ai précisé qu'il n'y avait pas de parafoudre (zone peu exposée).
Le défaut (d'isolation ou foudre) ne peut arriver que par un fil 1.5 ou 2.5 ou 6mm² : bien sûr qu'il faut un câble plus gros que ça pour "bien évacuer", comme vous dites, mais entre 6 et 25 il y a beaucoup de marge. Je cherche à comprendre pourquoi 25mm², et pas 10 ou 16mm², ça parait énorme par rapport à tous les autres fils de la maison. 

L'électrolyse se ferait avec le sol s'il y a une légère fuite de courant permanente, de quelques milliampères ? Dans ce cas le cuivre s'oxyde et se dissout dans le sol, bref il disparait ? Est-ce que ça pourrait se produire en 10 ans, ou 100 ans ?

""""C'est parce que j'ai précisé qu'il n'y avait pas de parafoudre (zone peu exposée)""""
-Ce n'est pas parce que le parafoudre n'est pas obligatoire que vous ne pouvez pas en mettre un. Le normalisateur prévoit donc une disposition générique.

"""""Le défaut (d'isolation ou foudre) ne peut arriver que par un fil 1.5 ou 2.5 ou 6mm² :""""
-A bon.... vous êtes surprenant, vous avez mal lu,  il me semblait avoir expliqué la position du parafoudre
-Quelles sections peut on trouver dans un tableau????

poiluu a écrit:

""""C'est parce que j'ai précisé qu'il n'y avait pas de parafoudre (zone peu exposée)""""
-Ce n'est pas parce que le parafoudre n'est pas obligatoire que vous ne pouvez pas en mettre un. Le normalisateur prévoit donc une disposition générique.

"""""Le défaut (d'isolation ou foudre) ne peut arriver que par un fil 1.5 ou 2.5 ou 6mm² :""""
-A bon.... vous êtes surprenant, vous avez mal lu,  il me semblait avoir expliqué la position du parafoudre
-Quelles sections peut on trouver dans un tableau????

Bien vu pour le parafoudre, il faut que je puisse en ajouter un plus tard si besoin. C'est comme les fils entre le compteur et mes disjoncteurs, ils pourraient être en 10mm², mais si un jour j'augmente la puissance de mon abonnement, il faut prévoir tout de suite 16mm².

Dans mon tableau, j'ai du 1.5 - 2.5 - 6 mm² ; les fils entre les disjoncteurs et le compteur sont plus gros, mais je ne vois pas comment la foudre pourrait passer de ces fils vers la câblette de terre (hors remarque tout à fait judicieuse sur le parafoudre, qui doit pouvoir être ajouté plus tard).

Je cherche à l'instant quelle section on utilise pour relier un parafoudre à la terre … apparemment c'est 4mm² mini, parce que la foudre est une onde HF et que la section du fil n'a donc pas grande importance (mais par contre, longueur 50cm maxi et disposition intelligente pour éviter de créer un champ magnétique).

Bonjour

"""""" .........mais je ne vois pas comment la foudre pourrait passer de ces fils vers la câblette de terre ......""""""""""


-Relisez "ives" dans sa partie 2, il l'a très bien expliqué.....d'ou l'intérêt d'un parafoudre si non des dégâts, car si la foudre veut passer ,elle passera, vu les grandeurs mises en jeu.

poiluu a écrit:

Bonjour

"""""" .........mais je ne vois pas comment la foudre pourrait passer de ces fils vers la câblette de terre ......""""""""""


-Relisez "ives" dans sa partie 2, il l'a très bien expliqué.....d'ou l'intérêt d'un parafoudre si non des dégâts, car si la foudre veut passer ,elle passera.

je relis, et je ne vois que le parafoudre qui permet d'évacuer la foudre sans passer par des fils 1.5 ou 2.5 : j'ai raté quelque chose ?

oogg a écrit:

je relis, et je ne vois que le parafoudre qui permet d'évacuer la foudre sans passer par des fils 1.5 ou 2.5 : j'ai raté quelque chose ?

Lorsque la foudre provoque une surtension dans une installation c'est qu'elle est tombée sur la ligne d'alimentation qui est partiellement aérienne et c'est pour cette raison que le limiteur de surtension est placé en tête de l'installation et que la longueur de la connexion disjoncteur --> dispositif de déconnexion associé au parafoudre --> parafoudre --> bornier de terre doit être inférieure à 50 cm.

""""".....j'ai raté quelque chose ?""""

oui, relisez

""""....sans passer par des fils 1.5 ou 2.5 ...."""""

Au niveau où se situe notre discussion il faut l'admettre .

Bien sure des puristes qui voudraient pinailler pourraient me voler dans les plumes .

Et donc il existe des parafoudres de différents types pour atténuer différentes conséquences en fonction de leur situation sur l'installation.

poiluu a écrit:

""""".....j'ai raté quelque chose ?""""

oui, relisez

j'ai beau lire et relire, je comprends et je suis d'accord avec les 2 messages de Yves ; je ne vois pas ce que j'ai raté
- le parafoudre nécessite un câble de terre "assez gros"
- je n'ai pas de parafoudre mais il faut que je puisse en installer un plus tard, si besoin

poiluu a écrit:

Et donc il existe des parafoudres de différents types pour atténuer différentes conséquences en fonction de leur situation sur l'installation.

Effectivement, plus la capacité à évacuer l’énergie d'un parafoudre est importante, moins il limite la tension et c'est pour cette raison qu'une protection complète d'un équipement sensible nécessite l'installation de plusieurs parafoudre à différents endroits de l'installation comme le montre ce schéma :

poiluu a écrit:

""""....sans passer par des fils 1.5 ou 2.5 ...."""""

Au niveau où se situe notre discussion il faut l'admettre .

Bien sure des puristes qui voudraient pinailler pourraient me voler dans les plumes .

Par contre là je ne comprends pas ce que tu veux dire

Ce que je veux dire :
Je croyais que nous pouvions rester au niveau de la vulgarisation.

Dans l'absolue un parafoudre peut ne pas tout amortir et donc un résiduel peut continuer à circuler jusqu'au bout de l'installation( raison de l'existence de différents types de parafoudres). Et donc pour un puriste il y a moyen d'ergoter.' (voir détail par "ives")
Mais pour nous au niveau où nous en sommes  nous pouvons faire abstraction de cela, vu le sujet de départ.

poiluu a écrit:

nous pouvons faire abstraction de cela, vu le sujet de départ.

Effectivement !

Pour revenir au sujet de départ, je compte 5 raisons plus ou moins boiteuses pour justifier l'intérêt de ces 25 mm² :
- résistance mécanique (même si personne ne va aller abimer un fil enterré sous les fondations d'une maison)
- corrosion (mais elle est réputée très superficielle sur le cuivre)
- électrolyse (il faudrait développer cet aspect pour mieux juger du risque)
- défaut d'isolement franc (mais le fil 1.5 ou 2.5 par lequel arrive le défaut souffrira bien plus)
- évacuation de la foudre par un parafoudre qui pourrait être installé plus tard (mais bizarrement, il serait branché sur un fil de seulement 4 mm², qui est suffisant au moins pour une petite longueur).

Mais globalement, rien qui permette de dire "il faut 25 mm², parce que ça ne fonctionnerait pas / ça serait dangereux en 10 ou en 16 mm²". Je reste sur l'impression que la norme a été écrite avec "générosité".

Les 25² sortent d'une cuisine faite par le, normalisateur ,avec les raisons que nous avons évoqués

""""- défaut d'isolement franc (mais le fil 1.5 ou 2.5 par lequel arrive le défaut souffrira bien plus) """"

Dans votre énumération , personnellement je n'aime pas la rédaction de cette phrase que je remplacerai tout simplement par :
"""- écoulement des défauts avec la terre """"

oui je pinaille ......mais le mot "franc" exclue les autres défauts  et donc dans ce cas c'est faux

poiluu a écrit:

oui je pinaille ......mais le mot "franc" exclue les autres défauts 

Pour les défauts d'isolement "légers", nous sommes tous d'accord qu'un fil de terre de section réduite est bien suffisant : 1.5mm² est déjà beaucoup trop 
Seul le défaut d'isolement "franc" peut permettre de dépasser les 30mA pendant un court instant, et peut donc servir à justifier la section de 25mm² de la cablette de terre.

Il ne faut pas oublier qu'il faut une certaine surface de contact entre le fil de fond de fouille et la terre (cette surface étant proportionnelle à la section du fil utilisé).

La résistance de prise de terre dépend de la résistivité du sol qui varie de 50 à 5000 ohmmètres en fonction de sa nature (terrain gras à sol pierreux).

La NF C 15-100 ne tient pas compte de la section pour calculer la longueur de la boucle de fond de fouille car en imposant une section  de fil suffisamment importante la résistance propre du fil devient négligeable devant la résistance due au terrain.

oogg a écrit:

Pour les défauts d'isolement "légers", nous sommes tous d'accord qu'un fil de terre de section réduite est bien suffisant : 1.5mm² est déjà beaucoup trop 
Seul le défaut d'isolement "franc" peut permettre de dépasser les 30mA pendant un court instant, et peut donc servir à justifier la section de 25mm² de la cablette de terre.

Pour les défauts d'isolement la section du fil de la boucle de terre n'est pas augmentée pour tenir l'échauffement (effet Joule) car le courant de défaut maximal est faible mais pour présenter une résistance propre suffisamment faible devant la résistance de contact entre le fil et le sol.

"""".....Seul le défaut d'isolement "franc" peut permettre de dépasser les 30mA pendant un court instant......""""


"Seul" "franc" "30mA" et bien NON

Ives a écrit:

Il ne faut pas oublier qu'il faut une certaine surface de contact entre le fil de fond de fouille et la terre (cette surface étant proportionnelle à la section du fil utilisé).

J'ai trouvé des formules qui permettent d'estimer la résistance de terre en fonction des différents paramètres.
Et étrangement, la section du fil utilisé ne change pas grand chose au résultat.
Par exemple, pour un sol de résistivité 100 ohm/mètre, fil longueur 20m enterré à 0.6m de profondeur :
- section 25mm² : résistance de terre 9 ohm
- section 2.5mm² : résistance de terre 10 ohm

Ives a écrit:

Citation:

 pour présenter une résistance propre suffisamment faible devant la résistance de contact entre le fil et le sol.

Pour un fil de 25m en 25mm², je calcule une résistance propre de 0,017 ohm
et en 2.5mm², je trouve 0.17 ohm
C'est négligeable dans les 2 cas.

poiluu a écrit:

"""".....Seul le défaut d'isolement "franc" peut permettre de dépasser les 30mA pendant un court instant......""""

   
"Seul"  "franc"  "30mA"     et bien  NON

Comment ça ?
Un défaut léger pourrait créer un courant important ? Dans quelle situation ?

Ce que je veux dire :
Il n'y a pas QUE les défauts FRANCS qui peuvent DEPASSER 30mA

poiluu a écrit:

Ce que je veux dire :
Il n'y a pas QUE les défauts FRANCS qui peuvent DEPASSER 30mA

Voilà qui ne clarifie pas les choses
Tu veux parler d'un défaut de par exemple 50mA, qui sera coupé en quelques millisecondes par le différentiel ? Si c'est de ça que tu parles, c'est sans intérêt pour justifier de la section de la cablette de terre.
Ou alors il y a un autre aspect qui m'échappe, courant continu, haute fréquence, etc ???

"""Il n'y a pas QUE les défauts FRANCS qui peuvent DEPASSER 30mA""""

Je ne justifie rien si vous regardez bien, je me contente de rectifier vos dérives de raisonnement ,et essayer de vous empêcher de dire des choses fausses.

Pour le reste : un radiateur mobile de 3kW ,la phase part de la prise va au radiateur, et le fil de retour traine et touche la machine à laver.
On est loin des 50mA

poiluu a écrit:

Pour le reste : un radiateur mobile de 3kW ,la phase part de la prise va au radiateur, et le fil de retour traine et touche la machine à laver.
On est loin des 50mA

Ce cas ressemble beaucoup à un défaut franc, si ce n'est que la résistance du radiateur limite un peu le courant de fuite, environ 13 ampères. Qu'est-ce que ce cas apporte par rapport à ma question sur la section de la cablette de terre ? 

poiluu a écrit:

Pour le reste : un radiateur mobile de 3kW ,la phase part de la prise va au radiateur, et le fil de retour traine et touche la machine à laver.
On est loin des 50mA

Je ne vois pas en quoi ce que la puissance du convecteur intervient ? Et encore moins le fil de retour du convecteur qui touche la machine à laver ?

Un défaut d'isolement franc signifie que lorsque le fil de phase à l’intérieur d'un appareil touche la masse de cet appareil (son enveloppe métallique) le contact électrique fil-masse ne présente pas de résistance.

Le courant de défaut sera supérieur à 30 mA pour tout défaut d'isolement non franc (mauvais contact entre le fil de phase et la masse) présentant une résistance de défaut inférieure à 667 ohms (en considérant 100 ohms pour  la résistance de prise de terre.

Dans mon exemple (j'aurai du trouver une meilleure idée)que le fil de retour touche sa carcasse (mise à la terre) ou bien la machine à laver ne change RIEN à la valeur du courant. Pour moi ce n'est qu'un exemple de défaut PAS franc qui dépasse largement les 30 ou 50mA évoqués. Pour moi c'est un défaut résistant, car la phase n'est pas FRANCHEMENT en défaut .

Pour le reste , vous allez dire que je pinaille , mais Je ne justifie rien , je me contente de rectifier vos dérives de raisonnement ,et essayer de vous empêcher de dire des choses fausses.
-dans votre énumération vous parlez des défauts "francs", je vous reprend en laissant entendre que ce n'est pas exclusif
-dans un autre message vous dites que seul les défauts francs dépassent 30mA , je vous répond non pas "seul" et je vous donne un exemple.

c'est pourtant simple, non?

poiluu a écrit:

Pour le reste , vous allez dire que je pinaille , mais Je ne justifie rien , je me contente de rectifier vos dérives de raisonnement ,et essayer de vous empêcher de dire des choses fausses.

Merci pour "les dérives de raisonnement" mais citez la phrase qui est fausse.

poiluu a écrit:

-dans votre énumération vous parlez des défauts "francs", je vous reprend en laissant entendre que ce n'est pas exclusif

Je n'ai jamais écrit ceci mais simplement pris l'exemple du défaut franc pour montrer que le courant de défaut pouvait dépasser 30 mA . Pour être précis, voici le passage :

"En cas de défaut d'isolement franc (pour une prise de terre de 100 ohms), le courant maximal qui circulera avant ouverture du dispositif différentiel sera de 2,3 A  (en négligeant la valeur de la résistance de prise terre du poste de transformation HT/BT qui est inférieure à 4 ohms). "

poiluu a écrit:

-dans un autre message vous dites que seul les défauts francs dépassent 30mA , je vous répond non pas "seul" et je vous donne un exemple.

Je n'ai jamais dit ceci. Citez la phrase.

poiluu a écrit:

c'est pourtant simple, non?

Cette fois je vais me permettre de vous reprendre. Il est pourtant simple de faire des phrases avec un sujet, un verbe et un complément car écrire :

poiluu a écrit:

"Seul" "franc" "30mA" et bien NON

n'est pas compréhensible !

DESOLE , toutes mes excuses, ives, mais je ne m'adressai pas à vous, bien sure, c'est évident, vous n'avez jamais dis tout cela
Grosse bévue de ma part , j'aurai du préciser que je m'adressai à OOGG, car c'est lui qui a dit tout cela.

 Je ne conteste en rien votre savoir  et je l'appuie parfois.


"""Seul" "franc" "30mA" et bien NON
était l'énumération des mots contestés'
Etre trop synthétique est parfois difficilement compréhensible

poiluu a écrit:

Grosse bévue de ma part , j'aurai du préciser que je m'adressai à OOGG, car c'est lui qui a dit tout cela.

Oui c'est moi

J'aurai dû dire : "les défauts francs dépassent beaucoup les 30mA, certains autres défauts moins graves dépassent également les 30mA, mais donnent un courant moins fort que les défauts francs, donc il est inutile de les prendre en compte dans nos réflexions : si la cablette de terre supporte les défauts francs, elle supportera aussi les défauts moins graves, par exemple à travers la résistance du chauffage de poiluu"

Ca fait une belle tartine pour pas grand chose au final 


J'espérais qu'il existerait une formule, une méthode de calcul qui permette de justifier ces 25mm² : je crois que l'explication scientifique et chiffrée n'existe pas, cette norme a été décidée "à la louche".