Sciences · Physique
Sécurité électrique
Le courant électrique présente deux dangers : l’électrisation des personnes et l’incendie par surintensité. Fusibles et disjoncteurs protègent les installations ; prise de terre et différentiel protègent les personnes.
Mis à jour le 5 min de lecture
L’électricité domestique est sûre tant que l’installation est conforme et que l’on respecte quelques règles. Mais la tension du secteur, 230 V en France et 120 V au Québec, peut tuer. La sécurité électrique, enseignée dès le collège, repose sur deux idées : protéger les personnes contre le passage du courant dans le corps, et protéger les installations contre les surintensités et les courts-circuits.
Électrisation et électrocution
Le danger dépend surtout de l'intensité qui traverse le corps, de la durée du contact et du trajet du courant (une main à l’autre ou une main aux pieds, en passant par le cœur, est le plus grave). Une tension élevée est nécessaire pour faire passer une intensité dangereuse, car la peau sèche oppose une résistance importante ; une peau mouillée la réduit fortement.
Seuils généralement retenus pour un courant alternatif de 50 Hz traversant le corps :
| Intensité | Effet habituel |
|---|---|
| Environ 0,5 à 1 mA | Seuil de perception, picotement |
| Environ 10 mA | Contraction musculaire : la main peut rester « collée » |
| Environ 30 mA | Risque de paralysie respiratoire |
| Environ 75 mA et plus | Risque de fibrillation cardiaque, potentiellement mortelle |
C’est pourquoi les dispositifs différentiels domestiques ont une sensibilité de 30 mA.
Les dangers pour l’installation
Une intensité trop forte dans un fil le fait chauffer par effet Joule (P = R × I², voir puissance électrique). Deux situations l’expliquent :
- la surcharge : trop d’appareils sur un même circuit ou une même multiprise ;
- le court-circuit : deux conducteurs se touchent, l’intensité devient énorme.
L’échauffement peut faire fondre les isolants et déclencher un incendie.
Les dispositifs de protection
| Dispositif | Ce qu’il protège | Principe |
|---|---|---|
| Fusible | L’installation | Un fil calibré fond si l’intensité dépasse sa valeur nominale ; à remplacer |
| Disjoncteur | L’installation | Coupe automatiquement en cas de surintensité ; se réarme |
| Dispositif différentiel 30 mA (interrupteur ou disjoncteur différentiel) | Les personnes | Compare le courant qui part par la phase et celui qui revient par le neutre ; coupe s’il manque plus de 30 mA (courant qui fuit, par exemple à travers une personne) |
| Prise de terre | Les personnes | Relie les carcasses métalliques des appareils au sol : en cas de défaut, le courant de fuite s’écoule par le fil de terre et déclenche le différentiel |
| Double isolation | Les personnes | Appareils marqués d’un double carré, sans fil de terre, conçus pour qu’aucune partie accessible ne puisse être sous tension |
Les règles à respecter
- Ne jamais toucher un appareil électrique avec les mains mouillées ou les pieds dans l’eau.
- Ne jamais introduire d’objet métallique dans une prise ou un grille-pain branché.
- Débrancher un appareil en tirant sur la fiche, pas sur le fil.
- Ne pas surcharger les multiprises ni brancher des multiprises en cascade.
- Remplacer un câble abîmé ; ne pas le réparer avec du ruban adhésif.
- Couper le disjoncteur avant toute intervention sur l’installation, et confier les travaux à un électricien qualifié.
- Rester à distance des lignes électriques (cerfs-volants, cannes à pêche, échelles) et ne jamais escalader un pylône ou pénétrer dans un poste électrique.
- Ne jamais toucher un fil tombé au sol.
Expérience classique (simulation)
Au collège, on simule le rôle du fusible en basse tension : un brin de paille de fer est placé en série dans un circuit pile–lampes. En ajoutant des lampes en dérivation, l’intensité augmente jusqu’à ce que la paille de fer rougisse et fonde, ouvrant le circuit. L’expérience est conduite par l’enseignant, sur un support ininflammable. Le secteur n’est jamais utilisé pour des expériences.
Erreurs fréquentes
- Croire que le fusible protège les personnes : il réagit à des intensités de plusieurs ampères, bien au-delà du seuil mortel. Seul le différentiel 30 mA protège les personnes.
- Penser que la basse tension (moins de 50 V) est toujours sans risque : une batterie peut provoquer un court-circuit violent et des brûlures.
- Croire qu’une semelle en caoutchouc suffit : elle ne protège pas d’un contact entre deux conducteurs.
- Confondre neutre et terre : le neutre fait partie du circuit et peut, en cas de défaut, être sous tension.
Exercice corrigé
Énoncé. Une multiprise protégée par un fusible de 16 A, sur un réseau de 230 V, alimente un radiateur de 2 000 W, une bouilloire de 2 200 W et une lampe de 60 W. 1) Calculer l’intensité totale si tout fonctionne en même temps. 2) Le fusible fond-il ? 3) Quelle règle en tirer ?
Corrigé.
- Puissance totale :
2 000 + 2 200 + 60 = 4 260 W.I = P / U = 4 260 / 230 ≈ 18,5 A. - Oui : 18,5 A dépasse 16 A, le fusible fond et ouvre le circuit.
- Il ne faut pas brancher plusieurs appareils de chauffage puissants sur la même multiprise.
Questions fréquentes
Pourquoi la prise de terre est-elle obligatoire dans les logements en France ?
Parce qu’en cas de défaut d’isolement, la carcasse métallique d’un appareil peut se retrouver sous tension. Reliée à la terre, elle évacue ce courant de fuite, ce qui fait déclencher le différentiel avant qu’une personne ne soit électrisée.
Pourquoi certaines prises de salle de bains sont-elles différentes ?
Les pièces d’eau imposent des règles d’installation strictes (volumes de sécurité autour de la baignoire et de la douche) car l’eau rend le corps beaucoup plus conducteur.
Le courant continu est-il moins dangereux que l’alternatif ?
À intensité égale, le courant alternatif à 50 ou 60 Hz est généralement considéré comme plus dangereux pour le cœur. Mais un courant continu de forte intensité reste très dangereux, notamment par les brûlures. Voir courant alternatif et continu.