Électrodes de mise à la terre

Les électrodes de mise à la terre , éléments conducteurs enterrés, constituent un composant de sécurité fondamental des systèmes électriques. Leurs applications sont variées : électrodes de surface placées à une profondeur de 0,5 à 1 mètre, électrodes de mise à la terre profondes situées à plus d’un mètre de profondeur. Pour être sûr, un système de mise à la terre doit présenter une intégrité et une robustesse maximales.

Que sont les électrodes de mise à la terre ?

Les électrodes de mise à la terre sont des composants conducteurs de grande surface présents dans les installations électriques. Enterrées dans le sol ou noyées dans le béton, elles assurent la connexion conductrice avec la terre. Élément fondamental du système, elles garantissent la sécurité électrique en établissant une liaison conductrice entre les points de contact désignés des appareils et machines et la terre.

Les électrodes sont généralement fabriquées sous forme de piquets, de tiges, de plaques et de cages. Étant donné qu'elles sont en contact permanent avec la terre, elles doivent être constituées de matériaux résistants à la corrosion. Ces matériaux doivent non seulement résister aux agressions chimiques et biologiques, à l'oxydation et à l'électrolyse, mais aussi aux contraintes mécaniques pouvant survenir lors de l'installation. Les matériaux utilisés pour les connexions des électrodes de mise à la terre doivent présenter la même résistance mécanique que les électrodes et résister aux chocs mécaniques lors de l'installation.

Deux types d'électrodes de mise à la terre sont utilisés selon leur emplacement. Les électrodes de surface sont généralement placées à une profondeur de 0,5 à 1 mètre. Les électrodes profondes, quant à elles, sont enterrées verticalement à plus d'un mètre de profondeur.

Électrodes de mise à la terre profondes : Ces électrodes sont enfoncées dans le sol, et la distance qui les sépare ne doit pas être inférieure à la longueur de la tige. Elles doivent être enfoncées aussi verticalement que possible.

Électrodes de mise à la terre de surface (à bande) : Ces électrodes sont constituées de bandes, de conducteurs ronds ou de conducteurs tressés et ne sont généralement pas enterrées profondément. Elles peuvent être disposées longitudinalement ou en étoile, en anneau, en œillet ou selon une combinaison de ces configurations.

Ajout d'électrodes de mise à la terre : des épissures servent à raccorder les parties conductrices du réseau de mise à la terre au sein du système. Le dimensionnement des épissures doit garantir une conductivité électrique et une résistance mécanique et thermique équivalentes à celles des électrodes de mise à la terre.

À quoi servent les électrodes de mise à la terre ?

Les prises de terre jouent un rôle essentiel dans les systèmes électriques, garantissant la sécurité des personnes et la protection des équipements. Elles éliminent les risques d'électrocution en assurant l'évacuation sécurisée des courants de fuite vers la terre. Elles protègent également les appareils électriques contre les surintensités et les surtensions, réduisant ainsi les risques de dysfonctionnements et d'incendies. En cas de court-circuit, elles préservent la vie humaine et la sécurité du système en assurant le passage des courants élevés par un chemin sûr.

Les électrodes de mise à la terre, qui assurent également une protection contre la foudre, répartissent les hautes tensions en toute sécurité, réduisant ainsi le risque d'arc électrique. Elles améliorent les performances des appareils électroniques en diminuant les interférences électromagnétiques. Dans les zones fréquentées par des personnes ou des animaux, la résistance des systèmes de mise à la terre ne doit pas dépasser 10 ohms. Pour réduire cette résistance, les électrodes sont enterrées profondément et un sol à haute conductivité est privilégié.

Types et caractéristiques des électrodes de mise à la terre

Il existe des électrodes de mise à la terre aux caractéristiques différentes pour répondre à divers besoins. Ces électrodes offrent des avantages spécifiques selon le matériau utilisé et la technique de fabrication.

Réseaux de mise à la terre

Les réseaux de mise à la terre servent à garantir la sécurité des installations électriques. Ce sont des systèmes interconnectés constitués de matériaux conducteurs. Généralement composés de conducteurs en cuivre, ces réseaux sont installés horizontalement sous terre et conçus pour être en contact avec une grande partie du sol.

Tôles galvanisées

Les tôles galvanisées sont produites aux dimensions de 100 x 50 cm. Leur épaisseur varie de 1 mm à 3 mm. Article de travaux publics n° 30.1 : Tôle de mise à la terre, bande galvanisée de 5 m et son enfouissement.

Piquets galvanisés

Les piquets galvanisés sont de longues tiges métalliques, généralement en acier, protégées contre la corrosion par un revêtement de zinc. Ils servent à relier le fil neutre à la terre dans les installations électriques. Ces piquets sont appréciés pour leur robustesse et leur longue durée de vie. Ils sont généralement disponibles en longueurs de 1 m, 1,5 m et 2 m. (Article n° 30.4.2 du cahier des charges des travaux publics : électrode de terre galvanisée 65 x 65 x 7 de 2 m de long et son enfouissement.)

Tiges galvanisées (type pointu)

Les électrodes de mise à la terre galvanisées sont recouvertes de zinc par galvanisation à chaud. Ce procédé leur confère une résistance accrue à la corrosion. Elles sont généralement disponibles en longueurs de 1, 1,5 et 2 mètres, et en épaisseurs allant de 16 à 20 mm. Bien que moins coûteuses, leur durée de vie souterraine est inférieure à celle des électrodes en cuivre.

Plaques de cuivre

Les plaques de cuivre utilisées dans les systèmes de mise à la terre sont disponibles en deux formats : 70 × 70 cm et 100 × 100 cm, et d’une épaisseur de 1 à 5 mm. L’épaisseur minimale requise est de 1,5 mm. Leur surface doit être d’au moins 0,5 m².

Tiges en acier inoxydable revêtues de cuivre

Les barres en acier inoxydable cuivré sont réputées pour leurs propriétés amagnétiques. Elles sont fabriquées par revêtement d'acier inoxydable avec du cuivre. Elles sont particulièrement appréciées dans les environnements abritant des équipements électroniques sensibles, car elles minimisent les interférences électromagnétiques. Elles sont disponibles en longueurs de 1 000 mm à 3 000 mm et en épaisseurs de cuivre de 1 mm à 3 mm.

Tiges d'acier cuivrées

L'acier à haute résistance est revêtu de cuivre électrolytique pur à 99,95 % par liaison métallurgique. Les barres d'acier cuivrées sont généralement revêtues d'une couche de 250 microns d'épaisseur. Ce revêtement est moins coûteux que le cuivre pur et offre une durée de vie souterraine bien supérieure à celle de l'acier. Contrairement aux revêtements de 20 microns qui se fissurent sous l'effet de la flexion, ceux de 250 microns sont résistants à la fissuration. Sa fabrication est conforme à la norme CEI 61561-2.

Tiges de cuivre (type pointu)

Les tiges de cuivre pointues, en cuivre massif, sont produites dans des diamètres allant de 12 à 20 mm et des longueurs de 1 à 3 mètres. Par exemple, une tige de 1 mètre de long et de 16 mm de diamètre pèse environ 1,79 kg. Un modèle de 3 mètres de long et de même diamètre pèse 5,35 kg. Elles présentent une excellente résistance à la corrosion.

Tiges de cuivre (filetées)

Les électrodes de terre en cuivre filetées permettent une connexion aisée à d'autres électrodes ou composants du système. Elles sont généralement disponibles en diamètres de 14, 16, 18 et 20 mm. Le filetage peut être de taille M8, M10 ou M12 selon le diamètre. Leur longueur varie de 1 à 3 mètres. Grâce à leur conception modulaire, il est possible de créer des électrodes plus longues en les assemblant.

Article de travaux publics n° 35.750.4002 Électrode de terre (tige) en cuivre électrolytique (conforme aux normes TS 435/T1 et TS EN IEC 62561-2)