Mise à la terre du groupe électrogène

Une mise à la terre incorrecte peut provoquer des déclenchements intempestifs des dispositifs différentiels lors du passage sur le groupe. Un cas fréquent est la liaison neutre–terre réalisée à la fois dans le tableau général et sur le groupe ; une partie du courant de neutre revient alors par le conducteur de protection, et le différentiel la détecte comme une fuite.

Les erreurs de mise à la terre entraînent des déclenchements intempestifs ou des protections qui ne déclenchent pas quand il le faudrait. Une bonne mise à la terre répond clairement à trois questions :

1. Comment le bâti et les parties métalliques sont-ils mis à la terre ?
2. Où le neutre du groupe est-il relié à la terre ?
3. L’ATS coupe-t-il le neutre ?

Ces décisions doivent être prises dans le projet électrique, en cohérence avec le schéma de liaison à la terre de l’installation.

Trois fonctions distinctes : protection, service, équipotentialité

• Mise à la terre de protection : châssis, capotage, enveloppes de tableaux, conduites de carburant métalliques. Ces parties, normalement hors tension, sont reliées au conducteur de protection (PE). En cas de défaut d’isolement, cela limite la tension de contact.
• Mise à la terre de service (du système) : le point étoile (neutre) du groupe est relié à la terre. Le courant de défaut peut ainsi revenir à la source ; le fusible, le disjoncteur ou le différentiel déclenche.
• Liaison équipotentielle : les canalisations métalliques, les chemins de câbles et les éléments de structure sont reliés entre eux. Aucune différence de potentiel dangereuse n’apparaît entre eux.

Schémas de liaison à la terre (IEC 60364)

Schéma	Définition courte	Point d’attention sur le groupe
TN-S	Neutre et conducteur de protection séparés de bout en bout	Liaison neutre–terre en un seul point
TN-C-S	PEN sur une partie, puis séparation en N et PE	Après le point de séparation, N et PE ne doivent pas être réunis
TT	Neutre de la source à la terre, masses reliées à une prise de terre séparée	La protection différentielle est essentielle
IT	Source isolée de la terre ou mise à la terre par une impédance élevée	Applications particulières, contrôle d’isolement nécessaire

Le schéma utilisé varie selon le pays, le gestionnaire de réseau de distribution et l’installation ; par exemple, le TN est courant dans certains pays, le TT dans d’autres (comme la France). Le raccordement du groupe doit être conçu en fonction du schéma existant.

Liaison neutre–terre et nombre de pôles de l’ATS

L’exemple du début est l’erreur la plus fréquente : une liaison neutre–terre au mauvais endroit, ou en plusieurs points. Le courant de neutre circule aussi par le conducteur de protection. Les différentiels déclenchent sans raison. Sans parler des perturbations et de la corrosion.

• ATS 4 pôles (neutre coupé) : le groupe se comporte comme une source séparée. La liaison neutre–terre est généralement réalisée sur le groupe.
• ATS 3 pôles (neutre commun) : le réseau et le groupe partagent le même neutre. La liaison neutre–terre est généralement réalisée en un seul point, uniquement dans le tableau général basse tension. Le pont sur le groupe est supprimé.

Le choix dépend du schéma de liaison à la terre du réseau, de la protection différentielle et de la réglementation locale. Nous avons traité le côté ATS dans notre article inverseur de source (ATS) : comment fonctionne-t-il.

Section du conducteur de protection

Tableau simplifié de l’IEC 60364-5-54, utilisé lorsque le conducteur de protection est de même matériau que le conducteur de phase :

Section du conducteur de phase (S)	Section minimale du conducteur de protection
S ≤ 16 mm²	S
16 mm² < S ≤ 35 mm²	16 mm²
S > 35 mm²	S ÷ 2

C’est une approche générale. La section exacte se calcule à partir du courant de court-circuit et du temps de coupure, ou se détermine selon la réglementation en vigueur.

Prise de terre et résistance

La prise de terre peut être un piquet enfoncé, un feuillard enterré ou une boucle à fond de fouille. La résistance de terre varie selon la nature du sol, son humidité et la saison. En été, sur un sol sec, la valeur mesurée peut être nettement plus élevée qu’en hiver.

La résistance requise dépend du schéma. Par exemple, dans les schémas TT, selon l’IEC 60364-4-41 :

RA × IΔn ≤ 50 V

RA est la somme des résistances de la prise de terre et du conducteur de protection ; IΔn est le courant différentiel assigné de fonctionnement du dispositif différentiel. Pour un différentiel de 300 mA, on obtient RA ≤ 50 ÷ 0,3 ≈ 167 Ω. En pratique, les valeurs de projet sont souvent maintenues bien en dessous. Dans les schémas TN, l’impédance de la boucle de défaut doit être assez faible pour faire déclencher la protection dans le temps requis.

Cas particuliers

• Chantiers et groupes sur remorque : à chaque nouvel emplacement, on enfonce et on mesure une nouvelle prise de terre. « On l’avait mesurée sur le chantier précédent » ne vaut rien. Voir groupe électrogène de chantier.
• Groupes électrogènes portables : la nécessité d’une mise à la terre dépend du mode d’utilisation ; on se réfère à la notice du constructeur.
• Groupes fonctionnant en parallèle : des courants de circulation peuvent apparaître entre les neutres. La mise à la terre du neutre doit être conçue à l’échelle du système.
• Local groupe électrogène : la barrette d’équipotentialité est reliée à toutes les parties métalliques du local. Voir local groupe électrogène et installation.

Mesure et contrôle périodique

La résistance de terre se mesure par des méthodes normalisées comme la méthode à trois pôles (chute de potentiel), par des personnes habilitées et avec un appareil étalonné. On contrôle aussi la continuité et le serrage des connexions. Les vibrations peuvent, avec le temps, desserrer la connexion de terre sur le châssis du groupe. Dans de nombreux pays, dont la Turquie, la réglementation impose le contrôle périodique des installations de mise à la terre sur les lieux de travail ; la périodicité et la méthode sont fixées par les textes applicables. Les connexions de terre doivent aussi être vérifiées lors de la maintenance ; voir maintenance préventive.

Check-list

• Le schéma de liaison à la terre de l’installation (TN-S, TN-C-S, TT) est-il connu ?
• L’emplacement de la liaison neutre–terre et le nombre de pôles de l’ATS sont-ils écrits dans le projet ?
• La liaison neutre–terre est-elle réalisée en un seul point ?
• Le châssis, le capotage et les enveloppes de tableaux sont-ils reliés au conducteur de protection ?
• La section du conducteur de protection a-t-elle été calculée ?
• La résistance de terre a-t-elle été mesurée et consignée ?
• La protection différentielle est-elle adaptée au schéma ?
• Pour les groupes mobiles, refait-on la mesure à chaque emplacement ?

Cet article a une vocation d’information générale. L’étude et la mesure de la mise à la terre doivent être réalisées par des ingénieurs électriciens habilités, conformément à la réglementation en vigueur.

Étape suivante

L’équipe Terex Diesel peut travailler avec l’auteur de votre projet sur la liaison du neutre du groupe et la structure de l’ATS. Pour les informations sur les produits et les raccordements, contactez-nous.