Dernière modification: 09/07/2025
Tout le monde sait que le courant électrique est dangereux, mais comment déterminer quel est le seuil critique ?
La réglementation en matière de sécurité électrique vient à notre secours. Il s’agit de la série de normes IEC 60479-1: Effets du courant sur l’homme et les animaux domestiques. La norme traite de la dangerosité du courant continu (DC) et alternatif (AC). Commençons par distinguer ces deux types de courant et comprendre pourquoi ils sont dangereux pour le corps humain :
- Le courant alternatif (AC) est utilisé partout : dans les habitations, les bureaux ou les usines. Il a une forme sinusoïdale, c’est-à-dire que la tension et le courant augmentent et diminuent continuellement et régulièrement, avec une fréquence de 50 Hz (60 Hz en Amérique du Nord et dans quelques autres pays). Le cœur humain fonctionne avec un rythme propre, induit par des impulsions électriques d’environ 1 Hz. Lorsqu’une personne reçoit une décharge électrique, un courant de 50 Hz traverse le corps. Dans ce cas, le cœur se synchronise avec la fréquence du réseau et ne bat plus à son rythme naturel. Autrement dit, le rythme du cœur est dominé par celui du courant, ce qui perturbe son fonctionnement et entraîne des vibrations au lieu du pompage normal (fibrillation cardiaque).
- Le courant continu (DC), quant à lui, est présent dans les batteries, les véhicules électriques, les installations photovoltaïques et bien d’autres applications. Bien qu’il ait une pulsation, il est moins susceptible de provoquer une fibrillation, mais il augmente le risque d’arrêt cardiaque, car il ne modifie pas le rythme cardiaque, mais maintient le muscle cardiaque contracté. Le courant continu est considéré comme moins dangereux, car il provoque des dommages à des tensions plus élevées que le courant alternatif. À cet égard, on peut rappeler la célèbre « guerre des courants », qui opposait Thomas Edison à Nikola Tesla à la fin du XIXe siècle.
Courbes pour le danger du courant traversant le corps
Pour représenter graphiquement la dangerosité du courant, des diagrammes ont été élaborés, permettant d’identifier les valeurs de courant en fonction de la durée d’exposition et des dommages qu’ils peuvent causer au corps humain. Il existe des graphiques pour le courant alternatif et continu.
Ces diagrammes sont divisés en zones, auxquelles sont associés différents effets :
- Zone 1 : aucune réaction (< 0,5 mA).
- Zone 2 : aucun effet physiologique important.
- Zone 3 : effets pathologiques réversibles, comme la contraction musculaire.
- Zone 4 : zone dangereuse avec risque probable de fibrillation.
La zone 4 est elle-même divisée en trois sous-zones :
- Sous la courbe C1 : pas de fibrillation attendue.
- Sous C2 : risque de fibrillation de 5 %.
- Sous C3 : risque de fibrillation de 50 %.
Le graphique ci-joint est valable pour le courant alternatif (AC).
Le graphique pour le courant continu (DC), à droite, montre que le courant continu est environ quatre fois moins dangereux que le courant alternatif (pour des valeurs faibles). Par exemple, la courbe C1 commence à 40 mA en AC, alors qu’en DC, elle commence à 160 mA.
La courbe de sécurité actuelle
En ce qui concerne la dangerosité du courant alternatif, à partir du graphique ci-dessus, dans les années 80, une limite a été définie au-delà de laquelle le courant devient dangereux en fonction du temps. Cette limite, indiquée par une courbe en pointillés dans l’image ci-contre, est communément appelée courbe de sécurité pour le courant alternatif.
Les courbes à gauche et à droite de la courbe en pointillés correspondent respectivement à la courbe “b” et à la courbe “c1” du graphique précédent.
Cette courbe est essentielle pour le calibrage des dispositifs de protection destinés à protéger les personnes contre les contacts indirects. Par exemple, avec un courant de 200 mA, le temps maximal d’ouverture du circuit doit être d’environ 150 ms pour garantir la sécurité réglementaire.
Système TN et temps d’ouverture maximal de la protection
Le schéma ci-contre montre la mise à la terre des masses dans un système TN (terre-neutre), généralement utilisé dans le secteur industriel, contrairement au système TT (terre-terre), plus courant dans le secteur résidentiel.
Dans un système TT, les masses sont reliées à une « terre locale » qui est elle-même reliée au neutre du transformateur. La boucle de défaut inclut la terre, en plus des conducteurs.
Dans un système TN, en revanche, les masses sont connectées directement au neutre du transformateur. La boucle de défaut ne comprend que des conducteurs en cuivre. Ainsi, un défaut à la terre à faible impédance génère un courant de défaut très élevé.
Cela montre que la mise à la terre d’un appareil électrique sert à créer une boucle de défaut, normalement inactif (aucun courant ne la traverse). En cas de défaut, ce circuit est parcouru par un courant important (dans le cas d’un système TN), ce qui active la protection magnétothermique ou différentielle, interrompant le circuit.
En résumé, la protection différentielle ou magnétothermique est activée lorsqu’un courant de défaut traverse le circuit. Ce courant n’est normalement pas présent sur le conducteur de terre.
Lors d’un défaut, le courant passe par le conducteur de terre (dans un système TN avec une faible impédance), ce qui permet une détection rapide et une ouverture du circuit dans un temps très court. Cela garantit que la personne en contact avec une masse métallique mise sous tension accidentellement ne soit exposée au courant que pendant une très courte durée, conforme aux limites indiquées par la courbe de sécurité.