Théorie Potentiel Électrique

Le potentiel électrique V (en volts) est la grandeur scalaire représentant l’énergie potentielle par unité de charge en un point donné : V = W/q. La tension entre deux points A et B — grandeur mesurée et utilisée en pratique — est la différence de potentiel U_AB = V_A − V_B, indépendante du chemin suivi entre ces deux points dans un champ électrostatique.

Potentiels de référence en installation électrique

Potentiel électrique en installation : équipotentialité et sécurité

En installation résidentielle conforme à la norme NF C 15-100, la sécurité des personnes repose sur le principe d’équipotentialité : toutes les masses conductrices accessibles doivent être portées au même potentiel (0 V = potentiel de la terre) afin qu’aucune différence de potentiel dangereuse n’apparaisse entre deux points simultanément accessibles. C’est le rôle des liaisons équipotentielles.

La liaison équipotentielle principale relie la borne principale de terre (BPT) à toutes les canalisations métalliques entrant dans le bâtiment (eau, gaz, chauffage) et aux éléments de construction conducteurs. Dans la salle de bain, la liaison équipotentielle supplémentaire (LES), réalisée à l’intérieur du local, relie entre eux les éléments conducteurs et les masses, pour qu’aucune différence de potentiel dangereuse n’apparaisse entre deux points accessibles en même temps.

Au tableau électrique, la barre de terre (PE) constitue la référence de potentiel de l’installation. En régime TT (France résidentielle), le neutre du transformateur Enedis est mis à la terre côté source, et la prise de terre du client est mise à la terre côté installation — ces deux terres peuvent avoir une différence de potentiel en cas de courant de défaut. L’interrupteur différentiel ne mesure pas cette différence de potentiel : il compare le courant qui part par la phase et celui qui revient par le neutre, et coupe le circuit quand l’écart, c’est-à-dire le courant qui fuit vers la terre, atteint sa sensibilité (30 mA pour la protection des personnes).

Questions fréquentes sur le terrain

Pourquoi un appareil non relié à la terre peut-il picoter au toucher même sans défaut d’isolement ?

Les alimentations à découpage créent un couplage capacitif entre le réseau et la masse de l’appareil. Ce courant de fuite capacitif, très faible, traverse le corps vers la terre lorsqu’on touche la masse non reliée au PE : d’où la sensation de picotement. Un appareil de classe I se branche toujours sur une prise avec terre. Si le picotement persiste, faites contrôler l’appareil et la prise par un électricien : la même sensation peut signaler un défaut d’isolement.

Qu’est-ce que la tension de pas et dans quel cas est-elle dangereuse ?

Lors d’un défaut avec injection de courant dans le sol (foudre, rupture d’un câble HT), le potentiel du sol décroît en 1/r à partir du point d’injection. La tension de pas U_pas = V(r) − V(r + d), où d est l’écartement des pieds, peut être dangereuse à proximité du point de défaut. La seule règle sûre : ne jamais s’approcher d’un câble tombé au sol et alerter les secours et le distributeur.

Comment vérifier que le potentiel de toutes les masses est bien égal à zéro ?

Ce contrôle revient à l’électricien. Installation hors tension, il mesure avec un contrôleur d’installation la continuité entre chaque masse et la borne de terre du tableau : une continuité mauvaise ou absente signale un conducteur de protection interrompu ou mal raccordé. Un défaut d’isolement se recherche, lui, par une mesure d’isolement, également hors tension. Ne mesurez pas vous-même une tension sur des parties sous tension. La NF C 15-100 demande que toutes les masses métalliques soient reliées à la terre.