Le courant électrique vient de sauter ! Que se passe-t-il ? Je descends à la cave voir le tableau électrique, et j’essaye de comprendre…

Des milliards d’électrons

On a vu dans le billet précédent que le courant électrique dans un circuit est un mouvement d’électrons. Enormément d’électrons … par exemple chez vous, avec une petite led de 1 watt sous 220V, la quantité d’électrons qui passent est de l’ordre de 28 mille millions de millions par seconde.

Des problèmes graves peuvent arriver à ces flux d’électrons, et notamment un court-circuit ou une fuite de courant.

Court-circuit

Bien que minuscules, les électrons en nombre énorme finissent par échauffer les fils dans lesquels ils s’agitent. Dans une installation usuelle, des équipements placés dans le circuit vont consommer de l’énergie et freiner les électrons, en empêchant la surchauffe des fils : des ampoules électriques, des moteurs, des résistances de chauffage etc.

Les circuits électriques sont reliés au réseau général par deux fils, identifiés arbitrairement  + et  –  . Tout se passe comme si le fluide électrique circulait entre le + et le –  . Ce n’est qu’une image bien sûr. Si le fil d’arrivée + et celui du départ – sont accidentellement directement en contact, on dit en court-circuit, il n’y a plus de résistance et le débit d’électrons (l’intensité du courant) augmente énormément, brûlant une partie du circuit.

Pour éviter ces risques, source potentielle de nombreux incendies, le tableau électrique comporte en amont toute une série de « disjoncteurs », dont le rôle est de détecter cette surcharge d’électrons, et de couper le circuit défaillant immédiatement. Ces disjoncteurs sont calibrés en Ampères, en fonction de l’intensité normale appelée dans le circuit correspondant : sur la photo 10A, 16A et 20A.

Fuite de courant

La terre se comporte comme un gigantesque – , qui attire massivement le courant  électrique. Le problème est que si l’on touche un fil + , le courant va traverser notre corps pour chercher à rejoindre la terre à travers nos pieds, en nous électrocutant.

Pour éviter ce danger, un 3^e fil « de terre » est présent dans les circuits, en général de couleur jaune/vert, reliant à la terre tous les éléments métalliques présentant un risque potentiel. Ainsi, si par exemple la carcasse de ma machine à laver est en contact accidentel avec un fil +, le courant  fuitera  vers la terre par ce 3^e fil, et pas à travers mon corps si je touche la machine.

Mais surtout dans les tableaux électriques sont installés des « différentiels 30mA » capables de couper très rapidement le circuit dès qu’ils détectent une fuite de courant vers la terre, même minime. Si je suis accidentellement en contact avec un fil + , le différentiel le détectera et coupera quasi instantanément le circuit, avant que je ne sois électrisé.

Devant mon tableau électrique

Comme on vient de le voir, un court-circuit fera sauter l’un des « disjoncteurs » (à droite), tandis qu’une fuite électrique, un défaut d’isolement par exemple, fera sauter le « différentiel 30 mA » (tout à gauche).

Le différentiel calibré à 30 mA est capable de détecter une mini fuite de courant de 30 milliampères, intensité qui n’est pas dangereuse pour le corps humain.

A partir de quand un courant électrique est-il dangereux ?

Les réactions du corps humain au courant électrique sont complexes et multiples : brûlures externes et internes, tétanisation des muscles et du cœur, blocage de la respiration…

Lorsque le corps humain reçoit une décharge électrique, c’est la quantité d’électricité ou d’électrons, c’est-à-dire l’intensité du courant, qui cause des dégâts. Or celle-ci dépend du voltage existant : 220V dans les habitations, mais plusieurs milliers de volts dans les lignes à haute tension. On a vu que plus le voltage U est grand, plus l’intensité I est grande également. L’expérience montre que le corps humain supporte sans problème 24 volts, 50 volts peut-être, mais qu’au-delà il y a danger.

La résistance du corps humain (au sens électrique) est très variable, en fonction notamment du voltage appliqué et de l’humidité de la peau ; disons pour fixer les idées qu’elle est de l’ordre de 1500 à 2500 Ohms. En appliquant la formule   U = R x I    vue dans le billet précédent, pour une résistance par exemple de 1500 Ohms, un voltage de 50V donnera dans le corps humain une intensité égale à   50 / 1500 = 33 mA , valeur proche du calibrage des différentiels dont on a parlé plus haut.

–oo–oo–