Les risques électriques pour l’homme et leurs préventions

L'utilisation mal contrôlée de l'énergie électrique entraîne des accidents graves pour les personnes (électrisations ou électrocutions) et les installations (incendies).

Les risques pour le corps humain

L’accident d’origine électrique a des effets directs ou indirects très variables pour le corps humain. Ses conséquences dépendent des caractéristiques du courant électrique (intensité, tension, fréquence), de la résistance du corps humain, du trajet parcouru et du temps de contact.

L'intensité du courant (I) exprimée en ampères (A) est égale à la tension (U) exprimée en volts (V) divisée par la résistance au passage du courant (R) exprimée en ohms (Ω).

En alternatif :

(mA : milliampère, s : seconde, ms : milliseconde, mn : minute)

En continu :

La résistance du corps humain peut varier considérablement selon les caractéristiques individuelles et les conditions d'environnement (humidité, isolement...).
En pratique, il faut considérer qu'au delà de 25 volts, il y a toujours un danger potentiel (surtout en présence d'humidité).

Les conséquences d’un choc électrique sont l’électrisation ou l’électrocution.
Le choc électrique peut être provoqué par contact direct, contact indirect, amorçage d’arc ou foudroiement.

Le choc électrique

C’est l’effet physiopathologique résultant du passage d’un courant électrique à travers le corps humain.

Par Le contact direct :

Les contacts directs ont lieu lorsqu’une personne touche une partie sous-tension, dite partie active, d’une installation électrique.

Prévenir les contacts directs

Le risque peut être largement réduit en installant un disjoncteur, un relais ou un fusible permettant de relayer le circuit électrique de base en cas de surcharge ou de court-circuit.

Concernant la conception et l’implantation de l’installation électrique, voici les règles de base d’une bonne prévention :

• Eloigner l’installation électrique principale des zones à risques, c'est-à-dire des zones de stockage de matériel ou des zones de production où de nombreux objets et outils conducteurs sont manipulés à proximité de l’installation ;
• Baliser et protéger l’installation électrique : bloquer l’accès aux panneaux et armoires électriques par une porte ou un grillage fermés à clé, utiliser les panneaux de signalisation standardisés pour signaler le risque électrique et dissuader les curieux ;
• Utiliser des installations électriques protégées par une carcasse de sécurité qui ne s’ouvre qu’une fois le courant hors-tension.

La protection contre les contacts directs, c'est-à-dire les contacts avec des conducteurs ou des appareillages normalement sous tension, comporte deux aspects principaux :

• La définition d'un volume de sécurité pour les salles d’eau, cuisines et lieux humides, qui interdit la pose de matériels électriques dans un périmètre permettant à la fois un contact avec cet appareil et une masse à la terre, en particulier une canalisation d’eau. Dans ce volume, il est tout particulièrement interdit la pose de prise de courant, interrupteurs, boîtes de connexion et tous les appareils d'éclairage (sauf s'ils sont alimentés en basse tension) ;
• L'utilisation de matériels qui améliorent la sécurité.

Par le contact indirect :

Contact de personne avec une masse métallique mise sous tension par suite d’un défaut d’isolement.

Prévenir les contacts indirects

La prévention contre les contacts indirects (c'est-à-dire avec un matériel ou une masse normalement, hors tension mais mis accidentellement sous tension par un défaut d’isolement) comporte plusieurs volets :

• La mise à la terre des masses avec coupure automatique de l’alimentation ;
  
• L'emploi d’une très basse tension de sécurité (TBTS) ou de protection (TBTP)
  Les valeurs maximales de la tension en TBTS (courant alternatif à l’intérieur des locaux) sont alors les suivantes :
  
  

  Milieu sec	U < 50 V
  Milieu humide	U < 25 V
  Milieu mouillé	U < 12 V

  
  
• L'utilisation d’une double paroi ou d’une isolation renforcée entre les parties actives (sous tension) et les parties accessibles (masses métalliques) ;
  
• La liaison équipotentielle de toutes les masses des appareillages qui empêche I'apparition d'une différence de potentiel entre deux masses voisines ;
  
• L'utilisation de matériels dits à double isolation qui mettent à I'abri de tout risque de mise sous tension accidentelle des masses; cette double isolation qui est signalée par un sigle spécial (double carré concentrique) est de plus en plus répandue pour les appareils domestiques ;
  
• L'utilisation de dispositifs différentiels de haute sensibilité à l'origine des circuits alimentant des zones à risques (salles d'eau, buanderies, cuisines) constitue une excellente mesure préventive car ces appareils qui peuvent détecter tout défaut permettent une coupure pour une intensité et une durée de passage du courant très inférieurs au risque de fibrillation.

Par le foudroiement :

C’est un électrotraumatisme mortel dû à la foudre (effet d’arc).

Les effets directs de la foudre peuvent être de natures différentes :

• Effets thermiques : au voisinage de la zone de contact canal de foudre-structure, des transferts d'énergie importants ont lieu entre l'arc électrique, dont la température interne peut atteindre 30 000 °K, et les matériaux des structures. Par ailleurs, l'amplitude des courants générés par la foudre et transmis aux structures conduit à un effet joule significatif dans les matériaux, en particulier au niveau des connexions arc-structure. Ces deux effets combinés peuvent conduire à des échauffements des matériaux des structures très violents, pouvant occasionner des dommages considérables ;
  
• Etincelages thermiques : c'est un cas particulier des effets thermiques. Ces derniers sont tellement intenses qu'ils peuvent se propager à travers les matériaux, jusqu'au niveau de la face interne des structures. Ces effets thermiques peuvent conduire à des éjections brutales de matières incandescentes. Ce phénomène est particulièrement dangereux en présence de matières inflammables ou explosives (hydrocarbures, poussières...) ;
  
• Effets mécaniques : le transfert brutal d'énergie entre l'arc de foudre et la structure peut se faire aussi sous forme mécanique. Ces effets peuvent engendrer des déformations de structure, des délaminages dans les matériaux composites stratifiés.

Les effets indirects sont liés au rayonnement électromagnétique de l'éclair qui, par conduction ou induction, va venir perturber le bon fonctionnement de systèmes électroniques et informatiques.

Les effets sur l'homme sont du même type que les effets directs et indirects de la foudre, mais il convient de distinguer deux classes d'effets :

• Ceux qui sont directement liés au foudroiement et qui sont de nature thermique, électrique, auditif, oculaire etc. et qui sont très spécifiques à la foudre ;
• Ceux qui font suite aux conséquences des effets indirects d'un foudroiement ; brûlures liées à un incendie, chutes d'objets, courants électriques à fréquence industrielle de défauts, etc., ce sont d'ailleurs les plus nombreux. Ces effets ne sont pas spécifiques à la foudre.

Les différents systèmes de protection

• La protection passive
  
  Ce type de protection est basé sur la mise en place de dispositifs qui vont d'une part assurer la maîtrise de la connexion de la foudre sur les structures, et évacuer son énergie à la terre (dispositifs paratonnerres de type tige Franklin, parafoudres d'antenne, cages maillées ou blindage), d'autre part, limiter les perturbations électromagnétiques de la foudre, par la mise en place d'un ensemble de mesures permettant la maîtrise des montées en potentiel des sols et des masses et leur écrêtage par des dispositifs parasurtenseurs.
  
  A ce stade, il faut prendre en considération la totalité des modes de transmission des perturbations électromagnétiques occasionnées par la foudre (Antennes, lignes électriques et téléphoniques, câbles, conduites métalliques, le sol lui-même, l'air...).
  L'analyse et la mise en place de ces systèmes de protection nécessitent une expertise de plus en plus grande au fur et à mesure que les risques et les coûts des risques mis en jeu augmentent.
  De plus, pour être efficaces, ces systèmes de protection doivent être étudiés dès la conception des structures et des bâtiments.
  Des procédures de maintenance et de vérification des dispositifs doivent également être mises en place.
  
  
• La protection active
  
  Ce type de protection est basé sur la prévention du risque. Elle repose sur l'alerte et la prévision de processus orageux.
  La protection active permet de mettre en oeuvre des procédures spéciales d'exploitation (par exemple au niveau des mouvements de matières dangereuses), et de surveillance renforcée.