Liaison équipotentielle pour les bâtiments
La liaison équipotentielle est une mesure de sécurité électrotechnique. Elle élimine les différences de potentiel et évite les tensions de contact dangereuses en amenant toutes les parties conductrices du bâtiment pratiquement au même niveau de potentiel électrique. Cette approche protège les personnes contre les chocs électriques et les installations ou les appareils contre les pannes dues aux surtensions. De plus, elle améliore la compatibilité électromagnétique (CEM) en éliminant les différences de tension entre les systèmes mis à la terre et en réduisant les courants parasites au niveau des lignes de données et de communication.
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Où la liaison équipotentielle est-elle utilisée ?
La liaison équipotentielle est utilisée dans les domaines suivants :
- Installations électriques : Liaison des parties métalliques à la barre principale de mise à la terre pour augmenter la sécurité.
- Systèmes de protection contre la foudre : Prévention des différences de potentiel dangereuses dues aux courants de foudre, conformément à la norme DIN EN 62305.
- Réseaux de données et systèmes informatiques : Réduction des interférences dues aux connexions à basse impédance.
- Installations industrielles : Protection des machines et des systèmes de commande contre les décalages de potentiel.
- Hôpitaux et centres de données : Sécurisation du fonctionnement et élimination des interférences au niveau des équipements sensibles.
Pour compléter la liaison équipotentielle, une prise de terre en fondation est idéale, car elle permet d'atteindre les valeurs prescrites de la manière la plus économique. D’une manière générale, une liaison équipotentielle réalisée dans les règles de l'art est indispensable pour assurer la sécurité électrique d'un bâtiment. C’est pourquoi elle doit être prise en compte dès la phase de planification. Souvent, un équipement ultérieur n'est possible qu'au prix d'un effort financier et technique important.
Principe de fonctionnement de la liaison équipotentielle
Ces mesures assurent une répartition uniforme des potentiels électriques :
Liaison équipotentielle de protection : Toutes les parties structurelles métalliques, les conducteurs de protection, les systèmes de protection contre la foudre et les installations de mise à la terre sont reliés à une barre de liaison équipotentielle centrale (equipotential bonding bar – EBB). Ce système élimine les différences de tension dangereuses.
Liaison équipotentielle supplémentaire : Dans les installations électriques particulièrement sensibles ou soumises à des exigences de sécurité élevées, des liaisons supplémentaires sont créées afin de minimiser les perturbations.
Liaison équipotentielle maillée : Dans les zones équipées de systèmes électroniques sensibles (par ex. les centres de données ou les installations industrielles), un réseau de liaison à mailles serrées peut être utilisé pour assurer une répartition constante du potentiel.
Connexions à faible résistance et à faible impédance : Des conducteurs à grande surface et à faible résistance assurent une déviation efficace du courant, en particulier en cas de hautes fréquences ou de courants de foudre.
Pour protéger les installations contre les surtensions transitoires provoquées par la foudre ou les manœuvres de commutation, les parafoudres (surge protective device – SPD) jouent un rôle décisif dans l'équilibrage du potentiel. Ils détournent les pics de tension dangereux vers la terre de manière contrôlée, protégeant ainsi les installations et les appareils électriques.
Explication simple : faible résistance et faible impédance
Le terme « faible résistance » se réfère à la résistance au courant continu (résistance DC). Une liaison équipotentielle à faible résistance signifie que la résistance doit être la plus faible possible afin de minimiser les différences de tension entre les différents points de mise à la terre.
- Cette approche est particulièrement efficace pour les courants à basse fréquence, par ex. les courants alternatifs du réseau (50 Hz) ou les courants continus.
- Elle est généralement utilisée pour les connexions situées à proximité immédiate (≤ 10 m) de la barre principale de mise à la terre.
- Elle convient particulièrement à l'équipement ultérieur d'installations de mise à la terre, par ex. via liaison d’électrodes ou de piquets de terre.
L’approche à faible impédance prend en compte les aspects « courant alternatif » (AC), notamment l'inductance et la capacité d’un conducteur. Une liaison équipotentielle à faible impédance est efficace sur une gamme de fréquences plus étendue, y compris les hautes fréquences. Celles-ci peuvent avoir une impédance élevée malgré une faible résistance, ce qui entraîne des tensions perturbatrices.
- Normalement, cette mesure est intégrée dans la dalle de sol. Elle permet d’éliminer les courants vagabonds dans l'installation électrique.
- Cette approche est la méthode privilégiée pour les nouvelles constructions, en particulier pour les bâtiments qui ont plusieurs points de connexion au réseau ou qui sont équipés de systèmes connectés.
- Elle peut être réalisée en « L » en béton, ou par une installation de liaison équipotentielle combinée (common bonding network – CBN) à mailles définies.
- Des points de mise à la terre fixes supplémentaires permettent l’intégration à faible impédance des équipements dans la liaison équipotentielle et le système de prise de terre.
Pour optimiser la mise à la terre et la sécurité CEM, il est recommandé de réaliser la liaison équipotentielle dans les deux versions « basse résistance » et « basse impédance ».
Réseau de liaison équipotentielle
Un réseau de liaison équipotentielle établit la connexion électrique entre toutes les parties métalliques d'un bâtiment de la manière la plus étendue possible et à basse impédance, sous la forme d'un réseau maillé tridimensionnel. Cette approche est notamment utilisée dans les installations industrielles, les hôpitaux, les centres de données et les bâtiments équipés de systèmes informatiques sensibles. Le but est de minimiser les perturbations à haute fréquence, les pics de tension et les couplages électromagnétiques.
Structure d'un réseau de liaison équipotentielle :
- mise à la terre maillée sur une grande surface (par ex. avec des bandes de cuivre ou des structures conductrices intégrées dans le sol)
- points de raccordement multiples vers la barre de liaison équipotentielle
- câblage en étoile ou câblage maillé pour éliminer les boucles de masse et les différences de tension
- points de mise à la terre supplémentaires pour protéger les systèmes informatiques et de communication
Ces mesures permettent d’éliminer les différences de potentiel entre différentes zones du bâtiment, notamment en cas de fréquences élevées ou de surtensions dues à la foudre.
Les normes suivantes définissent comment réaliser la liaison équipotentielle dans différents types de bâtiments et d’installations :
- IEC 60364-5-54 : exigences relatives aux systèmes de mise à la terre et aux conducteurs de protection
- IEC 62305 : protection contre la foudre
- IEC 50310 : application des mesures de mise à la terre et de liaison équipotentielle dans les bâtiments équipés de technologies informatiques
Termes importants relatifs à la liaison équipotentielle
Liaison supplémentaire
Dans certains cas, un tel système peut être imposé par les normes, par ex. s’il y a un risque électrique accru, notamment dans les piscines ou les zones à risque d'explosion, en tant que mesure complémentaire ou alternative à la coupure automatique de l'alimentation électrique. De plus, il peut être intégré dans les installations informatiques équipés d’un système de surveillance de l'isolation.
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