Trois méthodes de mesure pour les installations de mise à la terre

Dans les installations électriques et les systèmes de protection contre la foudre, la conductivité et la résistance de contact à la terre des électrodes de terre doivent être mesurées. Les principales possibilités pour cela sont la mesure en 3 points, la méthode de mesure sélective et la mesure avec la pince de mesure de terre.

Auteur : Daniel Rölli
Images : René Senn

Par résistance de terre, on entend la résistance de propagation du sol dans l'environnement de l'électrode de terre. Lors de la mesure de l'électrode de terre, d'autres composants tels que le câble de raccordement, les bornes et la résistance de contact à la terre sont également mesurés au niveau de l'électrode de terre. Ces résistances, à l'exception de la résistance de contact avec la terre, sont normalement négligeables. La résistance de contact avec la terre peut être améliorée si la surface du conducteur est augmentée. Cela peut être réalisé par exemple en utilisant plusieurs conducteurs parallèles.

Séries de mesures documentées

Dans la plupart des cas, les mesures de terre en tant que valeurs isolées ne sont pas très significatives, étant réalisées à un moment précis. La meilleure façon d'interpréter les électrodes de terre est de considérer des séries de mesures sur plusieurs années. C'est pourquoi il est important de documenter les mesures de terre en conséquence. L'électrode de terre doit pouvoir être clairement identifiée, de préférence par un numéro ou sur un plan. Il faut également documenter la méthode de mesure avec la marque et le type d'appareil de mesure ainsi que les conditions météorologiques et d'autres facteurs d'influence. Lors de mesures sur des installations de mise à la terre, notamment des installations de protection contre la foudre, il faut veiller à ce que l'installation ne soit pas reliée à la terre du réseau par le conducteur PEN.

Autres méthodes de mesure

Outre les méthodes de mesure mentionnées ci-dessous, il existe d'autres possibilités, comme par exemple la mesure avec un appareil de mesure de boucle (indice IK). Comme cette mesure fonctionne avec la fréquence du réseau, les valeurs mesurées peuvent toutefois être faussées. Comme la mesure avec l'impédance de boucle est effectuée avec un courant de mesure important, il faut faire particulièrement attention aux dangers du courant.

"Pour la sécurité électrique, de bonnes installations de mise à la terre sont d'une grande importance".

La méthode de mesure la plus répandue et la plus reconnue est la mesure en 3 points, qui fonctionne selon la méthode courant-tension. Lors de cette mesure, l'électrode de terre (E) est mesurée à l'aide de deux sondes (sonde (S) et électrode de terre auxiliaire (HS)). Ces deux sondes doivent se trouver en dehors de la zone d'influence de l'électrode de terre. Dans la pratique, les sondes sont idéalement placées dans le sol neutre à une distance de 20 à 25 mètres l'une de l'autre et de l'électrode de terre. Il est important que les sondes ne s'influencent pas mutuellement (fig. 1).

Il est également possible de placer les sondes en ligne par rapport à l'électrode de terre, ce que l'on appelle la méthode des 62 pour cent, car les sondes sont placées dans cette proportion (fig. 2).

Il faut toujours effectuer plusieurs mesures sur une même électrode de terre, en déplaçant les sondes d'un à deux mètres à chaque fois. Dans la plupart des cas, on peut ainsi exclure qu'elles soient influencées par exemple par des lignes, des pièces métalliques, des racines, etc. La profondeur d'insertion ne joue pas un grand rôle. L'électrode de terre à mesurer doit être séparée du système de mise à la terre (voir photo ci-dessus), sinon l'ensemble du système sera mesuré. Le courant de mesure de l'appareil de mesure retourne à la terre via la sonde auxiliaire et la tension est mesurée entre la sonde et la terre. L'appareil de mesure peut ainsi déterminer la résistance de terre. Pour compenser la conduite vers la terre, il est possible de doubler la conduite de mesure vers la terre et de la raccorder à la deuxième prise de terre (ES) de l'appareil de mesure. La compensation n'est généralement pas nécessaire, car la conduite de mesure vers l'électrode de terre est très courte. Pour les mesures de terre, il faut utiliser des appareils de mesure de terre qui ne mesurent pas à la fréquence du réseau ou à une fréquence technique (par exemple 16,7 Hz) ou à un multiple de ces fréquences. Les courants de ces fréquences influencent les résultats des mesures.

Une autre méthode peut être utilisée : la mesure de boucle avec une "pince de mesure de terre". Comme son nom l'indique, cette mesure est une pure mesure de boucle et n'a pas grand-chose à voir avec la "sensibilité de la terre". Cette méthode consiste à induire une tension sur le conducteur et à mesurer ensuite le flux de courant à l'aide de la pince ampèremétrique. L'appareil de mesure peut ainsi déterminer la résistance de terre. Dès que le circuit est fermé, la valeur de la résistance s'affiche. L'appareil de mesure ne peut pas distinguer si le courant passe par la terre ou par une boucle de conducteur (fig. 3). C'est pourquoi il faut veiller, lors de la procédure avec la mesure de boucle, à ne pas mesurer qu'une seule boucle. Dans ce cas, la mesure ne dit rien sur la "sensibilité de la terre", raison pour laquelle elle n'est parfois pas reconnue. Plus le maillage des prises de terre est important (plus il y a de prises de terre connectées en parallèle), plus le résultat de la mesure d'une seule prise de terre sera précis (fig. 4).

Comme la tension induite est très faible, il n'est plus possible d'effectuer des mesures sur les résistances de contact aux bornes ou aux connecteurs des gouttières et des tuyaux de descente. Lors d'une mesure avec la méthode des 3 points, cela est possible car un courant de mesure plus important circule. Pour effectuer des mesures avec la pince de mesure de terre, il faut une certaine expérience. Le meilleur moyen d'acquérir cette expérience est de mesurer de nombreux objets avec plusieurs méthodes.

Une autre méthode de mesure est la méthode de mesure sélective (fig. 5). Elle fonctionne également avec le procédé de mesure courant-tension, mais présente l'avantage que le conducteur de terre à mesurer ne doit pas être séparé du système.

Le courant de mesure à la terre est mesuré directement par la pince ampèremétrique afin de déterminer la résistance de terre. Dans le cas de la méthode de mesure sélective, deux sondes sont également enfichées, de manière analogue à la méthode de mesure en 3 points, ce qui permet de mesurer la "sensibilité de la terre". Cette méthode est utilisée de préférence dans les installations électriques, car il n'est pas nécessaire de déconnecter les conducteurs, ce qui évite tout autre danger. Lors de mesures dans des installations électriques sous tension, les mesures de protection correspondantes doivent impérativement être respectées.