1.3 Le circuit électrique : générateur, récepteur et protections

Pour réaliser un circuit électrique, il faut relier un générateur à un récepteur par l'intermédiaire de conducteurs : l'un aller, l'autre retour. Le circuit est caractérisé par la tension du générateur, par les résistances des conducteurs, du récepteur et du générateur lui-même, et par l'intensité du courant qui parcourt l'ensemble.

Le circuit est complété par des dispositifs de protection, de coupure et de sectionnement : disjoncteur, interrupteur, sectionneur par exemple. L'INRS les mentionne comme faisant partie du circuit, même s'ils ne figurent pas sur le schéma simplifié.

Si le circuit est ouvert à un endroit quelconque (interrupteur ouvert, fil débranché, conducteur rompu), le courant ne circule plus : un appareil « ne marche plus ». Cette idée est essentielle pour comprendre la différence entre un appareil arrêté et une installation hors tension.

Les récepteurs (lampe, moteur, appareil de chauffage…) sont raccordés au réseau par des conducteurs (fils, lignes, câbles) de façon différente selon leur puissance et leur tension nominale. Selon les cas, le câble d'alimentation peut comporter deux, trois ou quatre conducteurs, et en général un conducteur de protection (ou de mise à la terre), qui relie les masses des appareils à la terre ou à d'autres masses.

Ces conducteurs n'ont pas la même fonction : ils ne sont donc pas interchangeables. Pour éviter les erreurs de connexion, ils sont repérés ou identifiés par des couleurs différentes. Une confusion, ou la méconnaissance des règles de l'art en matière d'identification, peut conduire à des accidents matériels ou corporels (chapitre 2.2).

Quand plusieurs récepteurs sont reliés au même générateur, deux montages sont possibles. Ces notions de physique générale sont utiles pour comprendre une surcharge.

Exemple : deux lampes de 100 W branchées en parallèle sous 230 V consomment chacune environ 0,43 A, soit environ 0,87 A au total. Ajoutez un radiateur, une bouilloire, un chargeur : le courant total grimpe et le câble commun doit supporter la somme de tous les courants.

Une surintensité est une augmentation dangereuse du courant électrique. L'INRS en distingue deux types :

• la surcharge : l'intensité augmente parce que la charge augmente, par exemple lorsque des matériels supplémentaires sont branchés sur une même canalisation ;
• le court-circuit : le courant trouve un chemin de résistance quasi nulle ; il peut provoquer un arc électrique aux conséquences importantes.

Dans les deux cas, l'échauffement des câbles est la conséquence directe. C'est l'une des causes principales d'incendie d'origine électrique : selon l'ONSE (Observatoire national de la sécurité électrique), citée par l'INRS, 25 % des incendies seraient de source électrique. Les causes relevées : échauffement des câbles par surcharge, court-circuit, défaut d'isolement, contacts mal serrés ou oxydés qui augmentent la résistance de contact.

La parade, ce sont les dispositifs de protection contre les surintensités (relais thermiques, disjoncteurs, fusibles), présentés au chapitre 2.3.

Quand un conducteur d'alimentation se rompt, l'appareil s'arrête et la panne se remarque. L'INRS attire l'attention sur un cas bien plus traître : la rupture du conducteur de terre (de protection). Elle n'affecte pas le fonctionnement de l'appareil, elle peut donc passer totalement inaperçue, mais elle empêche le bon fonctionnement du dispositif de protection.

Si l'isolation de l'appareil est ensuite défaillante, la carcasse métallique peut se retrouver sous tension sans que rien ne le signale. Les cordons d'alimentation des outils portatifs sont particulièrement exposés : ils peuvent être coincés, écrasés, en contact avec des arêtes vives ou des éléments en mouvement, exposés à de hautes températures, ou arrachés quand un utilisateur tire sur le câble pour débrancher l'appareil.

Les anomalies constatées se signalent à la personne chargée de la surveillance des installations (module 4) : on ne cherche pas à les réparer soi-même.

Prenons un circuit d'éclairage ordinaire pour mettre ces notions en perspective :

1. le réseau de distribution joue le rôle de générateur et fournit 230 V ;
2. le disjoncteur du tableau protège le circuit contre les surcharges et les courts-circuits, et permet de l'ouvrir ;
3. des conducteurs (phase, neutre, conducteur de protection) cheminent jusqu'aux luminaires ;
4. chaque luminaire est un récepteur branché en parallèle des autres ;
5. l'interrupteur ouvre ou ferme la boucle pour allumer ou éteindre.

Cette lecture « générateur, conducteurs, protection, récepteur » est celle que l'on retrouve dans toute installation, du pavillon à l'usine. Le module suivant montre comment elle se décline du réseau à la prise de courant.

Un symptôme ne suffit pas à poser un diagnostic, mais il oriente la piste. Ce tableau relie des constats courants aux explications de l'INRS ; dans tous les cas, c'est une personne compétente qui intervient.

Toutes ces manifestations sont des causes possibles d'accidents d'origine électrique mais aussi d'incendies ou d'explosions : elles se signalent à la personne chargée de la surveillance (chapitre 4.1).