Effets du courant et de l'arc électrique sur le corps humain

Distinction fondamentale, souvent confondue dans le langage courant :

• Électrisation : passage du courant à travers le corps humain, sans entraîner forcément la mort. Peut être bénigne (picotement) ou très grave (séquelles neurologiques, brûlures profondes, troubles cardiaques).
• Électrocution : électrisation mortelle. C'est l'issue la plus grave d'une électrisation.

Le facteur déterminant de la gravité n'est pas la tension (combien de volts) mais l'intensité qui traverse le corps (combien d'ampères, mesurée en mA). Cette intensité dépend de la loi d'Ohm : I = U / R, où R est la résistance du corps humain. La résistance varie selon :

• Humidité de la peau : peau sèche ~ 100 000 Ω, peau humide ~ 1 000 Ω, peau immergée ~ 200 Ω.
• Surface de contact : ponctuelle vs paume entière.
• Trajet dans le corps (main-main, main-pied, traversée thoracique).
• Tension d'exposition : à 230 V peau sèche, courant ~ 2 mA (perceptible). À 230 V peau humide, ~ 230 mA (mortel). À 20 kV, quasi-indépendamment de la résistance peau, courant largement mortel.
• Durée du contact.

Conclusion opérationnelle : dès que la tension dépasse ~ 50 V (limite TBT), le risque mortel devient significatif. En HT, le risque est systématiquement mortel en cas de contact direct, et souvent mortel en cas d'amorçage à distance.

La norme internationale CEI 60479-1 décrit les effets du courant alternatif 50/60 Hz sur le corps humain en zones temps-courant. L'INRS en retient les repères suivants :

Conséquences opérationnelles en HT :

• À 20 kV / 50 mA (contact bref ~ 0,1 s) : électrisation grave, séquelles probables, fibrillation possible.
• À 20 kV / 500 mA (contact 0,3 s) : décès quasi-systématique par arrêt cardiaque + brûlures.
• À 225 kV ou plus : décès systématique, mécanisme combiné (électrisation + arc + souffle).
• La protection différentielle, généralisée en basse tension, détecte le courant qui s'échappe du circuit et coupe avant que l'exposition ne devienne mortelle. Elle n'a pas d'équivalent direct en haute tension : la protection y repose sur la détection du défaut et son élimination rapide, ce qui protège l'installation davantage que la personne. D'où le poids donné, en HT, à la consignation et aux distances.

L'arc électrique est la décharge d'un courant à travers l'air ionisé entre deux conducteurs sous tension. Phénomène majeur de la HT car possible sans contact direct (amorçage à distance). Caractéristiques physiques :

• Température : plusieurs milliers à plusieurs dizaines de milliers de degrés au cœur de l'arc, très au-delà de la température de fusion de tous les métaux d'usage courant.
• Luminosité : intensité lumineuse extrême, susceptible de provoquer des lésions rétiniennes durables.
• Rayonnement UV / IR : brûlure cornéenne possible jusqu'à plusieurs mètres (« coup d'arc »).
• Énergie incidente : c'est le paramètre qui sert à dimensionner les vêtements de protection contre l'arc. Elle dépend du courant de court-circuit disponible, du temps d'élimination du défaut par les protections, de la distance opérateur-arc et de la géométrie de l'appareillage — donc du poste, et non du seul niveau de tension.
• Durée : celle du temps d'élimination du défaut par les protections amont, soit une fraction de seconde. Toute la lésion se constitue pendant ce laps de temps : aucun réflexe humain n'intervient dans l'intervalle.

« En électricité, 0,43 % des accidents du travail sont mortels, contre 0,08 % pour l'ensemble des risques. Il en est de même pour les accidents avec incapacité permanente : en électricité, 6,6 % des accidents du travail sont graves, contre 5,5 % pour l'ensemble des risques. »

— INRS, brochure ED 6127 « L'habilitation électrique — Démarche de prévention »

Phénomène longtemps sous-estimé dans la prévention : l'effet de souffle (ou « blast »). Lorsqu'un arc électrique HT amorce sur un conducteur cuivre, le métal passe instantanément en phase gazeuse. La vaporisation du cuivre entraîne une expansion volumique de ~ 67 000 fois son volume solide.

Conséquences :

• Onde de pression de plusieurs bars à courte distance.
• Projection de particules métalliques en fusion (gouttelettes de cuivre à 1 500 °C+).
• Souffle thermique : air ambiant porté à plusieurs centaines de °C dans un rayon de 1-3 m.
• Bruit assourdissant (130-160 dB) avec rupture tympanique possible.
• Projection de l'opérateur à plusieurs mètres : traumatismes crâniens, lombaires, fractures.
• Vapeurs toxiques de cuivre oxydé respirées par la victime (œdème pulmonaire aigu retardé).

C'est ce mécanisme combiné qui rend les vêtements arc-flash (NF EN 61482) indispensables au-delà de quelques kV. Un vêtement de travail classique en coton ou polyester aggrave les lésions car il s'enflamme à la chaleur de l'arc et continue à brûler sur la peau. Les vêtements de protection contre l'arc sont réalisés en fibres aramides ou en cotons traités : ils se carbonisent sans entretenir la combustion.

Deux familles de référentiels se croisent ici, et on les confond souvent. Les normes NF EN 61482-1-1 (essai à l'arc ouvert, qui donne l'ATPV et l'ELIM en cal/cm²) et NF EN 61482-1-2 (essai en boîte, dont les classes 1 et 2 correspondent à des courants d'essai) qualifient le vêtement. Le guide IEEE 1584, lui, est une méthode de calcul de l'énergie incidente d'une installation — ce n'est pas un logiciel, même si des outils l'implémentent. Le dimensionnement consiste donc à calculer l'énergie incidente du poste, puis à choisir un vêtement dont la performance mesurée la couvre. Cela relève d'une étude d'installation, pas d'une règle générale.

Les chiffres qui circulent sur le risque électrique sont souvent invérifiables. Voici ce qu'un organisme public publie effectivement, et qui suffit à situer le risque.

L'INRS, dans sa brochure ED 6127, compare la gravité des accidents du travail d'origine électrique à celle de l'ensemble des risques :

Autrement dit : un accident d'origine électrique a environ cinq fois plus de risques d'être mortel qu'un accident du travail pris au hasard. La même source présente cette réalité sous forme de pyramide : pour la même base d'accidents avec arrêt, on compte proportionnellement beaucoup plus de décès en électricité que pour l'ensemble des risques professionnels.

La lecture de prévention est directe : le risque électrique n'est pas particulièrement fréquent, il est particulièrement grave. C'est ce qui justifie que la norme fasse de la mise hors tension la règle et du travail sous tension une exception assortie d'un ordre écrit du chef d'établissement — et non l'inverse.

Connaître les lésions typiques est utile aux secours et au médecin du travail. Tableau clinique standard d'un accident électrique HT non immédiatement mortel :

• Brûlures cutanées profondes (3^e degré) à l'entrée et la sortie du courant, parfois étendues (30-50 % de la surface corporelle pour un arc franc).
• Brûlures internes non visibles : muscles, tendons, organes traversés par le courant. Diagnostic par scanner et myoglobinurie.
• Troubles cardiaques : fibrillation ventriculaire (souvent fatale en l'absence de défibrillation immédiate), tachycardie, infarctus.
• Atteinte rénale (rhabdomyolyse par destruction musculaire massive) : risque d'insuffisance rénale aiguë.
• Troubles neurologiques : amnésie post-traumatique, troubles du comportement, paralysies localisées, atteinte vestibulaire.
• Lésions oculaires : photokératite (« coup d'arc »), cataracte précoce, lésions rétiniennes.
• Surdité par rupture tympanique (effet de souffle).
• Traumatismes mécaniques par projection : fractures crâniennes, vertébrales, membres.

Suivi post-accident : hospitalisation obligatoire de 24-72 heures en soins intensifs même en cas d'apparente absence de séquelles immédiates (risque de trouble du rythme cardiaque différé jusqu'à 24 h après l'accident). Suivi médical pluri-disciplinaire pendant 6-12 mois.