Tiges de mise à la terre - Leur fonctionnement

Les piquets de terre sont essentiels dans les systèmes de mise à la terre électrique, car ils fournissent une voie sûre pour la dissipation de l'excès d'électricité dans la terre. Ces tiges protègent les personnes et les équipements électriques des dommages potentiels causés par la foudre ou les surtensions. Cet article traite de la conception et de l'installation des piquets de terre.

Table des matières

• Qu'est-ce qu'une tige de mise à la terre ?
• Matériaux
• Comment installer un piquet de terre
• Exigences relatives à l'installation des tiges de terre
• FAQ

Qu'est-ce qu'une tige de mise à la terre ?

Un piquet de terre (figure 2 étiquetée E) est une longue tige métallique enfoncée dans le sol pour permettre au courant électrique de se disperser dans la terre. Lorsqu'une défaillance se produit, comme un coup de foudre ou un dysfonctionnement du système électrique, l'énergie électrique excédentaire a besoin d'un chemin sûr pour se dissiper. Un piquet de terre aide à prévenir les dangers associés aux tensions de décharge statique, comme la foudre, réduisant ainsi le risque de dommages pendant les orages. Il est relié au panneau de service du système électrique par un fil de mise à la terre (figure 2 étiquetée F), ce qui permet à l'électricité excédentaire d'atteindre la terre en toute sécurité. Lisez notre article sur la mise à la terre pour plus de détails sur le fonctionnement de la mise à la terre électrique.

Note : Le piquet de terre est un terme plus spécifique qui désigne un dispositif spécialement conçu pour mettre à la terre des objets mobiles tels que des véhicules, des générateurs d'électricité et d'autres dispositifs similaires.

Matériaux

Les tiges de terre peuvent être fabriquées à partir de différents matériaux.

• Le cuivre : Le cuivre est le matériau le plus couramment utilisé pour les piquets de terre. Ces barres sont créées en recouvrant de cuivre un noyau d'acier. Les piquets de terre recouverts de cuivre ont une durée de vie plus longue que ceux fabriqués à partir d'autres matériaux.
• Acier inoxydable : Les tiges de terre en acier inoxydable sont coûteuses mais très résistantes à la corrosion. Il est donc idéal pour les environnements à forte teneur en sel.
• Acier galvanisé : Les piquets de terre en acier galvanisé sont fabriqués en appliquant une couche protectrice de zinc sur une base en acier afin de les protéger contre la rouille. Ils représentent une alternative plus économique parmi les tiges de terre, bien qu'ils n'atteignent pas la fiabilité des options en cuivre. Des facteurs tels que l'exposition au sel peuvent éroder la couche de zinc, ce qui se traduit par une durée de vie estimée à environ 15 ans, nettement inférieure à la durée de vie d'environ 40 ans des tiges de terre en cuivre.

Comment installer un piquet de terre

Matériel nécessaire

Le choix et l'utilisation appropriés de l'équipement et des matériaux sont essentiels pour une installation sûre et réussie des piquets de terre.

• Tige de terre : L'élément principal de mise à la terre
• Fosse de terre ou chambre d'inspection : Un boîtier de protection qui se fixe à la tige de terre, la protégeant de l'environnement et facilitant l'entretien et les inspections futures.
• Pince pour tige de terre : Composant destiné à fixer la tige de terre dans le puits de terre ou la chambre d'inspection. Souvent fabriquée en cuivre ou dans un matériau conducteur similaire, la pince assure une connexion sûre avec une résistance électrique minimale.
• Composé améliorant la qualité de la terre : Un matériau qui améliore la conductivité électrique du sol et diminue la résistance du sol. Ce composé est généralement répandu autour de la tige de terre pour améliorer les performances du système de mise à la terre.
• Pelle ou excavateur : Une pelleteuse ou un tractopelle est nécessaire pour creuser le trou dans lequel la tige sera insérée.
• Des outils et des matériaux supplémentaires peuvent également être nécessaires, tels qu'un marteau pour enfoncer la tige et des coupleurs à haute conductivité pour prolonger la tige de mise à la terre.

Processus d'installation

1. Choix de l'emplacement : Veillez à ce que l'emplacement ne soit pas encombré de lignes électriques souterraines afin d'éviter tout dommage pendant l'installation. Ce site doit être choisi en fonction de diverses considérations décrites dans la conception du système de mise à la terre.
2. Évaluer la résistivité du sol : Évaluer la résistivité du sol et envisager les traitements nécessaires. Plus la résistivité du sol est élevée, moins la mise à la terre sera efficace, et des tiges supplémentaires ou une pénétration plus profonde peuvent être nécessaires. En fonction de la résistivité du sol et des spécificités du site, la tige de mise à la terre peut être installée directement dans la terre, ou un composé d'amélioration de la terre peut être utilisé pour réduire la résistance du sol.
3. Excavation du trou : Utilisez une pelle ou une pelleteuse pour creuser un trou pour la tige de terre. Ce trou doit être suffisamment profond pour que la tige soit enfoncée à au moins 2,45 m sous la surface. En général, un trou d'un diamètre de 120 à 150 mm et d'une profondeur de 2,4 m est suffisant pour insérer la tige de terre, bien que cela puisse varier en fonction de la taille de la tige.
4. Insertion de la tige : Placez le piquet de terre dans le trou préparé et enfoncez-le à l'aide d'un marteau ou d'une masse. Veillez à ce que la tige soit enfoncée bien droite pour garantir une mise à la terre efficace. L'emballage doit être retiré de la tige et l'extrémité pointue doit être orientée vers le bas. Après avoir installé la tige, connectez un fil de mise à la terre à sa partie supérieure à l'aide d'une pince de mise à la terre. Ce fil doit être prolongé jusqu'au panneau électrique ou à un autre point de mise à la terre.
5. Utilisation de la pince de mise à la terre : Prolongez le fil de mise à la terre jusqu'au panneau électrique ou à un autre point de mise à la terre et fixez-le solidement à l'aide de la pince de mise à la terre appropriée (figure 5).
6. Application d'un produit d'amélioration de la terre : Mélanger le produit d'amélioration des sols (figure 4 étiquetée E) avec de l'eau pour créer une boue selon les instructions du fabricant. Verser soigneusement la boue dans le trou pour assurer un remplissage complet. Sans produit d'amélioration du sol, le trou peut être rebouché avec la terre excavée. Si un composé est utilisé, laissez-le durcir dans le trou. Le site de mise à la terre est alors prêt à être raccordé 1 à 2 jours après l'installation, une fois que la valeur de la résistance a été vérifiée.
7. Installation d'une fosse de sol/chambre d'inspection : Installez le puits de terre ou la chambre d'inspection (figure 3) sur la tige de terre afin de la protéger contre les éléments environnementaux et de simplifier l'entretien et les inspections futures.

Exigences relatives à l'installation des tiges de terre

Dimensionnement des tiges de terre

• Longueur : Lorsqu'elle est installée verticalement, la tige de terre doit être enfoncée à une profondeur d'au moins 2,45 m dans le sol, ce qui signifie que la longueur de la tige s'étendant sous la surface du sol ne doit pas être inférieure à 2,45 m de la surface. Cela permet de s'assurer que la tige est en contact avec un sol humide, dont la résistance est plus faible que celle d'un sol sec. La réglementation relative au dimensionnement des tiges de mise à la terre exige que la longueur standard pour un usage résidentiel soit généralement de 8 pieds, alors que pour les applications commerciales ou industrielles ou dans les zones où la résistivité du sol est élevée, des tiges plus longues peuvent s'avérer nécessaires pour une mise à la terre efficace.
• Diamètre : Les diamètres courants des tiges de terre sont compris entre 15 et 23 cm. Les diamètres plus importants ont une plus faible résistance à la terre mais sont plus chers et plus difficiles à enfoncer dans le sol.

Autres considérations

• Conditions du sol : La résistivité du sol joue un rôle important dans l'efficacité d'une tige de terre. Dans les sols rocheux ou très secs, il peut être difficile d'atteindre une profondeur de 8 pieds pour la tige de mise à la terre, et des méthodes alternatives comme l'installation horizontale ou l'utilisation de plusieurs tiges peuvent s'avérer nécessaires. Lisez notre article sur les plaques de terre et les tiges en fonction du type de sol pour en savoir plus sur la manière dont les différents types de sol influencent le choix des électrodes de terre.
• Placement : Bien qu'il n'y ait pas de règles précises concernant l'emplacement d'une tige de mise à la terre, il est conseillé de la placer à une distance minimale de deux pieds de toute structure de bâtiment afin d'éviter toute perturbation potentielle. Il est également recommandé d'installer la tige de mise à la terre près du panneau électrique de la maison. L'emplacement du piquet de terre doit être accessible et offrir suffisamment d'espace pour faciliter l'installation.
• Outils : Le piquet de terre doit être enfoncé dans le sol à l'aide d'un marteau ou d'une tige d'enfoncement. N'utilisez pas d'outil de creusage, car cela pourrait endommager la tige.
• Connexion au fil de terre : La tige de mise à la terre doit être reliée au système de mise à la terre électrique du bâtiment ou de la structure à l'aide d'un conducteur de mise à la terre. Le conducteur de mise à la terre doit avoir une longueur d'au moins 8 pieds et être en cuivre ou en acier galvanisé.
• Tiges multiples : La conception de l'ensemble du système de mise à la terre peut nécessiter plus d'un piquet de terre pour une mise à la terre adéquate. Lorsque plusieurs tiges sont utilisées, elles doivent être espacées d'au moins 6 pieds, conformément au NEC.

FAQ

Quelle doit être la profondeur d'une tige de mise à la terre ?

Une tige de terre doit être enfoncée dans le sol à une profondeur d'au moins 2,45 mètres.

Quelle doit être la distance entre les piquets de terre ?

Les piquets de terre doivent être espacés d'au moins 1,83 mètre.

La barre d'armature peut-elle être utilisée comme tige de mise à la terre ?

L'armature est un renfort en acier utilisé dans le béton pour en assurer la solidité. La barre d'armature peut être utilisée comme tige de mise à la terre, mais elle est plus sujette à la corrosion.