Tension ou intensité ? Seuils à risque

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Dangerosité du courant électrique par contact

Qui est dangereuse ? Tension ou intensité ?

Beaucoup répondront : l'intensité !
Et bien, oui mais...
Prenons un exemple concret, on a tous changé une batterie 12 V d'automobile ; qui a mis des gants isolants ?
Pourtant l'intensité disponible dépasse les 300 Ampères !!!
Il faudrait avoir une large coupure et que ces 12 V soient en contact avec l'intérieur du corps, sans la peau pour ressentir... de simples (désagréables) picotements...

La tension, ex : 12 V, est insuffisante !

Alors c'est la tension !
Euh, oui mais...
Vous avez certainement 'pris le courant' soit sur une bougie de moteur thermique essence (20 kV et +), une décharge d'électricité statique en quittant un pull, fermant le porte de votre voiture (100 kV et + !)...

Et cela n'a eu aucune conséquence notable !

L'intensité et/ou la durée sont insuffisantes !

Mais alors où est le danger ?
C'est l'intensité mais l'intensité qui traverse le corps humain !

Dans le premier cas :
I = U / R ⇒ 12 V / R corps = insuffisant ♥

Dans le second cas :
Intensité et/ou duréeDurée et donc énergie insuffisantes ♥

Continu ou alternatif

Contrairement à une idée reçue, le courant continu est moins dangereux que le courant alternatif.
Dans les conseils+ en fin du présent cours, ce sujet est très largement détaillé. Risques : continu vs alternatif.

Thermomètre du risque électrique

Le seul de perceptionDe simple picotement à moins d'1 mA, il devient désagréable dès 2 à 3 mA, douloureux au dessus ! du courant électrique s'établit à partir de 0.5 à 3 mA suivant les individus
A ≃ 10 mA le courant alternatif devient dangereuxAppelé seuil de 'non laché' !
Certains disent qu'il sont restés 'collés' : en fait les muscles contrôlés normalement par le cerveau via des impulsions électriques sont perturbés et obéissent alors au courant alternatif en 'vibrant' à sa fréquence ce qui engendre une 'tétanisation' maintenant 'collée' la victime, incapable de se dégager !, ce seuil n'existe pas en continu
30 mA ~ est une intensité potentiellement mortelle, la respiration20 à 30 mA : seuil de la paralysie respiratoire. Le diaphragme se contracte et bloque le mouvement respiratoire : le courant électrique devient mortel !
Quelques secondes pour agir. devient impossible !
50 à 75 mA ~ peut engendrer une fibrillation ventriculaire irréversibleEn quelques secondes on atteint le seuil de la fibrillation ventriculaire dite 'irréversible', naturellement du moins ! Le cœur se 'désynchronise'.
Suite à un choc électrique important, il faut rapidement utiliser un défibrillateur pour 're-synchroniser' le coeur...
Enfin, 1 A traversant le corps humain engendre un décès quasiment instantané !

Notons que les protections cct surchargesFusibles et disjoncteurs sont incapables de nous protéger !
Circuit prises : In = 16/20 A, Icc = 80/100 à 160/200 A ; In = 10 A sur l'éclairage...

Courbes résistances du corps humain courant électrique

Résistance du corps

Le corps n'a pas une résistance, impédanceLa résistance ne concerne que le courant continu ou les 'récepteurs' purement résistifs.
Le corps humain est très loin d'une résistance pure, consultez : risque continu vs alternatif en fin de ce cours pour plus d'informations !
impédance du corps

serait plus exact, fixe.
Malheureusement pour nous, plus la tension de contact augmente, plus notre 'résistance' diminue, augmentant l'intensité...
Ainsi l'intensité qui nous traverse augmente 'exponentiellementI = U / R : I augmente proportionnellement à U
Mais R diminue quand U augmente !
Donc I augmente bien plus vite que U soit presque exponentiellement !' avec la tension !
Enfin, selon que le contact s'effectue sur une peau sèche, humide ou immergée, la valeur change notablementComme le montrent les 3 courbes ci-contre :
1 : peau immergée ; 2 : peau humide ; 3 : peau sèche. !
Ce sont donc ces 3 courbes qui déterminent le seuil de tension dangereuse.

Nous connaissons désormais I'intensité à risque et la résistance du corps

Les tensions de sécurité !

Comme il n'est pas très raisonnable de calculer une équation, même simple, lorsque l'on doit travailler en présence d'une tension électrique, la norme à défini 3 tensions de sécuritéTension en dessous desquelles le risque d'électrocution n'est plus.
Attention, on peut aussi être victime d'un accident indirect : 12 V 300 A peuvent provoquer un incendie !, 6 valeurs en réalité, du fait de la moindre dangerosité du courant continu lisseBien qu'un brin pléonasme, la norme le précise utilement pour lever toute mauvaise interprétation :
il s'agît d'un courant lisse tel que vu à l'oscilloscope, cela n'inclue donc pas les signaux simplement redressés ou hachés non filtrés qui eux sont soumis à Z et non à R seul !
Lisse = sans ondulation résiduelle !

Ancienne représentation :

Locaux secs

50 V~ ♦ 120 Vcc lisseSans ondulation

Tel que ci-dessous en atelier :
Local Sec
Ex : Locaux secs

Locaux humides

25 V~ ♦ 60 Vcc lisse

Tel que ci-dessous en milieu humide :
Extérieur 'abrité'
Ex : humide extérieur mal abrité

Locaux immergés

12 V~ ♦ 30 Vcc lisse

Tel que ci-dessous la marre à grenouilles :
Local immergé
Ex : Locaux immergés, piscine marre à grenouilles :-)

Complément et nouvelle norme :

TBTF : 50 V~ 120 Vcc Maxi Très basse tension fonctionnelle	TBTP : 12 V~ 30 Vcc Maxi Très basse tension de protection	TBTS : 25 V~ 60 Vcc Maxi Très basse tension de sécurité
Dans ce type de très basse tension, il n'y a pas de séparation entre la basse tension et la très basse tension. *Le seuil de risque existe quelle que soit la tension* Ex, chargeur bas de gamme :	Il y a dans ce type de très basse tension, séparation entre la basse tension et la très basse tension et un des pôles est relié à la terre. Ex, armoire de commande :	Il y a dans ce type de très basse tension, séparation entre la basse tension et la très basse tension et aucun des pôles n'est relié à la terre. Les potentiels sont flottants. Ex, convertisseur pour LED :

Pourquoi ne pas utiliser que du 12 V ?

L'usage de 12 Volts nous protège des électrocutions, alors pourquoi ne pas le généraliser ?
Prenons un exemple simplifié en monophasé :
Une usine, pour ses machines, consomme 240 kW de puissance.

Alimentée en 20 kV, 12 Ampères sont nécessaires :
240 / 20 = 12 A
Alimentée en 240 V, il faudrait transporter 1 kA !
240 / 0.24 = 1000 A
Enfin en 12 V, catastrophe :
240 / 0.012 = 20 000 A, soit 20 kA !

Entre 12 A en 20 kV et 20 kA en 12 V la ratio est de 20 000 / 12 ≃ 1667 ce qui implique :

Une section des câbles plus deOn ne peut ici raisonner qu'en relatif :
Une chute de tension de 20 V en 20 kV est acceptable ; elle ne représente que 0.1%...
Je vous laisse imaginer la chute de tension maximal en 12 V... 1 V représente déjà près de 10%, et une section énorme de cuivre !!! 1667 fois supérieure !
Un nombre de pylônes électriques bien plus élevé !
Des pertes Joule PJ, plus de 1667 foisEffectivement PJ = R × I²
R en 12 V de par la section sera bien au moins 1667 fois plus faible mais I est au carré ! supérieures

Domaines de tension :

HT, BT, TBT sont classifiées et disponibles en fin de cours : domaines de tension

Risque, durée, trajet

Encore une fois, ces tensions ne remettent pas en cause les autres 'impératifs' facteurs de risque :
L'intensité dont est capable la source (le générateur) et la durée du contactL'énergie en Joule (Watt seconde) !
Le schéma ci-contre le démontre, même un contact avec du 230 V~ peut n'engendrer qu'un simple électrisationL'électrisation est un accident, l'électrocution est définitive... et non une électrocutionOn peut s'électriser plusieurs fois...
On ne subit qu'une électrocution ! définitive !
Un autre facteur important est le trajetA gauche : contact avec la tête, retour via le sol ! Au milieu et à droite : sol isolant.
Au milieu contact entre 2 bras différents, à droite la même main, seul celui de droite pourra probablement être sauvé (pas sa main) car aucun organe vital n'a été traversé...
Trajet du courant électrique

du courant électrique !
Pour le graphe, nous préférons garder sous silence la véritable origine quant à l'obtention de ces valeurs...

Attention, même une très basse tension de sécurité peut s'avérer dangereuse :
Si le risque d'électrocution n'est plus présent, le risque d'incendie en cas de court-circuit existe toujours !