FR3016249A1 - Dispositif de mesure electrique equipant un tableau electrique pour mesurer la resistance d'une prise de terre d'une installation electrique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif et un procédé de mesure électrique, le dispositif équipant un tableau électrique (TE) d'installation électrique (INS). Le dispositif comporte au moins : - une première liaison (PE) à une prise de terre des masses (Ra) de l'installation ; - une deuxième liaison (CN) à un conducteur de neutre (LN) ; - un générateur de courant alternatif (GEN) ; - une unité de contrôle (UC) adaptée pour : ○ commander au générateur d'injecter du courant alternatif sur la prise de terre des masses ; ○ mesurer, entre lesdites première et deuxième liaisons, une tension générée par ledit courant injecté ; ○ déterminer une résistance de la prise de terre des masses en fonction du courant injecté et de la tension mesurée ; ○ émettre une consigne d'alerte lorsque la résistance comparée dépasse un seuil prédéterminé.

Description

Dispositif de mesure électrique équipant un tableau électrique pour mesurer la résistance d'une prise de terre d'une installation électrique. Domaine technique L'invention concerne le domaine des installations électriques des réseaux électriques de distribution d'énergie, et notamment des dispositifs de mesure de la résistance de prise de terre des masses de l'installation électrique. L'invention propose en outre un procédé de mesure électrique visant à effectuer un suivi de l'évolution de la prise de terre des masses de l'installation électrique et à émettre une alerte lorsque la résistance de la prise de terre des masses n'est plus appropriée à la protection des personnes. Etat de la technique Dans un souci de sécurité électrique, notamment pour la protection des tiers contre les contacts électriques indirects (i.e. électrisation voire électrocution d'une personne) et la préservation d'appareils en cas de dysfonctionnement électrique, les installations électriques en schéma des liaisons à la terre en régime TT disposent d'une prise de terre des masses. Une telle prise de terre se matérialise dans sa plus simple expression par une portion métallique qui est enfoncée dans le sol afin d'assurer une liaison électrique efficace avec la terre (par exemple sous la forme d'un piquet métallique planté dans le sol ou de câbles métalliques enfouis). Grâce aux propriétés électriques intrinsèques de la terre, la prise de terre constitue un potentiel de référence au sein de l'installation électrique qui est utilisé en particulier pour écouler des charges électriques de l'installation telles que les charges d'un courant de défaut. Par définition, un courant de défaut peut être généré par une anomalie électrique dans l'installation (comme un défaut localisé d'isolement par exemple). Le courant de défaut s'écoule alors via la prise de terre et il peut être détecté par un moyen de protection associé à la prise de terre (tel qu'un disjoncteur différentiel résiduel (DDR) par exemple). De façon connue en soit, si la valeur du courant de défaut excède un seuil déterminé, le disjoncteur passe alors dans une position « déclenchée » (ouverture du circuit électrique) pour prévenir de tout risque électrique.

La coopération de la prise de terre et d'un disjoncteur différentiel résiduel permet ainsi d'éviter les élévations dangereuses de potentiel des masses pouvant être touchées par un individu. Cependant, pour que la protection des équipements de l'installation et des usagers soit efficace, il convient que la prise de terre des masses soit correctement calibrée. A ce titre et pour être conforme aux législations en vigueur (normes NFC 15100 ou IEC 60364 par exemple), la résistance électrique de la prise de terre des masses ne doit pas excéder une résistance seuil bien déterminée. Cette résistance seuil est fonction du type d'alimentation (selon un courant alternatif CA) et des conditions environnantes d'humidité. En guise d'exemple, en France, il est considéré que dans des locaux secs, la tension maximale lors d'un contact indirect avec un individu (suite à un défaut d'isolement d'un appareil par exemple) doit être de 50 V en CA, avec un courant de défaut d'un maximum de 0,5 A (qui est généralement la valeur du calibre du disjoncteur différentiel de branchement (NFC 14-100) associé à la prise de terre des masses). De fait, la résistance de la prise de terre ne doit pas dépasser une résistance seuil de 100 Q. A ce jour, lorsque des bâtiments nouvellement construits s'apprêtent à être livrés, un contrôle de la résistance de la prise de terre des masses est réalisé au préalable pour s'assurer que l'installation électrique est conforme à la législation et qu'elle offre une bonne protection électrique. Toutefois, ce contrôle préalable ne permet pas de connaitre les variations dans le temps de la résistance de la prise de terre des masses. Or, la valeur de cette résistance est impactée par différents paramètres qui, eux, peuvent être amenés à fluctuer 25 comme : - le vieillissement du matériau qui compose la prise de terre, - la dégradation voire la rupture de la connexion mécanique de la prise de terre avec l'installation électrique, - la variation du taux d'humidité (émanant d'un dégât des eaux par 30 exemple) ; et/ou - des phénomènes électrochimiques à la périphérie de la prise de terre.

Les fluctuations de ces paramètres peuvent en particulier mener à un dépassement de la résistance seuil de la prise de terre (100 S2 pour reprendre l'exemple précité). Un tel dépassement rend l'installation électrique dangereuse, notamment pour les tiers qui peuvent dès lors être exposés à des électrisations et/ou électrocutions graves par dépassement de la tension de 50 V CA. Il existe donc un besoin de mettre en oeuvre une solution pour suivre les variations dans le temps de la prise de terre des masses afin de s'assurer que l'installation électrique est pérenne et qu'au cours de son vieillissement, elle ne présente pas de risque électrique pour les utilisateurs et les équipements.

Un suivi régulier de la prise de terre peut se faire en utilisant des dispositifs portatifs connus pour effectuer une mesure ponctuelle de prise de terre des masses. Par exemple, il existe des dispositifs portatifs de contrôle de la prise de terre qui peuvent être branchés ou être raccordés électriquement à un socle de prise électrique d'installation électrique afin de déterminer une valeur courante par excès de la prise de terre des masses. En effet, avec ce type de mesure (possible uniquement en schéma de liaison à la terre en régime TT), la résistance obtenue lors d'une mesure est une résistance cumulée de la prise de terre des masses et du neutre du transformateur. La résistance de la prise de terre du neutre du transformateur étant relativement faible, il est considéré que la mesure de résistance obtenue correspond donc à une valeur courante par excès de la prise de terre des masses. Selon un autre exemple, il existe également des dispositifs de mesure de la prise de terre qui nécessitent la déconnexion de la prise de terre des masses de l'installation et l'implantation dans le sol de piquets à proximité de la prise de terre des masses. Les piquets implantés permettent des injections de courant et des mesures de potentiels pour déterminer la résistance courante de la prise de terre des masses. Ceci étant, ces dispositifs ne sont prévus pour effectuer que des vérifications ponctuelles de la prise de terre des masses. Ils ont en outre pour inconvénients de nécessiter: - l'occupation d'un socle de prise de l'installation, ou - des opérations contraignantes de mise en place pour chaque mesure à prendre (déconnexion de la prise de terre de l'installation électrique, laquelle prise de terre des masses est souvent difficile d'accès, et implantation de piquets dans le sol, ce qui n'est pas toujours possible par exemple en milieu urbain) ; et - de réitérer les incommodités précitées à chaque nouvelle mesure. Il existe donc un besoin de mettre en place une solution durable de mesure de la prise de terre des masses de sorte à surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Résumé de l'invention La présente invention vient améliorer la situation.

L'invention propose notamment d'installer à demeure un dispositif de mesure électrique qui réalise régulièrement voire continuellement des mesures de la résistance de la prise de terre des masses pour un suivi précis de son évolution (i.e. état de la prise de terre au cours de son vieillissement). Le dispositif et le procédé proposés sont en outre réalisés de sorte à alerter un utilisateur et/ou un opérateur lorsqu'un risque électrique est avéré à partir de la valeur mesurée de la prise de terre des masses. A cet effet, un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de mesure électrique équipant un tableau électrique d'installation électrique raccordée à un réseau électrique général. Ce dispositif comporte au moins : - une première liaison électrique à une prise de terre des masses de l'installation ; - une deuxième liaison électrique à un conducteur de neutre du réseau ; - un générateur de courant alternatif régulé et commandé pour injecter du courant alternatif sur ladite première liaison électrique ; - une unité de contrôle adaptée pour : o commander au générateur d'injecter du courant alternatif régulé sur la prise de terre des masses via la première liaison ; o mesurer, entre les première et deuxième liaisons, une tension générée par le courant injecté ; o déterminer une résistance de la prise de terre des masses en fonction d'au moins une valeur du courant injecté et d'une valeur de la tension mesurée pour la valeur du courant injecté ; o comparer la résistance déterminée avec un seuil prédéterminé ; et o émettre une première consigne d'alerte lorsque la résistance comparée dépasse le seuil prédéterminé. En l'occurrence, la tension générée entre les première et deuxième liaisons peut être mesurée : - selon une différence de potentiel instantané pour des valeurs crêtes du courant injecté quand ce dernier est un courant alternatif sinusoïdal, ou - selon une tension efficace vraie (RMS). En étant installé ou livré avec le tableau électrique, le dispositif de mesure est ainsi directement implanté de manière fixe en tête de l'installation électrique. Des mesures régulières (quotidiennes ou hebdomadaires par exemple) ou en continu peuvent dès lors être effectuées sur la prise de terre des masses sans nécessiter, à chaque mesure réalisée, des actions d'installation (déconnexion de la prise de terre, implantation de piquets, etc.) ou de monopolisation d'un socle de prise électrique de l'installation.

En outre, le dispositif de mesure permet d'alerter d'un dépassement de seuil prédéterminé. Un utilisateur ou un opérateur peut ainsi être prévenu d'une valeur inappropriée de la résistance de la prise de terre des masses, laquelle valeur peut entraîner une situation à risque pour des usagers. Cette situation à risque peut notamment se traduire par l'atteinte d'une valeur de résistance qui entraine un déclenchement de disjoncteur seulement pour une tension de défaut au-delà d'un seuil de dangerosité pour l'être humain. Dans cette situation, en cas de contact indirect avec l'usager, ce dernier peut être exposé à des blessures graves voire mortelles. Il est entendu par contact indirect, un contact physique entre un individu et une masse accessible d'équipement électrique d'installation à basse tension mise accidentellement sous tension, par exemple en cas d'un défaut d'isolement. Une masse peut typiquement se matérialiser sous la forme d'une partie métallique conductrice de matériel électrique ou d'installation susceptible d'être mise sous tension et touchée par un individu. Le dispositif permet donc de suivre rigoureusement les variations de la prise de terre des masses dans le temps et d'alerter un utilisateur ou un opérateur dès que la prise de terre des masses n'est plus conforme à un état de sécurité (i.e. résistance comprise dans une plage de sécurité). Avec cette surveillance rigoureuse, une détection rapide dès que le défaut apparait est possible. Une intervention peut ainsi être prestement opérée pour réparer ou construire une nouvelle prise de terre des masses et ramener ainsi sa valeur sous le seuil prédéterminé. La plage de sécurité peut être basée en particulier selon les prescriptions définies par les normes NFC 15-100 et/ou IEC 60364. De fait, on comprend que le dispositif garantit que de la sécurité électrique de l'installation est pérenne tant qu'il n'a pas été émis d'alerte. Le dispositif est notamment adapté pour être installé au sein d'une l'installation électrique à basse tension réalisée selon un schéma de liaison à la terre en régime TT.

Avantageusement, le courant injecté peut être régulé dans le temps selon au moins un premier niveau de courant et un deuxième niveau de courant injectés successivement, les premier et deuxième niveaux de courant étant distincts. L'injection de courant selon deux niveaux distincts permet d'obtenir une valeur de mesure ohmique globale plus précise. En effet, en injectant des niveaux de courants distincts, les niveaux de tensions générées par ces courants permettent, en les différenciant, de ne pas la résistance du conducteur de neutre. La mesure ohmique est dès lors plus précise, ne concernant que la résistance de la prise de terre des masses et la résistance de la prise de terre du neutre (cette dernière étant très faible voire nulle). Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif peut comprendre en outre une source autonome d'alimentation électrique. Cette source peut servir de batterie de secours en cas de perte de l'alimentation du dispositif et ainsi de continuer à fonctionner en générant notamment une consigne d'alerte. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif peut comprendre en outre une troisième liaison électrique à un conducteur de phase du réseau. L'unité de contrôle peut en outre être adaptée pour : o mesurer une tension efficace vraie entre les deuxième et troisième liaisons ; o comparer la tension efficace vraie avec une plage de tension requise ; et o émettre une deuxième consigne d'alerte lorsque la tension efficace vraie n'est pas comprise dans ladite plage de tension requise.

En particulier, la plage de tension requise peut être comprise entre 200 Volts et 250 Volts. Dès lors, l'unité de contrôle peut empêcher les mesures de tensions et émettre une alerte, notamment pour proposer une intervention d'un opérateur du réseau de distribution d'énergie pour rétablir une tension d'alimentation attendue par le dispositif. L'unité de contrôle procède donc aux mesures de tensions lorsque les conditions électriques permettent des injections de courant stable par le générateur. En complément, le dispositif peut comprendre en outre une mémoire non volatile apte à stocker des données telles que des données relatives au seuil prédéterminé, à la tension mesurée, à ladite tension efficace vraie mesurée et/ou à la résistance déterminée. Les données du seuil prédéterminé et les valeurs de tensions mesurées et les valeurs de résistance déterminée sont ainsi stockées durablement au sein du dispositif. Selon une réalisation avantageuse, la résistance comparée au seuil prédéterminé peut être une valeur moyenne de résistance de prise de terre des masses calculée par l'unité de contrôle à partir de données stockées dans la mémoire. La mémoire peut en outre être adaptée pour stocker des données relatives à la valeur moyenne de résistance calculée. Selon ce mode de réalisation, la valeur moyenne déterminée peut être basée sur des valeurs de résistance mesurées à des instants biens déterminés. Cette moyenne constitue une valeur représentative de l'état de la prise de terre des masses sur une période de temps donnée. Cette moyenne pondérée permet d'intégrer les éventuelles valeurs de résistances calculées non homogènes en raison d'une possible instabilité observée dans les mesures des tensions entre le conducteur de neutre et la terre puisque le courant injecté est considéré stable si le générateur régule le courant sous la plage de tension requise précitée (pouvant être comprise entre 200 Volts et 250 Volts). Typiquement, la valeur moyenne peut être une moyenne pondérée des valeurs de résistance mesurées chaque heure au cours d'une journée. La moyenne obtenue est dès lors représentative de l'état de la prise de terre des masses pour la journée en question.

La valeur moyenne peut notamment être comparée au seuil prédéterminé pour déterminer si la résistance de la prise de terre des masses est, au cours d'une période de temps donné, dans un état globalement approprié à l'installation ou nécessite l'émission d'une alerte pour signaler une situation dangereuse. La valeur moyenne enregistrée permet dès lors d'avoir une bonne représentativité de l'évolution de la prise de terre des masses dans le temps, sans nécessiter le traitement d'un très grand nombre de valeurs mesurées à chaque post- traitement des données archivées. Selon une réalisation possible, les données archivées dans le dispositif peuvent être horodatées lors de leur stockage dans la mémoire. D'après cette réalisation, les données stockées et horodatées peuvent être utilisées en post-traitement ou par l'unité de contrôle pour établir un historique des mesures et retracer les variations de tensions mesurées et de résistances dans le temps rencontrées par la prise de terre des masses. Le seuil prédéterminé peut être notamment d'une valeur de résistance électrique comprise entre 25 et 100 Q.

Selon cette réalisation, la valeur de résistance électrique peut ainsi être fixée selon les prescriptions de la norme NFC 15-100 (ou la norme européenne IEC 60364). Typiquement, la valeur du seuil prédéterminé est de : - pour un réseau électrique en France fournissant une alimentation CA : o 100 Q lorsque l'environnement de l'installation à basse tension est sec, o 50 Q lorsque l'environnement de l'installation à basse tension est humide, o 25 Q lorsque l'environnement de l'installation à basse tension est immergé, - pour un réseau électrique en France fournissant une alimentation en courant continu CC : o 240 Q lorsque l'environnement du réseau est sec, o 120 Q lorsque l'environnement du réseau est humide, o 60 Q lorsque le réseau est immergé.

Pour une sécurité accrue, le seuil prédéterminé peut être initialisé selon est une valeur légèrement inférieure aux limites prescrites par la norme, comme par exemple 5% inférieures aux valeurs précitées.

En tout état de cause, il convient de noter que la valeur du seuil prédéterminé peut aussi être initialisée selon une valeur pouvant excéder 100 S2, (800 S2, par exemple en Espagne avec un disjoncteur de branchement de I4n 30 mA), à condition que cette valeur ohmique n'expose pas un usager à une tension supérieure à 50 Volts avec un disjoncteur de branchement de I4n 500 mA, en cas de contact indirect. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif peut en outre comprendre une unité de communication transmettant à une entité distante la première et/ou la deuxième consigne d'alerte émise. De cette manière, le dispositif de mesure peut émettre les consignes d'alerte à une entité distante telle qu'un centre de gestion ou un équipement communicant d'un utilisateur tel qu'un téléphone portable (typiquement un Smartphone). Dès lors, lorsqu'une situation à risque est détectée ou que la tension fournie au dispositif est hors de la plage requise, la consigne est signifiée directement au centre de gestion ou à l'utilisateur pour qu'une intervention rapide puisse être mise en place pour réparer ou remplacer la prise de terre des masses, ou rétablir une alimentation correcte du dispositif (selon une tension d'environ 230 Volts typiquement). La sécurité des individus en est ainsi encore améliorée. En complément, l'unité de communication peut en outre être apte à transmettre, sur requête, des données stockées dans ladite mémoire.

Ainsi, les données de résistances déterminées, les données de tensions mesurées et/ou la valeur du seuil prédéterminé peuvent être transmises, sur requête d'une entité distante ou d'un utilisateur (via une application sur son Smartphone par exemple). Ces données communiquées permettent notamment le déploiement de services de suivi à distance des défaillances de mise à la terre du dispositif et d'alimentation de celui-ci.

En complément ou en variante, le dispositif peut comprendre en outre un module d'alarme locale émettant un signal lorsqu'une des première et deuxième consignes d'alerte est émise. Typiquement, le module alarme locale peut comprendre : un haut-parleur émettant un signal sonore lorsqu'un dépassement du seuil prédéterminé est détecté et/ou que le dispositif n'est pas alimenté par une tension comprise dans la plage de tension requise ; et/ou une source lumineuse telle qu'une LED émettant par exemple un signal lumineux de couleur : o vert lorsque la résistance de la prise de terre des masses est sensiblement constante et inférieure au seuil prédéterminé ; o rouge lorsqu'un dépassement du seuil prédéterminé est détecté et/ou que le dispositif n'est pas alimenté par une tension comprise dans la plage de tension requise ; et o orange lorsque la résistance de la prise de terre des masses est inférieure au seuil prédéterminé mais évolue selon une pente croissante.

Le dispositif de mesure électrique peut en outre comprendre un écran d'affichage affichant la nature de l'alerte lorsqu'une consigne d'alerte est émise, voire la date et l'heure à laquelle cette consigne a été émise. L'écran d'affichage peut également indiquer la dernière moyenne de résistance et de tension réseau.

Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un tableau électrique d'une installation électrique raccordée à un réseau électrique général, laquelle installation est munie d'une prise de terre des masses reliée au tableau électrique. Le tableau électrique est équipé d'un dispositif de mesure électrique tel que décrit ci-avant.

Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de mesure électrique par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure électrique équipant un tableau électrique d'une installation électrique raccordée à un réseau électrique général. Le procédé comprend au moins les étapes de : a) injection de courant alternatif régulé sur une prise de terre des masses de l'installation ; b) mesure, entre la prise de terre des masses et un conducteur de neutre du réseau, d'une tension générée par le courant injecté ; c) détermination d'une résistance de la prise de terre des masses en fonction d'au moins une valeur du courant injecté et d'une valeur de la tension mesurée pour la valeur du courant injecté ; d) comparaison de la résistance déterminée avec un seuil prédéterminé ; et e) émission d'une première consigne d'alerte lorsque la résistance comparée dépasse le seuil prédéterminé. Selon une réalisation avantageuse, l'étape d'injection de courant comprend une régulation du courant dans le temps selon au moins un premier niveau de courant et un deuxième niveau de courant injectés successivement, les premier et deuxième niveaux étant distincts. Avantageusement, le procédé peut comprendre de surcroit des étapes de : o mesure d'une tension efficace vraie entre le conducteur de neutre et un conducteur de phase du réseau ; o comparaison de la tension efficace vraie avec une plage de tension requise ; et o émission d'une deuxième consigne d'alerte lorsque la tension efficace vraie n'est pas comprise dans la plage de tension requise. Par ailleurs, le procédé peut comprendre en outre : - une étape d'initialisation du seuil selon une valeur de résistance électrique et - une étape de stockage de données relatives au seuil dans une mémoire non volatile. En complément ou en variante, le procédé peut comprendre outre une étape d'horodatage et de stockage dans la mémoire de données relatives à la tension mesurée et à la résistance déterminée. Avantageusement, à l'étape de comparaison, la résistance comparée au seuil prédéterminé est une valeur moyenne de résistance de prise de terre des masses calculée par l'unité de contrôle à partir de données stockées dans la mémoire. En complément, le procédé peut comprendre une étape de communication à une entité distante de la première et/ou la deuxième consigne d'alerte émise. Selon une réalisation avantageuse, les étapes a) et b) peuvent être répétées successivement selon une première fréquence, l'étape c) peut être répétée selon une deuxième fréquence, les étapes d) et e) peuvent être répétées successivement selon une troisième fréquence. Dans cette réalisation, les première, deuxième et troisième fréquences peuvent être respectivement de valeur fréquentielle décroissante. Typiquement, la première fréquence peut être une fréquence dite élevée de manière régulière (toutes les 500 ms par exemple), voire en continu.

La deuxième fréquence peut être une fréquence de sorte à effectuer de manière régulière (toutes les minutes ou toutes les heures typiquement) le calcul de valeur de moyenne pondérée de la résistance de la prise de terre des masses selon les valeurs des résistances calculées sur la période considérée. Cette moyenne pondérée permet d'intégrer les éventuelles valeurs de résistances calculées non homogènes en raison d'une possible instabilité observée dans les mesures des tensions entre le conducteur de neutre et la terre puisque le courant injecté est considéré stable si le générateur fonctionne sous la plage précitée de tension requise. La troisième fréquence peut quant à elle être une fréquence adaptée à la surveillance de l'évolution de la prise de terre des masses au cours du temps comme par exemple une fréquence journalière ou hebdomadaire. Cette fréquence plus faible peut être adaptée pour calculer les écarts entre deux moyennes pondérées au cours d'une journée, d'une semaine ou d'un mois, et d'en déduire l'éventuelle croissance de la résistance de la prise de terre sur cette durée.

Selon un quatrième aspect, l'invention concerne en outre un programme informatique destiné à être stocké dans une mémoire d'un dispositif de mesure électrique. Ce programme informatique comporte des instructions lisibles par un processeur d'une unité de contrôle du dispositif, le processeur mettant en oeuvre le procédé décrit ci-avant lorsque lesdites instructions sont exécutées par le processeur. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 représente un exemple d'installation électrique de réseau électrique de distribution d'énergie qui comprend un tableau électrique à basse tension intégrant le dispositif de mesure électrique selon l'invention ; - la figure 2 représente un exemple de réalisation du dispositif de mesure électrique ; - la figure 3 est un organigramme représentant un exemple de succession d'étapes du procédé de mesure électrique selon l'invention.

Pour des raisons de clarté, les dimensions des différents éléments représentés sur ces figures ne sont pas nécessairement en proportion avec leurs dimensions réelles. Sur les figures, des références identiques correspondent à des éléments identiques pour les différents modes de réalisation exposés.

Description détaillée On se réfère tout d'abord à la figure 1 sur laquelle est illustré un exemple de réalisation du dispositif de mesure électrique DIS équipant le tableau électrique à basse tension TE d'une installation électrique INS raccordée à un réseau électrique général RG de distribution d'énergie triphasé en CA, 230/400 V, 50 Hz avec un branchement monophasé (une phase et un neutre). Cet ensemble forme un système électrique à basse tension où le dispositif DIS est intégré au tableau TE. Le tableau TE est prévu pour recevoir une alimentation électrique d'un transformateur de distribution T ou autre installation d'un distributeur d'énergie électrique. Le transformateur de distribution T est ici un transformateur triphasé en étoile avec point neutre accessible, alimentant des conducteurs électriques Ll, L2, L3 et dont le point neutre accessible est connecté à la prise de terre du neutre RN utilisée comme point neutre de référence avec le conducteur électrique de neutre LN du réseau RG.

Le réseau RG de distribution d'énergie est agencé selon un schéma de liaison à la terre en régime TT. Aussi, le neutre du transformateur de distribution T est relié à la terre via la prise de terre du neutre RN et, comme détaillé plus loin, les masses des équipements électriques branchés au réseau électrique domestique RED disposent de leur propre raccordement à la terre via une prise de terre des masses Ra. Le tableau TE est donc relié : - au neutre du transformateur de distribution T via un conducteur de neutre CN branché au conducteur électrique LN ; - à sa propre prise de terre des masses Ra via le conducteur PE ; et - via un conducteur de phase C3, à un conducteur du réseau RG alimenté par le transformateur T (tel que le conducteur L3). Dans l'exemple représenté à titre purement illustratif, l'alimentation reçue par le tableau TE est dès lors une alimentation monophasée. Pour obtenir une alimentation triphasée, le tableau TE peut être prévu avec des conducteurs supplémentaires respectivement branchés aux conducteurs Ll et L2. L'alimentation reçue du transformateur T par le tableau TE est ensuite distribuée à différentes branches du réseau électrique domestique RED. Un disjoncteur de branchement DB (typiquement un disjoncteur différentiel résiduel (DDR) d'un calibre de 500 mA, noté respectivement I4n 500 mA) peut être agencé en amont du tableau électrique à basse tension TE pour protéger le transformateur de distribution T, le tableau électrique à basse tension TE et le réseau RED en cas de défaillance. Le tableau TE est agencé en tête du réseau RED et permet d'alimenter de manière sécurisée les différentes lignes électriques du réseau RED en aval via des disjoncteurs D. Dans cet exemple, les disjoncteurs D sont organisés sous forme de rangées de disjoncteurs. Les disjoncteurs D peuvent notamment être des disjoncteurs différentiels résiduels (DDR) calibrés de sorte à protéger de toute avarie électrique des lignes électriques qui leur sont associées (telle qu'une surcharge électrique ou un court-circuit). Généralement, les disjoncteurs d'un tableau TE de logement sont d'un calibre de 30 mA (i.e. I4n de 30 mA). Les lignes électriques qu'ils protègent peuvent être constituées du conducteur de phase C3, du conducteur de neutre CN et du conducteur de terre PE. Le conducteur PE est relié à la prise de terre des masses Ra de l'installation INS.

Typiquement, la prise de terre des masses Ra de l'installation INS peut se matérialiser sous la forme de : - piquets métalliques plantés dans le sol, - câbles métalliques enfouis dans le sol, - plaques métalliques, - armatures en béton noyées dans le sol, - ou autre. Cette prise de terre se situe généralement dans le bâtiment muni de l'installation INS ou à proximité. Les lignes électriques en aval du tableau TE sont destinées à alimenter le réseau électrique domestique RED et les équipements électriques (non représentés sur les figures) qui y sont branchés. Les équipements sont alors reliés au neutre via le conducteur CN de la ligne électrique correspondante, et à l'alimentation électrique via le conducteur C3 et à la terre via le conducteur PE de cette même ligne. Pour que les disjoncteurs D assurent la protection attendue sur des lignes électriques qui leur sont associés, et pour éviter que des individus tels que des consommateurs soient exposés à des contacts indirects dangereux, il convient que la résistance de la prise de terre n'excède pas une valeur seuil de sécurité. Par exemple, la norme NFC 15-100 définit que la résistance de la prise de terre ne doit pas dépasser 100 S2, si le réseau RED est en alimentation CA dans des locaux secs. A cet effet, le tableau TE intègre le dispositif de mesure électrique DIS permettant la surveillance de la résistance des prises de terre Ra, RN et du conducteur de neutre. Le dispositif DIS comporte notamment une liaison au conducteur PE. Il convient de noter que le tableau TE peut intégrer le dispositif DIS in situ ou peut être équipé d'un tel dispositif. Dans la mesure où le tableau TE est équipé du dispositif DIS, le tableau TE est agencé de sorte à ce que le dispositif soit connecté au moins : - à la prise de terre des masses Ra via la liaison au conducteur PE, - au conducteur CN, et - au conducteur C3. On comprend que le dispositif DIS qui équipe le tableau peut donc, selon une réalisation possible, être installé sur le tableau TE, à l'extérieur de l'enceinte du tableau ou à proximité du tableau électrique, en étant relié au tableau via une ligne électrique dédiée. On se réfère maintenant à la figure 2 sur laquelle il a été représenté un exemple de réalisation du dispositif DIS. Le dispositif DIS comporte notamment des liaisons à la prise de terre des masses Ra, au conducteur de neutre LN du réseau RG et à un conducteur de phase L3 du réseau RG via des liaisons électriques telles que : - un conducteur PE relié à la prise de terre des masses Ra de l'installation INS, - un conducteur neutre CN relié au conducteur neutre LN du réseau RG ; - un conducteur de phase C3 relié au conducteur de phase L3. Le dispositif DIS comporte en outre : - une unité de contrôle UC ; - un générateur de courant régulé et commandé GEN ; - une mémoire non-volatile MEM ; - une mémoire vive RAM ; - une unité de communication COM ; - un module d'alarme ALM locale ; - une source lumineuse LED (de type diode électroluminescente) ; - une source sonore HP (de type haut-parleur) ; - un écran ECR ; - une source autonome d'alimentation électrique BAT (de type batterie rechargeable ou autre accumulateur de charge) ; - une interface homme-machine MM ; et - un convertisseur CA/CC CONV. Le convertisseur est destiné à transformer l'alimentation CA reçue par le dispositif entre les liaisons C3 et CN en alimentations CC permettant d'alimenter les différents composants électriques et électroniques du dispositif DIS mentionnés ci-avant (dont l'unité UC, l'écran ECR, le générateur GEN, etc.). La mesure de résistance de la prise de terre des masses peut être réalisée en particulier par l'intermédiaire d'une technique de boucle de courant de défaut à la terre consistant à : - injecter, dans la prise de terre des masses, du courant alternatif CA en phase avec la tension reçue via les conducteurs C3 et CN ; et à - mesurer une tension générée entre les conducteurs CN et PE par le courant injecté (par mesure d'une différence de potentiel instantané pour des valeurs crêtes du courant injecté quand ce dernier est un courant alternatif sinusoïdal, ou sinon par mesure de tension efficace vraie (RMS)). Sur la base de la loi d'Ohm par exemple, la résistance (Rdet) de la prise de terre des masses peut être déterminée par l'unité UC en fonction de la valeur du courant injecté (Lu) et de la valeur de la tension mesurée (Urnes).

A cet effet, le générateur GEN est régulé et commandé par l'unité de contrôle UC pour fournir un courant alternatif stable selon un ou deux niveaux (respectivement de 1 et 15 mA en valeur crête par exemple), le courant alternatif étant injecté en phase avec l'alimentation reçue des conducteurs C3 et CN. Pour que le courant injecté par le générateur GEN soit stable, il convient de s'assurer que l'alimentation fournie par les conducteurs C3 et CN soit conforme à la plage de tension d'alimentation requise. Par exemple, cette plage d'alimentation peut être comprise entre moins dix pourcents (-10%) et plus six pourcents (+6%) d'une tension nominale de 230 Volts. A ce titre, l'unité UC peut être adaptée pour mesurer la valeur de tension efficace vraie (RMS) de la tension d'alimentation entre les conducteurs C3 et CN (en étant relié à un circuit électronique de mesure de tension efficace vraie connecté entre les conducteurs C3 et CN par exemple). Ainsi, lorsque la différence de potentiel entre les conducteurs C3 et CN n'est pas comprise dans la plage d'alimentation donnée (10%/+6% de 230 Volts), l'unité UC peut empêcher les mesures de tensions et émettre une alerte (comme détaillé plus loin). L'alerte émise peut notamment proposer une intervention d'un opérateur du réseau de distribution d'énergie pour rétablir une tension d'alimentation dans la plage de tension requise. Si la tension détectée est nulle, l'alerte émise indique une panne d'alimentation. Ainsi, l'unité UC ne procède aux mesures de tensions que pour un courant stable injecté par le générateur GEN selon au moins un niveau régulé.

L'unité UC peut en outre être réalisée pour mesurer la tension entre les conducteurs CN et PE, générée par le ou les courants injectés dans le conducteur PE. La différence de potentiel peut notamment être mesurée selon : - selon une différence de potentiel instantané pour des valeurs crêtes du courant injecté quand ce dernier est un courant alternatif sinusoïdal, ou - selon une tension efficace vraie (RMS). Cette différence de potentiel ou de tension efficace vraie peut être mesurée par l'unité UC via un dispositif de type convertisseur analogique numérique relié à un capteur de tension disposé entre les conducteurs PE et CN. Le convertisseur analogique numérique est piloté par l'unité UC.

Selon une réalisation possible, la résistance déterminée (Rdet) est fonction du courant injecté (4) et d'une mesure de la tension instantanée (Urn') effectuée en simultané de l'injection du courant. On obtient alors une valeur par excès de la résistance de la prise de terre des masses Ra car la résistance déterminée (Rdet) englobe dès lors la résistance de la prise de terre du neutre RN et des conducteurs de neutre LN et CN. De fait, par application de la loi d'Ohm, on obtient : Rdet = RN+LN+CN+Ra = (Urnes) / Ce mode de calcul détermine une résistance Rdet qui est une valeur de résistance peu précise par excès de la résistance de la prise de terre des masses Ra. Elle présente l'avantage d'avoir une valeur de la prise de terre Ra par excès qui permet d'introduire une marge de sécurité (puisque RN+LN+CN+Ra est d'une valeur supérieure à la valeur réelle de résistance de la prise de terre des masses Ra). Toutefois, elle peut engendrer de fausses alertes (résistance de prise Ra en réalité nettement inférieure au seuil). Selon une variante avantageuse, la résistance déterminée (Rdet') est fonction d'un courant injecté selon deux niveaux distincts de courants CA (Irnj), sinusoïdaux et en phase avec la tension d'alimentation du dispositif DIS reçue des conducteurs C3 et CN. Ces niveaux de courants peuvent être injectés sur la prise de terre des masses Ra. La mesure des deux niveaux de tensions instantanées (Urnes) entre les conducteurs CN et PE, mesure qui est synchronisée avec des valeurs crêtes des deux niveaux de courants injectés permet de déduire la résistance RN + Ra par application de la loi d'Ohm : Rdet' = RN+Ra = I AUmes I / I Aiinj En réalité, ce mode de calcul différentiel détermine une résistance Rdet' qui est aussi une valeur de résistance par excès de la résistance de la prise de terre des masses Ra. En effet, elle prend en compte la résistance de la prise de terre du neutre RN du transformateur de distribution T. Elle présente toutefois l'avantage de soustraire la résistance des conducteurs LN et CN. La résistance supplémentaire RN étant relativement faible, la valeur de Ra par excès permet d'introduire une marge de sécurité raisonnable (puisque RN+Ra est seulement d'une valeur légèrement supérieure à la valeur réelle de résistance de la prise de terre des masses Ra). Selon une autre variante possible, la résistance déterminée (Rdet-) est aussi fonction du courant injecté selon deux niveaux distincts de courants CA (Tint), sinusoïdaux et en phase avec la tension d'alimentation du dispositif DIS reçue des conducteurs C3 et CN. En outre, une moyenne M(AUmes)N est déterminée. Cette moyenne correspondant aux valeurs homogènes obtenues pour N mesures de tensions instantanées synchronisées avec les valeurs crêtes des injections de courants alternatifs selon deux niveaux. La moyenne M(AUmes)N permet aussi de déduire la résistance (RN + Ra) par application de la loi d'Ohm : Rdet" = RN+Ra = M(Umes)N / I Aiinj Ce mode de calcul différentiel détermine une résistance Rdet" qui se base sur une moyenne de valeurs homogènes de tensions mesurées, lesquelles valeurs constituent une majorité de valeurs représentatives. Cette moyenne de valeurs permet d'éviter de prendre en compte de mauvaises valeurs inhérentes par exemple à de une instabilité électrique rencontrée sur le conducteur LN pendant les injections de courant et les mesures de tensions associées. La résistance Rdet- est dès lors déterminée de manière plus robuste, évitant les alertes intempestives causées par une instabilité électrique momentanée durant une mesure. Selon une autre réalisation possible, ce sont X valeurs homogènes parmi Z valeurs de Rdet Rdet' ou Rdec qui sont moyennées pour obtenir une valeur représentative des résistances mesurées au cours d'une durée déterminée (au cours d'une journée par exemple). Il convient de noter que les données de mesure des tensions générées par les courants injectés peuvent être stockées : - temporairement dans la mémoire vive RAM en vue d'un post-traitement tel que le calcul de la moyenne M(AU''s)N ; - durablement dans la mémoire MEM non volatile en vue d'établir un historique des mesures de tension réalisées entre les conducteurs C3 et CN. La mémoire MEM est en outre destinée à stocker les données relatives à la valeur de la résistance seuil à ne pas dépasser. La mémoire MEM peut aussi archiver les données relatives aux valeurs de résistance déterminées par le dispositif DIS. Cette mémoire est non-volatile afin de pouvoir conserver durablement les données archivées, même en cas d'une coupure d'alimentation électrique de la mémoire. Pour ce faire, l'unité UC peut être adaptée pour : o commander au générateur GEN d'injecter au moins un niveau de courant déterminé (voire deux niveaux de courant distincts) sur la prise de terre des masses Ra via le conducteur PE, le courant étant injecté en phase ou selon un déphasage constant avec l'alimentation reçue via les conducteurs CN et C3 ; o mesurer via les conducteurs PE et CN au moins un niveau de tension généré par le courant injecté sur la prise de terre des masses Ra (voire deux niveaux de tension lorsque deux courants de niveau distincts sont injectés successivement) ; o déterminer, via la loi d'Ohm notamment, la somme de la résistance de la prise de terre des masses Ra et du neutre RN (voire même des conducteurs CN et LN dans le cas d'une seule mesure de tension synchronisée avec la valeur crête de la seule injection de courant) en fonction des courants injectés et des tensions mesurées ; o stocker en mémoire RAM par exemple dix mesures Urnes de tension instantanée ou dix valeurs RN+Ra en mémoire MEM pour calculer la moyenne de la majorité des valeurs les plus représentatives compte tenu par exemple de l'instabilité possible de la tension observée sur le conducteur LN pendant les injections de courants dans la prise de terre des masses Ra ; o comparer avec un seuil prédéterminé, la résistance déterminée ou la moyenne de la majorité des résistances déterminées les plus représentatives ; et o émettre une consigne d'alerte lorsque la résistance déterminée ou la moyenne de résistances dépasse le seuil prédéterminé. L'unité UC peut envoyer des commandes au générateur GEN pour piloter une ou deux injections de courant CA sur la prise de terre des masses Ra (via le conducteur PE). A titre illustratif, les injections de courant sinusoïdal sont en phase avec la tension mesurée entre les conducteurs C3 et CN à la fréquence de 50 Hz et sont d'une intensité en valeur crête de 1 et 15 mA. Lors de l'injection de deux courants selon des niveaux distincts, les courants peuvent respectivement être injectés selon successivement cinq et trois périodes.

De préférence, l'intensité maximale du courant CA injecté est choisie inférieure au courant de déclenchement le plus bas des disjoncteurs de l'installation (qui est classiquement de 30 mA pour un disjoncteur D du tableau à basse tension TE) afin d'éviter des déclenchements intempestifs de ces derniers lors des mesures de la résistance de la prise de terre des masses Ra. Il faut noter qu'il est possible que les mesures entraînent le déclenchement d'un disjoncteur ayant un IAn de 30 mA si le circuit considéré fait déjà l'objet d'un courant de fuite à la terre auquel s'ajoute celui de la mesure. Dans ce cas, il faut procéder à une recherche sur l'installation pour réparer l'équipement en défaut. L'unité UC peut par exemple comprendre un circuit électronique de type microprocesseur, microcontrôleur, circuit logique programmable (FPGA, PLD ou autre).

Comme cité plus haut, l'unité UC peut être connectée à des moyens connus de l'état de la technique pour la mesure d'une différence de potentiel ou de tension efficace vraie entre les conducteurs CN et PE d'une part, et les conducteurs CN et C3 d'autre part : capteur de tension, convertisseur analogique numérique ou autre. Par ailleurs, l'unité UC peut être réalisée de sorte à déterminer une moyenne des : - valeurs de tension mesurées et archivées temporairement dans la mémoire RAM ; - valeurs de résistance déterminées et archivées dans la mémoire MEM. Les valeurs déterminées de résistance comparées au seuil prédéterminée peuvent donc être fonction : - d'une mesure de tension instantanée entre les conducteurs PE et CN en synchronisée avec la valeur crête d'une injection de courant stable sur le conducteur PE ; - d'une moyenne pondérée des valeurs de tensions instantanées mesurées entre les conducteurs PE et CN synchronisées avec des valeurs crêtes d'injections de courant stable sur le conducteur PE ; - d'une moyenne pondérée des valeurs des tensions instantanées mesurées entre les conducteurs PE et CN synchronisées avec des valeurs crêtes d'injections selon deux niveaux distincts de courants stables sur le conducteur PE ; - d'une moyenne pondérée des valeurs de résistances déterminées selon une des trois techniques précitées.

A titre d'exemple, pour respectivement dix mesures de tension instantanées entre les conducteurs CN et PE qui sont synchronisées avec des valeurs crêtes de courant injecté de valeur maximale de 1 mA et six mesures de tensions instantanées entre les conducteurs CN et PE qui sont synchronisées avec la valeur crête d'un courant injecté de valeur maximale de 15 mA, l'unité UC détermine la moyenne pondérée des valeurs absolues des dix et des six mesures de tensions pour en calculer l'écart qui reste toujours positif. A partir de l'écart obtenu, il est alors possible de déterminer la résistance totale des prises de terre des masses Ra et du neutre RN par application de la loi d'Ohm avec le courant stable injecté qui est de valeur connue (puisque commandé par l'unité UC). En effet, comme les courants injectés par le générateur GEN sont régulés selon des niveaux stables lorsque l'alimentation reçue pas le dispositif DIS est dans la plage de d'alimentation donnée (-10%/+6% de 230 Volts), l'écart (44) entre les niveaux de courants stables injectés est connu. Typiquement, lorsque l'unité UC commande une injection de courant par le générateur GEN selon un premier niveau de valeur maximale de 1 mA et une injection de courant selon un deuxième niveau de valeur maximale 15 mA, l'unité UC connait l'écart des niveaux de courants injectés (44) qui est de 14 mA en valeur maximale. Enfin, l'unité UC calcule la valeur RN+Ra puis relance de nouvelles injections de courants et des mesures de tensions afin d'obtenir de nouvelles valeurs de RN+Ra. L'unité UC peut réaliser les mesures de tensions réseau, déterminer les valeurs de résistances de la prise de terre des masses Ra par excès et comparer les valeurs de résistances déterminées avec le seuil prédéterminé selon des fréquences différentes (notamment selon les trois fréquences décrites ci-avant). Les deuxième et troisième 25 fréquences peuvent être paramétrées par le consommateur ou par un opérateur via l'interface IHM du dispositif qui comprend notamment des boutons de réglage. Les valeurs de ces fréquences peuvent en outre être stockées dans la mémoire MEM du dispositif DIS. De surcroit, le générateur GEN et l'unité UC peuvent être prévus pour détecter 30 que le courant injecté sur la prise de terre des masses par le générateur est nul. Dans ce cas de figure, la liaison électrique du dispositif ou du tableau électrique TE peut avoir été rompue (situation dangereuse pour l'usager). L'unité UC peut alors émettre une alerte pour qu'une intervention rapide soit effectuée afin de rétablir la liaison à la terre des masses du dispositif et du tableau TE le cas échéant. Par ailleurs, l'unité UC peut comporter un calendrier et une horloge interne qui permettent d'horodater les données relatives aux tensions mesurées et à la résistance déterminée. Ainsi, les données archivées permettent d'établir un historique des mesures permettant d'établir les variations dans le temps des tensions mesurées (entre les conducteurs CN et PE, et entre les conducteurs C3 et CN) et de la résistance de la prise de terre des masses Ra par excès. L'unité UC peut consulter les données de mesure stockées dans la 10 mémoire MEM. A partir des données consultées, l'unité UC peut calculer une valeur moyenne journalière, mensuelle voire annuelle de la résistance de la prise de terre des masses Ra (par excès). Cette moyenne peut également être stockée dans la mémoire MEM afin de conférer une représentation globale de l'état de la prise de terre des masses Ra par 15 excès sur une période donnée. Cette moyenne peut par exemple être affichée sur l'écran ECR ou transmise à l'usager via l'unité COM. Lorsque l'alimentation disparaît sur les conducteurs C3 et CN, la source autonome BAT prend le relais de sorte à alimenter le convertisseur CONV selon une alimentation permettant d'envoyer une consigne d'alerte au module d'alarme ALM et 20 au module de communication COM. La source autonome d'alimentation BAT peut être de type batterie Lithium-ion ou un condensateur qui est chargée en permanence par l'alimentation tant qu'elle est présente sur les conducteurs C3 et CN. Le dispositif DIS averti l'usager lorsqu'une situation à risque est détectée par 25 une ou plusieurs mesures de la prise de terre des masses Ra par excès. Cette situation à risque se traduit notamment par l'émission d'une consigne d'alerte lorsque la résistance de la prise de terre des masses Ra par excès est trop élevée (supérieure à 100 S2 par exemple). L'usager peut être averti par l'intermédiaire de différents moyens émettant un signal d'alarme sur réception de la consigne d'alerte. Le signal d'alarme 30 peut notamment être émis par : - le module d'alarme locale ALM qui peut se matérialiser par le haut-parleur HP (émission d'un signal sonore particulier) et/ou la source lumineuse LED (passage d'une lumière verte (si la valeur de la prise de terre des masses Ra est constante et inférieure à 100 S2) à une lumière rouge (si la valeur de la prise de terre des masses dépasse 100 S2). La source LED affiche une lumière orange si la valeur de la prise de terre des masses Ra est croissante mais inférieure au seuil, - l'écran ECR (affichage d'un message d'alerte avec la valeur mesurée) et/ou - une entité distante qui a reçu une notification d'alerte via l'unité COM. L'écran ECR (qui peut être un écran LCD typiquement) peut afficher différentes informations comme : - la nature de l'alerte (dépassement du seuil de résistance, tension réseau hors norme, panne d'alimentation, etc.), - la date et l'heure de la mesure de la prise de terre des masses ou de la tension réseau ayant générée l'alerte, - un message préventif pour réaliser un contrôle de la prise de terre des masses Ra, - une demande d'intervention (qui pourra être envoyée via l'unité COM) à un réparateur pour vérification ou réparation de la prise de terre des masses Ra ; - une demande d'intervention (qui pourra être envoyé via l'unité COM) à un prestataire de service afin qu'il mesure la tension et fasse intervenir l'exploitant du réseau pour qu'il procède à un réglage de la tension distribuée si nécessaire.

L'usager est dès lors prévenu localement d'une situation de danger par le signal lumineux émis par la source LED, par le signal sonore émis par le haut-parleur HP ou par les informations affichées à l'écran du dispositif DIS. Un bouton d'acquittement (présent sur l'interface IHM par exemple) permet de supprimer l'alarme sonore. L'usager peut aussi être prévenu à distance en recevant une notification envoyée par l'unité COM sur réception de la consigne d'alerte. Cette notification peut être envoyée à l'usager via une page internet, un message électronique ou une application téléphone de l'usager. L'unité COM peut également recevoir une notification d'une entité distante comme le téléphone portable de l'usager, par exemple en vue d'acquitter une alerte.

L'unité COM peut être un module de communication radiofréquence de type Wi- Fi, Bluetooth, GSM ou autre module capable de transmettre des données par voie radio à une entité distante (non représentée sur les figures).

L'unité COM permet notamment d'émettre des consignes ou notifications d'alerte à une entité distante telle qu'un centre de gestion ou à un équipement communicant d'un utilisateur. Par ailleurs, sur requête d'une entité distante, l'unité COM peut accéder aux données stockées dans la mémoire MEM et les transmettre à l'entité requérante. Ainsi, l'entité requérante peut exploiter les données transmises pour connaitre les variations précises au cours du temps de la résistance de la prise de terre des masses Ra ou de la tension réseau. L'interface IIHM (qui peut se matérialiser notamment sous la forme de boutons accessibles à l'usager sur le dispositif DIS) peut être adaptée de sorte à pouvoir : - paramétrer le dispositif DIS (initialisation du seuil de résistance prédéterminé : 25, 50, 95 ou 100 S2, et plus par exemple, choix des intervalles de temps entre chaque contrôle de la prise de terre des masses, saisie du numéro GSM pour transmission des alarmes, etc.), - acquitter l'alarme sonore et/ou lumineuse, - naviguer dans les informations affichées à l'écran ECR. Une fois paramétré, le seuil prédéterminé et le choix des intervalles de temps entre chaque mesure de résistance sont stockés dans la mémoire MEM du dispositif DIS.

A l'aide de l'interface IHM, il est aussi possible de mettre à jour le calendrier et l'horloge de l'unité UC et d'accéder aux données stockées dans la mémoire MEM. Un usager peut ainsi faire afficher sur l'écran ECR une représentation des variations dans le temps de la tension réseau et de la résistance de la prise de terre des masses Ra (sous la forme d'un graphe par exemple).

Cet historique permet notamment, via un Smartphone de l'usager par exemple, de représenter une courbe de l'évolution des tensions mesurées par le dispositif et de l'évolution de la prise de terre des masses Ra. Cette représentation peut permettre à l'utilisateur d'avoir un aperçu rapide et un suivi régulier des données mesurées et calculées par le dispositif. Le suivi de tension fournie au dispositif peut permettre à l'usager de constituer une preuve auprès du distributeur d'énergie si la tension distribuée n'est pas conforme à la plage de tension requise (-10%/+6% par rapport à une tension nominale de 230 Volts).

De surcroît, la mémoire MEM est adaptée pour stocker un programme informatique comportant des instructions lisibles par un processeur de l'unité UC. Le processeur peut d'ailleurs mettre en oeuvre le procédé décrit ci-après à la lumière de la figure 3, et ce lorsque les instructions du programme sont exécutées par ce processeur.

On se réfère maintenant à la figure 3 sur laquelle il a été représenté un exemple d'organigramme comportant des étapes du procédé de mesure électrique mis en oeuvre par l'intermédiaire du dispositif DIS. Selon une première étape INIT, l'installateur du dispositif ou l'usager peut régler ou mettre à jour la valeur du seuil de résistance prédéterminée. Il peut aussi déterminer l'intervalle de temps choisi entre les différentes injections de courant ou encore entre deux groupes de plusieurs mesures (groupe de dix mesures par exemple) de la résistance de la prise de terre des masses Ra. Selon une étape M, les données du seuil prédéterminé et/ou des intervalles de temps choisis et initialisés à l'étape INIT sont archivés dans la mémoire MEM. Selon l'étape Ti, l'unité UC peut comparer la tension d'alimentation du dispositif DIS (fournie par les conducteurs C3 et CN) avec une plage de tension nominale donnée (comprise entre -10%et +6% de 230 Volts par exemple), plage correspondante aux exigences attendues de l'exploitant du réseau d'énergie et de fait au bon fonctionnement du générateur GEN. Si la tension d'alimentation n'est pas comprise dans cette plage (flèche N en sortie de l'étape Ti), alors une étape ALERT1 prévoit l'émission d'une consigne d'alerte indiquant que les mesures de la prise de terre des masses ne peuvent être réalisées et que la tension nominale n'est pas respectée. Cette alerte peut notamment proposer de contrôler la tension réseau et de faire intervenir un exploitant du réseau de distribution d'énergie pour régulariser la situation et ramener la tension dans la plage d'alimentation attendue par le dispositif DIS. En cas de déclenchement de l'étape ALERT1, une validation d'un opérateur (via un bouton d'acquittement sur l'IHM du dispositif DIS ou via une commande reçue par l'intermédiaire du module COM) peut être requise pour acquitter l'alarme (notamment locale). Ensuite, une relance de l'organigramme ne peut être réalisée que par un bouton spécifique sur l'IHM du dispositif DIS ou par une commande reçue par l'intermédiaire du module COM et ceci pour réitérer l'étape Ti. La suite des étapes du procédé ne sont donc réalisées que lorsque l'alimentation électrique reçue permet d'obtenir des injections de courant selon un ou deux niveaux stables et régulés, permettant par la suite de calculer la résistance de la prise de terre des masses Ra par excès en fonction d'une seule inconnue, la valeur de la tension instantanée mesurée entre les conducteurs CN et PE générée par le courant stable injecté (tension qui toutefois peut être perturbée pendant la mesure par des variations de la tension de neutre comme cela a déjà été cité plus haut dans le texte). En revanche, si la tension d'alimentation est correcte à l'étape T1 (comprise dans la plage -10%/+6% par rapport à la tension nominale de 230 Volts), alors l'unité UC procède à une étape A (flèche O en sortie de l'étape Ti). Selon l'étape A, l'unité UC commande le générateur de courant GEN pour injecter du courant alternatif CA (Lu) (selon deux niveaux distincts et successifs sinusoïdaux par exemple) en phase avec la tension d'alimentation du dispositif DIS.

Ces courants sont injectés sur la prise de terre des masses Ra. Selon une réalisation possible, une étape supplémentaire de vérification peut être réalisée (non représentée sur les figures), dans laquelle il est vérifié que le courant injecté sur la prise de terre des masses n'est pas nul. Le cas échéant, une consigne d'alerte peut être émise pour que la liaison à la terre des masses du dispositif et du tableau TE soit contrôlée et réparée si besoin par un spécialiste. Selon une étape B, l'unité UC mesure ensuite la tension, i.e. la tension instantanée (Urn') générée ou la tension efficace vraie générée (Urn'), entre les conducteurs CN et PE par le courant injecté (Int). Selon une étape MRAM, les données relatives aux valeurs de tensions 25 mesurées sont archivées temporairement dans la mémoire RAM (qui sert de mémoire de travail pour le calcul de la moyenne des tensions mesurées lors d'une étape C). Les étapes A, B et MRAM peuvent être répétées selon une fréquence déterminée, par exemple toutes les secondes pour procéder à au moins : un nombre déterminé d'injections de courants successifs et en phase avec la 30 tension d'alimentation sur la prise de terre des masses Ra (seize injections par exemple, dont dix à un premier niveau de courant et six à un deuxième niveau de courant, injectés de manière stable sur une période de 160 ms), - un nombre déterminé de mesures de tensions instantanées synchronisées avec les valeurs crêtes des injections de courants qui les ont générés (typiquement, seize mesures correspondantes sur une période de 160 ms), - stockage des valeurs de tensions mesurées dans la mémoire RAM.

Selon l'étape C, l'unité UC détermine la résistance de la prise de terre des masses en fonction du courant injecté et de tension mesurée. Pour ce faire, l'unité UC peut extraire les données stockées temporairement dans la mémoire RAM. La résistance peut notamment être calculée sur la base des résistances Rdet, Rdet' ou Rdet' décrites plus haut.

Selon une étape MH, les données relatives aux valeurs de résistance déterminées (Rdet, Rdet' ou Rdet") sont archivées et horodatées dans la mémoire MEM. A cette étape, l'unité UC peut en outre stocker et horodater les moyennes calculées par l'unité UC dans la mémoire MEM en vue d'un post-traitement. Les étapes C et MIR peuvent répétées successivement toutes les minutes ou toutes les heures typiquement de sorte à déterminer une résistance de la prise de terre des masses selon une moyenne pondérée des mesures de résistances déjà stockées dans la mémoire MEM. Selon une étape T2, l'unité UC compare la valeur déterminée de résistance de la prise de terre des masses (Rdet, Rdet' ou Rdet"), ou la moyenne pondérée de cette résistance, avec la valeur du seuil prédéterminé. Pour cette comparaison, l'unité UC extrait de la mémoire MEM les valeurs nécessaires. Si la résistance ou la moyenne pondérée de résistance ne dépasse pas la valeur du seuil prédéterminé (flèche N en sortie de l'étape T2), le procédé se termine (étape END).

En revanche, si la résistance ou la moyenne pondérée de résistance dépasse la valeur du seuil prédéterminé (flèche O en sortie de l'étape T2), alors une étape ALERT2 prévoit l'émission d'une consigne d'alerte afin de prévenir d'une situation à risque (risque notamment d'électrisation voire d'électrocution d'un individu si un contact indirect survient).

L'étape T2 (et l'étape ALERT2 le cas échéant) peut être répétée selon une fréquence adaptée à la surveillance de l'évolution de la prise de terre des masses au cours du temps comme par exemple une fréquence journalière ou hebdomadaire. Cette fréquence plus faible peut être adaptée pour calculer régulièrement une moyenne pondérée des résistances déterminées au cours d'une journée, d'une semaine ou d'un mois, et d'en déduire une valeur globale représentative de l'état de la prise de terre sur cette durée.

Le procédé peut rester bloqué à l'étape ALERT2 tant qu'une intervention d'un opérateur n'a pas été effectuée (validation par bouton d'acquittement ou une commande à distance), puis passer à l'étape END une fois que la sécurité de la prise de terre a été vérifiée et validée par une seconde action locale ou à distance. Cette réalisation permet de relancer le cycle de mesures de la prise de terre des masses Ra dans des conditions électriques sûres. A la suite de l'étape END, les étapes de l'organigramme peuvent être successivement réitérées pour effectuer une nouvelle mesure de la résistance de la prise de terre des masses Ra. En complément aux étapes ALERT1 et ALERT2, des étapes de communication (non représentées sur la figure) de la consigne d'alerte à une entité distante peuvent être implémentées. En outre, en complément aux étapes M, MRAM et MEI, des étapes de calcul de dérive de la prise de terre des masses (non représentées sur la figure) peuvent aussi être implémentées pour piloter par exemple la source LED de couleur orange du dispositif DIS et générer une consigne d'alerte à une entité distante en cas de prise de terre des masses inférieure au seuil prédéterminé mais de valeur croissante au cours du temps. Par ailleurs, une autre étape peut consister à transmettre, sur requête, à une entité distante les données archivées dans la mémoire MEM aux étapes M et MI-I. Aussi, compte-tenu de ce qui précède, il convient de noter que le dispositif et le procédé proposés confèrent une surveillance continu en quasi temps-réel de la valeur ohmique de la prise de terre des masses Ra par excès et de sa dérive éventuelle dans le temps par rapport au seuil qui peut être de 100 S2 (voire plus) ou légèrement inférieur à la valeur limite (95 S2 par exemple). Le seuil prédéterminé peut être d'une valeur de résistance électrique fixée selon les prescriptions de les normes NFC 15-100 et/ou IEC 60364, telle que : - pour un réseau électrique en France fournissant une alimentation CA : o 100 S2 lorsque l'environnement du réseau est sec, o 50 S2 lorsque l'environnement du réseau est humide, o 25 S2 lorsque le réseau est immergé, - pour un réseau électrique en France fournissant une alimentation CC : o 240 S2 lorsque l'environnement du réseau est sec, o 120 S2 lorsque l'environnement du réseau est humide, o 60 S2 lorsque le réseau est immergé, Pour une sécurité accrue, le seuil prédéterminé peut être réglé selon une valeur légèrement inférieure aux limites prescrites, par exemple 5% inférieures aux valeurs précitées.

Le dispositif et le procédé assurent donc une protection aux usagers contre les contacts indirects dangereux pour l'être humain, lequel dispositif est en opération en permanence, avec des mesures en continu ou tout au moins régulières (et ce sans nécessiter de démarches contraignantes d'installation comme dans l'art antérieur). Le dispositif améliore donc significativement la sécurité des biens et des personnes, pouvant servir en outre de plateforme pour la mise en oeuvre de services de sécurité électrique dans le logement et de demande d'intervention pour réparation. L'invention a été décrite en référence à des modes de réalisations particuliers qui ne sont pas limitatifs. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite à titre d'exemple et elle s'étend à d'autres variantes. Par exemple, le dispositif peut être intégré au tableau dès sa fabrication ou peut être monté sur un tableau existant, le dispositif étant alors raccordé à une liaison électrique dédiée connectée à l'installation du tableau.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure électrique (DIS) équipant un tableau électrique (TE) d'installation électrique (INS) raccordée à un réseau électrique général (RG), ledit dispositif comportant au moins : - une première liaison électrique (PE) à une prise de terre des masses (Ra) de ladite installation (INS) ; - une deuxième liaison électrique (CN) à un conducteur de neutre (LN) dudit réseau (RG) ; - un générateur de courant alternatif (GEN) régulé et commandé pour injecter du courant alternatif sur ladite première liaison électrique (PE); - une unité de contrôle (UC) adaptée pour : o commander audit générateur (GEN) d'injecter du courant alternatif régulé sur ladite prise de terre des masses (Ra) via ladite première liaison (PE) ; o mesurer, entre lesdites première (PE) et deuxième (CN) liaisons, une tension générée par ledit courant injecté ; o déterminer une résistance de la prise de terre des masses en fonction d'au moins une valeur du courant injecté et d'une valeur de la tension mesurée pour ladite valeur du courant injecté ; o comparer ladite résistance déterminée avec un seuil prédéterminé ; et o émettre une première consigne d'alerte lorsque ladite résistance comparée dépasse ledit seuil prédéterminé.
2. 2. Dispositif de mesure électrique selon la revendication 1, dans lequel ledit courant injecté est régulé dans le temps selon au moins un premier niveau de courant et un deuxième niveau de courant injectés successivement, les premier et deuxième niveaux de courant étant distincts.
3. 3. Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre une source autonome (BAT) d'alimentation électrique.
4. 4. Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une troisième liaison électrique (C3) à un conducteur de phase (L3) dudit réseau (RG), dans lequel l'unité de contrôle (UC) est en outre adaptée pour : o mesurer une tension efficace vraie entre lesdites deuxième (CN) et troisième (C3) liaisons ; o comparer ladite tension efficace vraie avec une plage de tension requise ; et o émettre une deuxième consigne d'alerte lorsque ladite tension efficace vraie n'est pas comprise dans ladite plage de tension requise.
5. 5. Dispositif de mesure électrique selon la revendication 4, dans lequel ladite plage de tension requise est comprise entre 200 Volts et 250 Volts.
6. 6. Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une mémoire non volatile (MEM) apte à stocker des données relatives au moins : - audit seuil prédéterminé ; - à ladite tension mesurée - à ladite tension efficace vraie mesurée et/ou - à ladite résistance déterminée.
7. 7. Dispositif de mesure électrique selon la revendication 6, dans lequel ladite résistance comparée audit seuil prédéterminé est une valeur moyenne pondérée de résistance de prise de terre des masses calculée par l'unité de contrôle (UC) à partir de données stockées dans la mémoire (MEM).
8. 8. Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel les données stockées dans ladite mémoire (MEM) sont horodatées.Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le seuil prédéterminé est d'une valeur de résistance électrique comprise entre 25 et 100 Q Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une unité de communication (COM) transmettant à une entité distante la première et/ou la deuxième consigne d'alerte émise. Dispositif de mesure électrique selon la revendication 10, dans lequel l'unité de communication est en outre apte à transmettre, sur requête, des données stockées dans ladite mémoire (MEM). Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un module d'alarme locale (ALM) émettant un signal lorsqu'une des première et deuxième consignes d'alerte est émise. Tableau électrique (TE) d'une installation électrique (INS) raccordée à un réseau électrique général (RG), laquelle installation est munie d'une prise de terre des masses (Ra) reliée audit tableau électrique (TE), ledit tableau électrique étant 20 équipé d'un dispositif de mesure électrique (DIS) selon l'une des revendications précédentes. 14. Procédé de mesure électrique par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure électrique équipant un tableau électrique (TE) d'une installation électrique (INS) 25 raccordée à un réseau électrique général (RG), ledit procédé comprenant au moins les étapes de : a) injection (A) de courant alternatif régulé sur une prise de terre des masses (Ra) de ladite installation (INS) ; b) mesure, entre la prise de terre des masses (Ra) et un conducteur de neutre 30 (LN) dudit réseau (RG), d'une tension générée par ledit courant injecté ;9. 10. 11. 12. 13.c) détermination (C) d'une résistance de la prise de terre des masses en fonction d'au moins une valeur du courant injecté et d'une valeur de la tension mesurée pour ladite valeur du courant injecté ; d) comparaison (T2) de ladite résistance déterminée avec un seuil prédéterminé ; et e) émission d'une première consigne d'alerte (ALERT2) lorsque ladite résistance comparée dépasse ledit seuil prédéterminé. 15. Procédé de mesure électrique selon la revendication 14, dans lequel ladite étape d'injection (A) de courant comprend une régulation du courant dans le temps selon au moins un premier niveau de courant et un deuxième niveau de courant injectés successivement, les premier et deuxième niveaux étant distincts. 16. Procédé de mesure électrique selon l'une des revendications 14 ou 15, comprenant en outre des étapes de : o mesure d'une tension efficace vraie entre ledit conducteur de neutre (LN) et un conducteur de phase (L3) dudit réseau (RG) ; o comparaison (T1) de ladite tension efficace vraie avec une plage de tension requise ; et o émission d'une deuxième consigne d'alerte (ALERT1) lorsque ladite tension efficace vraie n'est pas comprise dans ladite plage de tension requise. 17. Procédé de mesure électrique selon l'une des revendications 14 à 16, comprenant en outre : - une étape d'initialisation (INIT) dudit seuil selon une valeur de résistance électrique et - une étape de stockage de données (M) relatives audit seuil dans une mémoire non volatile (MEM).3018. Procédé de mesure électrique selon la revendication 17, comprenant en outre une étape d'horodatage et de stockage (1\41-1) dans ladite mémoire (MEM) de données relatives à ladite tension mesurée et à la ladite résistance déterminée. 19. Procédé de mesure électrique selon la revendication 18, dans lequel à l'étape de comparaison (T2), ladite résistance comparée audit seuil prédéterminé est une valeur moyenne de résistance de prise de terre des masses calculée à partir de données stockées dans la mémoire (MEM). 20. Procédé de mesure électrique selon l'une des revendications 14 à 19, comprenant en outre une étape de communication à une entité distante de la première et/ou la deuxième consigne d'alerte émise. 21. Procédé de mesure électrique selon l'une des revendications 14 à 20, dans lequel : - les étapes a) et b) sont répétées successivement selon une première fréquence ; - l'étape c) est répétée selon une deuxième fréquence ; - les étapes d) et e) sont répétées successivement selon une troisième fréquence ; et dans lequel les première, deuxième et troisième fréquences sont respectivement de valeur fréquentielle décroissante. 22. Programme informatique destiné à être stocké dans une mémoire d'un dispositif de mesure électrique, lequel programme informatique comporte des instructions lisibles par un processeur d'une unité de contrôle dudit dispositif, ledit processeur mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 14 à 21 lorsque lesdites instructions sont exécutées par ledit processeur.