Dispositif à courant résiduel
Un disjoncteur de fuite à la terre (GFCI), ou dispositif de courant résiduel (RCD) est un type de disjoncteur qui coupe l'alimentation électrique lorsqu'il détecte un déséquilibre entre le courant sortant et le courant entrant. L'objectif principal est de protéger les personnes contre un choc électrique causé par le passage d'une partie du courant dans le corps d'une personne en raison d'un défaut électrique tel qu'un court-circuit, un défaut d'isolation ou un dysfonctionnement de l'équipement. Les disjoncteurs standard coupent l'alimentation lorsque le courant est trop élevé, comme 10, 15 ou 20 ampères, mais un simple 0,030 ampère dans le corps peut provoquer une paralysie des muscles squelettiques et arrêter le cœur humain. Le GFCI / RCD coupe le circuit lorsqu'il détecte un déséquilibre de seulement 0,005 ampères (0,030 ampères en Australie et dans certains pays européens / asiatiques).
Un disjoncteur protège les fils et les prises de courant de la maison contre la surchauffe et un éventuel incendie. Un disjoncteur de fuite de terre ou un disjoncteur différentiel de fuite de terre protège les personnes et se trouve souvent dans les salles de bain ou les cuisines où des appareils électriques sont utilisés et où la chair nue des personnes peut être en contact avec le sol ou les appareils métalliques qui fournissent un chemin alternatif pour le passage du courant en cas de défaut électrique.
Un disjoncteur de fuite de terre ou un disjoncteur différentiel de fuite de terre peut également prévenir les incendies dus à des courts-circuits et à d'autres défauts électriques qui n'impliquent pas l'homme, comme un court-circuit de faible intensité où le courant n'atteint jamais le point de déclenchement d'un disjoncteur, par exemple lorsqu'un fil sous tension tombe dans une baignoire ou un sol humide et que seul un ou deux ampères de courant circulent.
Prise GFCI avec bouton rouge pour le test et bouton noir pour la réinitialisation
Comment cela fonctionne-t-il ?
Les prises électriques fournissent un flux de courant qui sort d'une broche d'une prise, appelée "Live", passe par un appareil électrique et revient par l'autre broche "Neutral". Dans de nombreux pays, tels que les États-Unis, l'Inde et d'autres, le "Neutre" est également relié à la terre (par une tige enfoncée dans le sol). Si une personne touche un fil "sous tension", le courant peut traverser le corps et atteindre toute partie (comme une autre main ou les pieds nus) reliée directement ou indirectement à la terre, par exemple par du métal comme des tuyaux de plomberie ou par des carreaux humides ou une baignoire pleine d'eau où l'eau agit comme un conducteur. L'eau pure est un mauvais conducteur, mais dans la cuisine ou la salle de bain, elle est généralement salée ou savonneuse, ce qui augmente la conductivité. Mais peu importe, puisqu'il faut si peu de courant pour tuer une personne, même un mauvais conducteur peut provoquer un choc mortel.
Le dispositif GFCI utilise un transformateur différentiel pour comparer le courant "sortant" sur la branche chaude avec le courant "rentrant" sur le neutre. S'il y a une différence suffisamment importante entre les deux, généralement 5 milliampères (30 à certains endroits), on considère qu'il y a un déséquilibre et un solénoïde interne déclenche mécaniquement le disjoncteur intégré, coupant la connexion aux broches de phase et de neutre.
L'hypothèse est qu'une partie du courant sortant traverse une personne ou un objet et prend une autre route pour revenir au point mort.
La mort causée par l'électricité (électrocution) peut survenir lorsque seulement 30 milliampères de courant traversent le cœur pendant une fraction de seconde. Le dispositif GFCI protège à un niveau bien inférieur à ce qui est nécessaire pour causer des dommages.
Si un dispositif GFCI se déclenche et que la panne est réparée par la suite, l'utilisateur réinitialise le dispositif GFCI en appuyant sur le bouton de réinitialisation . Si le problème n'est pas résolu, le GFCI maintient le circuit coupé et ne se réinitialise pas. Il existe également un bouton de test, qui fait que le GFCI se déclenche s'il fonctionne correctement. Les prises GFCI doivent être testées au moins une fois par mois.
Les dispositifs GFCI utilisent une norme de temporisation pour éviter les faux déclenchements "gênants" et peuvent également protéger contre les mauvaises connexions Neutre-Terre.
Plusieurs prises standard (sans DDFT) peuvent être protégées en étant câblées en chaîne à la sortie d'une seule prise murale avec DDFT, mais le câblage doit être effectué avec soin en tenant compte de la charge maximale et pour éviter les faux déclenchements "gênants".
Types
Les DDFT sont disponibles en deux types : le disjoncteur qui s'installe dans un panneau électrique, et le type de prise qui s'installe dans un boîtier électrique. Les DDFT qui se fixent aux cordons d'appareils ou qui sont intégrés aux rallonges électriques sont également disponibles. Les sèche-cheveux plus récents peuvent également en être équipés, et se présentent sous la forme d'une petite boîte au bout du cordon d'alimentation ou sur la poignée elle-même.
Comme le disjoncteur de fuite de terre ne surveille que le courant sur la branche chaude par rapport au neutre, il peut être utilisé pour remplacer les anciennes prises à deux broches (non mises à la terre) par des prises à trois broches (mises à la terre/à la terre) sans installer de nouveau fil. Un circuit équipé d'un DDFT sans mise à la terre est beaucoup plus sûr qu'une prise à deux broches sans mise à la terre. Un DDFT installé de cette façon doit porter la mention "Pas de mise à la terre de l'équipement".
Lorsqu'un disjoncteur de fuite à la terre est installé dans le boîtier électrique sans connecter la vis de mise à la terre (car il n'y a pas de fil de terre), une étiquette indiquant "Pas de mise à la terre de l'équipement" est placée sur la sortie du disjoncteur et sur toutes les sorties en aval. Plusieurs de ces étiquettes sont généralement incluses avec le GFCI. Dans certaines régions du monde, la "terre" est appelée "ground".
Règlements
Les disjoncteurs de fuite à la terre remplacent avantageusement les prises à deux broches sans fil de terre. Le code national de l'électricité exige la protection des DDFT dans les logements sur les comptoirs de cuisine, les salles de bains, les sous-sols non finis non destinés à être utilisés comme pièces habitables, les vides sanitaires, les garages, les éviers où les prises sont installées à moins de 1,5 m du bord supérieur de la cuve de l'évier, les hangars à bateaux, les baignoires ou les cabines de douche où les prises sont installées à moins de 6 pieds du bord de la baignoire ou de la douche, les zones de lavage, à l'extérieur, à l'exception des prises qui ne sont pas facilement accessibles et qui sont alimentées par un circuit de dérivation dédié aux équipements électriques de fonte de neige, de dégivrage ou de chauffage des canalisations et des cuves, doivent être installées conformément à la norme NEC 426.28 ou 427.22 selon le cas. (NEC 210.8 (A))
La protection de la GFCI est requise sur les chantiers de construction.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'un disjoncteur de fuite à la terre (DDFT) ou un disjoncteur différentiel (DDR) ?
R : Il s'agit d'un type de disjoncteur qui coupe le courant électrique afin de protéger les personnes d'un choc électrique causé par un défaut électrique tel qu'un court-circuit, une défaillance de l'isolation ou un mauvais fonctionnement de l'équipement.
Q : Quelle est la différence entre un DDFT/RCD et un disjoncteur standard ?
R : Un DDFT/RCD coupe le circuit lorsqu'il détecte un déséquilibre de seulement 0,005 ampère (0,030 ampère dans certains pays), tandis qu'un disjoncteur standard protège les machines et coupe le courant lorsque le courant est trop élevé, par exemple 10, 15 ou 20 ampères.
Q : À quoi sert un disjoncteur de fuite de terre/disjoncteur différentiel ?
R : Il protège les personnes contre les chocs et l'électrocution, en particulier dans les endroits où des appareils électriques peuvent être utilisés à proximité de sources d'eau, comme les salles de bains ou les cuisines.
Q : Comment un disjoncteur de fuite à la terre/disjoncteur différentiel protège-t-il les personnes des dangers liés à l'utilisation d'appareils électriques à proximité de sources d'eau ?
R : Un disjoncteur de fuite à la terre/disjoncteur différentiel peut détecter la présence d'un autre chemin pour le courant, par exemple la peau nue d'une personne en contact avec de l'eau ou un sol mouillé, et interrompre le circuit pour éviter les chocs électriques.
Q : Un disjoncteur de fuite à la terre/disjoncteur différentiel peut-il prévenir les dangers liés à des défaillances électriques qui n'impliquent pas d'êtres humains ?
R : Oui, il peut prévenir les dangers liés aux courts-circuits et à d'autres défauts électriques, tels qu'un court-circuit à faible intensité où le courant n'atteint jamais le point de déclenchement d'un disjoncteur.
Q : Quel est le seuil à partir duquel un disjoncteur de fuite de terre/disjoncteur différentiel détecte un déséquilibre de courant en Australie et dans certains pays d'Europe et d'Asie ?
R : Le seuil est de 0,030 ampère dans ces pays.
Q : Quel type d'équipement électrique un disjoncteur standard est-il censé protéger ?
R : Un disjoncteur standard protège les fils électriques de la maison, les prises et les interrupteurs, ainsi que les appareils et les installations contre les conditions dangereuses qui pourraient contribuer à une surchauffe et à un éventuel incendie.
