Mieux connaître les risques des courants électriques

Mieux connaître les risques des courants électriques parasites dans les exploitations d’élevage

MINISTÈRE DE L’AGRICULTURE ET DE LA PÊCHE EDF n PROMOTELEC n ASSEMBLÉE PERMANENTE DES CHAMBRES D’AGRICULTURE n GROUPAMA

L’électricité est tellement indissociable des activités humaines que l’on finit par en oublier sa nature et les multiples technologies mises en œuvre pour en rendre l’usage si simple et si machinal. Mais, si bénéfique soit-elle, l’électricité nécessite des précautions d’usage pour en éviter les dangers

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Cette brochure s’inscrit dans une démarche engagée par le Ministère de l’Agriculture et de la Pêche et qui a donné lieu à un rapport présenté par Messieurs Blatin et Benetière en décembre 1998. Son but est d’informer les professionnels des exploitations d’élevage sur les manifestations indésirables du courant électrique. Informer également sur quelques dispositions simples qui permettent de s’en prémunir, au premier rang desquelles figure la qualité de la conception et de l’entretien des

Édito

installations électriques

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Toutefois, si un phénomène électrique parasite peut, en théorie, être à l’origine d’un problème sanitaire, il en demeure cependant l’une des causes les moins probables. C’est pourquoi, lorsqu’une pathologie ou une situation anormale se manifeste dans l’exploitation, l’éleveur doit, en premier lieu, faire appel à un spécialiste de la santé animale. Seul le diagnostic vétérinaire permettra d’identifier rapidement et sûrement les facteurs de risque, selon la nature des troubles constatés

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Quelques rappels sur la nature de l’électricité et les différentes grandeurs qui la caractérisent, introduisent la description des divers phénomènes électriques parasites. Leurs effets éventuels sur les animaux, les seuils de sensibilité et de perturbation sont ensuite abordés. Enfin, des développements plus détaillés, sous forme d’annexes, permettent d’en savoir plus sur certaines notions exposées dans la brochure

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Ce qu’il faut savoir sur l’électricité 1. L’électricité, qu’est-ce que c’est ?

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2. Petites causes, grands effets

8

3. Les valeurs caractéristiques du courant électrique

8

4. Il existe des relations entre ces grandeurs

9

5. Le transport et la distribution de l’électricité

10

6. Règles de base d’une bonne installation électrique

11

7. Fuites de courant des installations électriques

13

Les phénomènes électriques parasites 1. Des phénomènes présents au quotidien,

Sommaire

dans chaque habitation

15

2. L’élevage, lieu amplificateur des phénomènes parasites 17 3. Les infrastructures externes à l’exploitation, facteurs de phénomènes électriques parasites

18

Effets des phénomènes électriques parasites sur les animaux 1. Les manifestations des courants parasites

21

2. Quelques exemples de symptômes observables

22

3. Les seuils de sensibilité et de danger pour les animaux 22 4. La mesure des phénomènes électriques parasites

24

5. Quelques solutions simples

25

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Annexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Ce qu’il faut savoir

sur l’électricité

L’électricité, qu’est-ce que c’est ? Lecourant électrique est leproduitdelacirculationde chargesélectriques,d'électrons notamment,dansunmatériau «conducteur».

Quand le courant passe… Lorsque,dansunmatériau conducteur,l'électronlibred'un atomechassel'électronlibrede l'atomevoisinetprendsaplace, etquecetélectronàsontour chassel’électronlibrevoisinetprend saplace...ainsidesuite,d'atomeen atome,toutlelongduconducteur, onconstateunfluxcontinu dechargesélectriques: le courant passe.

Lesélectrons sontdesparticules élémentairesquifontpartie delastructuredesatomes. Lesatomes eux-mêmesconstituent lespluspetitséchantillonspossibles d'unmatériaudonné. Ilssontdifférentsetspécifiques àchaquematériau(fer,cuivre, oxygène,carbone,etc.). Dansunereprésentationtrès simplifiée,lesélectronscirculent autourd'unnoyau unpeuàla manièredesplanètesautourdu soleil.Lespluslointainsetlesplus isoléssurleurorbitesontmoins solidementarrimésausystème. Ilssontdoncsusceptiblesde «s’échapper»plusfacilement deleursatomes.Cesont desélectrons libres.

…et quand il ne passe plus Onimaginebien,decefait,que sileconducteurn’estpasrefermé surlui-même,cefluxnepeutplus progresser:le courant ne passe plus.

Représentation schématique de l’atome de cuivre selon Bohr

Le générateur Le courant passe,lalampe s'allume.Legénérateuragitcomme unepompe à électrons.

C'estundispositifdestinéà maintenirunfluxdecharges électriques,c'est-à-direàgénérer ducourant électrique. Ilalapropriétéd'organiserun déséquilibredanslaconcentration deschargesquel'ontrouve àchacunedesdeuxbornes métalliquesdontilestmuni: unexcèsdansl'une,symbolisée!, etdoncundéficitdansl'autre, symbolisée@ .

Cetteplusoumoinsgrande facilitépourunélectrondese séparerdesonatomepermetde distinguerdeuxgrandesclassesde matériaux:les« conducteurs » etles« isolants »

Quelques effets du courant électrique continu

Du plus conducteur au plus isolant 1 Cuivre >

Lorsqu'onrelielesbornesd’un générateuràuneampoule,par l'intermédiairedefilsconducteurs, onobtientuneboucle.Lefluxde chargess'organisedemanière àcomblerledéficitettendreà recréerl'équilibre:uncourant continucirculedelaborne! verslaborne@ .

2 Fonte >

> 4 Caoutchouc

> 3 Bois

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Petites causes, grands effets L'effet calorifique du courant électrique

Les valeurs caractéristiques du courant électrique

Dansl'exempledelapage précédente,lecourantélectrique apermisd'allumerunelampe. C'est-à-direqu'ilapuchauffer jusqu'àl'incandescenceunfilament métallique,matérialisantainsil'effet calorifiqueducourantélectrique.

L'électricitéexisteàl'étatnaturel. C'estlamanifestationd'undéséquilibredechargespositiveset négatives,ditesélectrostatiques. Lerééquilibrageestparfoisviolent etentraînedesphénomènes spectaculairestelsquelafoudre.

Applications:éclairage,chauffage, fusible,chauffe-eau,thermostat...

L'effet magnétique du courant électrique

Souslaformedomestiquée,ilest convenudedistinguerdeuxsortes decourants:

Approchéed'unconducteurtraversé paruncourantélectrique,l’aiguille aimantéed’uneboussoledévie. C'estl'effetmagnétiqueducourant électrique,riched'applications: lesmoteursélectriques,lestransformateurs,l'électro-aimantetses utilisations(relais,contacteurs, télérupteurs,sonnettes...).

Le courant continu Ilestusuellementproduitpar l'activitéchimiqued'unélectrolyte, batterieoupile.Ilprésenteunpôle positif !etunpôlenégatif @ .

Le courant alternatif

Ceteffetpeutêtreinversé:en tournantmécaniquementune dynamo,quicontientunaimant, ongénèreuncourantélectrique.

Lespôles!et@ s'inversentdefaçon alternativeuncertainnombredefois parseconde. Cenombredéfinitlafréquence ducourant,expriméeenhertz (symboleHz).Lafréquencedu courantproduitetdistribuéparEDF estde50Hz. Encourantalternatif,auxnotions depôles!et@ se substituentcellesdephase etneutre. L’inversiondespôles estréaliséeparunalternateur quiutilisel’effetmagnétique ducourant.

L'effet chimique du courant électrique Onobservelepassaged’uncourant électriqueentredeuxélectrodes plongéesdansunesolutionsaline, diteélectrolyte.Ilyadonctransfert dechargesdel'uneversl'autre. C'estl'effetd'électrolyse,aux nombreusesutilisationsindustrielles: galvanoplastie,raffinagedemétaux, dépôtsmétalliquessurd’autres métaux...

Comment produire simplement un courant alternatif ?

Ceteffetpeutégalementêtreinversé: unélectrolytepermetdegénérer uncourantélectriqueauxbornes dedeuxélectrodes.Ilconstitue unepileouunebatterie.

La rotation, autour d’elle-même, d’une boucle de cuivre entre les pôles d’un aimant donne naissance à un courant d’intensité variable. Ce courant arrive alternativement dans un sens puis dans l’autre. Il alimente une ampoule qui s’allume et s’éteint de façon cyclique.

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La différence de potentiel ou tension Dansl'exempledugénérateur,on constateunesurconcentrationde chargessurunpôleparrapportà l'autre.Cedéséquilibredecharges estappelédifférencedepotentiel. C'estunegrandeurmesurable, égalementnomméetension,qui s'exprimeenvolts(symboleV). EnFrance,encourantalternatif,elle estégaleà230Vauxbornesd'une prisedecourant.Encontinu,aux bornesd’unebatteried’automobile, elleestégaleà12V.

Il existe des relations entre ces grandeurs Onconstateque,soumisàune différencedepotentiel(U)constante, ledébitdechargesélectriques, c’est-à-direl’intensité(I),varie enproportioninversedelarésistance(R) qu’opposeleconducteur.Autrement dit,pluslarésistanceestfaible,plus l'intensitéducourantquipeutpasser estimportante.

L'intensité Dansl’exempledugénérateurqui allumeuneampoule,ledébitdes chargesélectriquesconstitue égalementunegrandeurmesurable: l'intensité.Elles'exprimeenampères (symboleA)ouenmilliampères (1mAéquivautà0,001A).

Cetterelationmathématique s'appellelaloid'Ohmets'exprime parlaformule:U=RxI. « Le courant, c’est comme l’eau »

La résistance Unfilélectriqueencuivremissous tensionnedonnepasdelumière. Onpeutconsidérerqu'ilesttropbon conducteurpourcela.Ilfautintercaler unfilamentd'unmétalmoinsbon conducteur,c’est-à-direquioffreune plusgrandeoppositionàlacirculation ducourant.Ilseproduitalors unéchauffementsuffisantpour leporteràl'incandescence. Cetteplusoumoinsgrandedifficulté qu’opposeunmatériauaupassage dufluxdechargesconstitueune grandeurmesurable.C'estlarésistance.Elles'exprimeenohms (symbole ).Sonéquivalentest l’impédancedanslecasducourant alternatif.

L’énergie C’estlapuissancedisponible pendantuntempsdonné.Surle compteurélectrique,elleestexprimée enkilowattheures(symbolekWxh). Comparons le courant électrique à un fleuve : le débit représente l’intensité et la différence de niveau d’eau la tension. Imaginons un barrage : la pression existe sans qu’il y ait nécessairement circulation d’eau. Pour l’électricité, c’est la même chose : on mesure une tension aux bornes d’une prise, qu’un appareil électrique soit ou non branché. Poursuivons l’analogie : si l’on perce la paroi du barrage, plus le trou sera grand (c’est-à-dire, plus la résistance au passage de l’eau sera faible), plus le débit sera fort.

La puissance C’estledébitd’énergie.Ellecaractérise lacapacitéd’unemachineà consommerouàproduireune certainequantitéd'énergieparunité detempsdonnée. Expriméeenwatts(symboleW)ou enkilowatts(1kWéquivautà1000W), lapuissance(P)estégaleauproduit delatensionparl'intensité ducourant:P=UxI.

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Le transport et la distribution de l'électricité L'énergieélectriqueindustriellene sestockepas.Ilestdoncnécessaire qu'unéquilibreaussiparfaitque possiblesoitétabli,àtoutinstant, entreproductionetconsommation. Lecourantélectriqueestacheminé, descentresdeproductionjusqu'aux utilisateurs,grâceàunréseaude conducteurs,leplussouventportés pardespylônes.Surceparcours,des postesdetransformationpermettent depasserdelaTrèsHauteTension (400000et225000V)àlaHaute Tension(90000et63000V),puisà laMoyenneTension(20000V)età laBasseTension(400et230V)qui constituelestandardd'utilisation pourlepublic.

Transport de l’électricité : de la production à la consommation

Réseau à haute tension. Il achemine le courant, au niveau régional, vers les centres distributeurs et les grands clients industriels.

Réseau à très haute tension. Son rôle : transporter l’électricité des principaux centres de production jusqu’aux zones de consommation.

Réseau de distribution moyenne tension et basse tension. Il amène l’électricité au client final : petites et moyennes industries, tertiaire, particuliers.

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Les règles de base d'une bonne installation électrique La terre

L'installationélectriquedesparticuliers commenceauxbornesdesortiedu disjoncteurgénéral.Cechapitreen décritlesprincipauxélémentsconstitutifs.Quelquescritèressimplesqui permettentd’assurerlasécuritéde l’installationsontrappelés.

Elleestobligatoirecar,associéeau disjoncteurdifférentiel,elleconstitue unélémentprimordialdelasécurité. Eneffet,ellepermetd'évacuerles fuitesdecourantaccidentelleset deprovoqueralorslacoupurede l'alimentation.

La phase

C'est,depréférence,pourlesbâtimentsneufs,uneboucleavecun câbleencuivrede25mm2 de sectiondisposée àfonddefouille ceinturantlepérimètredesbâtimentsou,auminimum,unpiquet métalliqueplantédanslesol.Onne doit,enaucuncas,laremplacerpar unélémentmétalliquedestinéàun autreusage,unecanalisationd’eau ouunecharpenteparexemple.

C'estlefilquiamènelecourant. Ildoitêtresoigneusementisolé. Sacouleurnormaliséeestlerouge. Danslecasdel'alimentationen400V triphasé(alimentationdesmoteurs parexemple),troisphasessont nécessaires.Leurscouleursnormaliséessontlerouge,lenoiretlebrun.

Le neutre

Touteslesprisesdeterred’un bâtimentdoiventêtrereliéesentre elles.Lavaleurdelarésistancede terredoitêtrevérifiéepériodiquementparunélectricienàl’aide d’appareilsdemesuresspécifiques (voirpage24).

C'estlefilderetourducourantau réseaudedistribution.Celuiqui fermelaboucleetpermetaucourant decirculerdanslesappareils. Sacouleurnormaliséeestlebleuclair.

Lacouleurnormaliséedufildeterre estlebicolorejauneetvert.

Le disjoncteur différentiel Danslesconditionsnormalesdefonctionnement,laquantitéd'électricité quisortdel'installationestégaleàla quantitéquiestentrée.Néanmoins, des fuites sont inhérentes à tout matériel. Mêmepourleséquipementsneufs,ellessontestimées à1mAparkWdepuissance. Au-delà,l'installationprésenteun défaut.Lesfuitesdecourantpeuvent alorsêtredangereuses.Lerôledu disjoncteurdifférentielestdevérifier cet équilibreentrée/sortieetdecouper l'alimentationdèsqueladifférence atteintleseuilcritiquepréconisé. Ledisjoncteurcombinedeuxfonctions enassurantégalementlacoupure del'alimentationencasdesurcharge (courts-circuitsparexemple).

La masse C'estl'ensembledespartiesmétalliques desdifférentsappareilsélectriques. Celles-cidoiventêtreimpérativement reliées à la terre pouréviter, encasdedéfautd'isolement,que lecouranttraverselapersonneutilisatriceoul'animal.

Par suite d’un défaut d’isolement, l’habillage métallique de l’appareil est accidentellement sous tension. Le courant part à la terre et le disjoncteur différentiel coupe immédiatement l’alimentation électrique de l’appareil. Tout danger est écarté surtout si la prise de terre est reliée à une boucle enterrée entourant le bâtiment.

L'installationdoitcomporter undisjoncteurgénéralfacilement etrapidementaccessible. page

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Liaison équipotentielle principale Le tableau de répartition et de protection

Danstouslesbâtiments,ycompris ceuxquireçoiventdesanimaux,une liaisonconductricedoitêtreétablie entretouslesélémentsmétalliques (tuyauteries,charpentes,stalles...). Cetteliaison,diteéquipotentielle, permetd’éviterque,parsuited’un défautd’isolementunedifférence depotentieln’apparaisseentre lesélémentsconducteurs.

L'installationsesubdiviseencircuits principauxalimentantséparément l'habitationetlesdifférents bâtimentsdel'exploitation.Chacun decescircuitsprincipauxdoitêtre protégé,àsonorigine,parundispositif différentiel.Chaquecircuitterminal doitêtreprotégéparundispositif deprotectioncontrelessur-intensités (fusiblesoudisjoncteurs).

Conception d’une bonne installation électrique Pourplusd’informations,sereporteràlaplaquette “Conceptiondel’installationélectrique-Bâtimentsd’élevage”présentéeenpage13.

L’installation doit être divisée en circuits spécialisés protégés de manière spécifique. Tout équipement (appareils et prises) doit être systématiquement relié à la terre.

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Protection contre la foudre Ils’agitdemaîtriserl'écoulementdes courantsgénérésparlafoudreainsi queleurseffetsindirectssurles réseauxélectriquesbassetension.

Fuites de courant des installations électriques

> paratonnerres,enpréventiondes effetsdirectsdelafoudre,

Voir annexe 2

Ellenécessitel'installationde: Danscertainspays,commeles États-UnisouleCanada,leneutre estraccordéàlaprisedeterrechez leconsommateur.Lecourantretourne doncauréseauparlefilduneutre, maisaussiparlaterreetlesmasses quiluisontraccordées.Descourants ditsvagabonds,ouparasites,sont doncfréquents.Ilspeuventêtre lacausedetensionsparasites.

> parafoudres,enpréventiondes effetsindirectsdesurtensions.

Canalisations électriques Lasectiondesfilsélectriquesdoit êtreadaptéeàlapuissancedes appareils.Ilsdoiventêtreprotégés mécaniquementparunecanalisation fixéeauxparoisdubâtiment.

EnFrance,toutcommelaphase, leneutreestsoigneusementisolé delaterreetdesmasses.Decefait, danslecadred'uneinstallationbien conçue,lescourantsvagabonds éventuelsnepeuventêtre qu’inférieursàlasensibilitédu dispositifdifférentiel.

Pourensavoirplus,vouspouvez vousreporteràces2brochures:

« Conception de l’installation électrique Bâtiments d’élevage » Documentpayant auprèsde PROMOTELEC etdescaisses régionales deGROUPAMA

« Exploitations agricoles Installations électriques » Documentpayant auprèsdePROMOTELEC

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Les phénomènes

électriques parasites

Les phénomènes électriques et magnétiques sont des composantes indissociables du milieu dans lequel nous vivons. Certainssontnaturels. Cesont,parexemple:

Des phénomènes présents au quotidien, dans chaque habitation

> lescourantstelluriques, > lechampmagnétiqueterrestre quiorientel'aiguilleaimantée delaboussole, > lechampélectriqueatmosphériqueavecsamanifestationlaplus spectaculairependantlesorages: lafoudre,

Champs électriques Unconducteursoumisàune tension,ouunappareillorsqu’ilest branché,s’environned’unchamp électriquedontl'intensitéest fonctiondelatensionquilegénère. Cechamprestelemême,que lecourantpasseounon.

> lesdéchargesélectrostatiques,

> lerayonnementcosmique... D’autresontpourorigineladomesticationetl’utilisationdel'électricité. Celles-cientraînentautomatiquementdesphénomènes électriques,parfoisperturbants etditsalorsparasites,maistoujours parfaitementconnus.

Champs magnétiques Voir annexe 3

> lalumièredusoleil,

Lorsquelecourantpasse(c'est-à-dire quandl’appareilfonctionne), unchampmagnétiqueapparaît. Sonintensitéestproportionnelleà celleducourantélectrique.Ellese mesureentesla(T)ou,usuellement, enmicrotesla(μT),c'est-à-dire 0,000001T.Lesmatériauxcourants n’arrêtentpratiquementpasles champsmagnétiques.

L’intensitéduchampsemesureen voltsparmètre(V/m)etdécroîttrès viteavecladistance.Savaleuren unpointdonnépeutêtreconnue parlecalcul.Lechampélectrique estarrêtéparlemoindreobstacle conducteur(bâtiment,arbre...).

La combinaison de ces deux champs conduit à parler de « champ électromagnétique ».

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Exemples de champs électriques et magnétiques à 50 Hz pour des équipements domestiques et d’élevage

Champs magnétiques (en m T) Champs électriques (en V/m) Champs magnétiques (en m T)

Champs électriques (en V/m)

Chaîne stéréo

Exemples de champs électriques et magnétiques à 50 Hz pour des lignes électriques aériennes

90

Rasoir

500

Lignes à 400 000 volts

Téléviseur

60

Sèche-cheveux

100

Grille-pain

40

Téléviseur

2,00


sous la ligne

5 000

sous la ligne

30

à 30 mètres de l’axe

2 000


12


1,2


200


Sèche-cheveux

40

Distributeur de lait


sous la ligne

1,50

3 000

sous la ligne


400



40


Lignes à 90 000 volts Tank à lait

10

Micro-ordinateur

Micro-ordinateur

Négligeable

Chaîne stéréo

1 000

sous la ligne

100



10


Grille-pain

Négligeable


0,80

Tank à lait

0,25

10

Trayeuse

Négligeable

6


0,2


Basse tension

Négligeable

Basse tension 9

à 30 mètres de l’axe Négligeable

sous la ligne

Négligeable

sous la ligne Distributeur de lait

0,1

Lignes à 20 000 volts 250

à 100 mètres de l’axe Rasoir

1

1,00 sous la ligne

Négligeable

10



Trayeuse

3 0,3


sous la ligne

1,40

20

sous la ligne

0,3


Négligeable

0,4


Négligeable


Négligeable

Le champ électrique produit par les lignes aériennes est nul à l’intérieur des bâtiments. Le champ magnétique est fonction du courant électrique, les valeurs présentées correspondent aux intensités les plus fortes rencontrées sur le réseau.

Il s’agit de valeurs maximales mesurées à 30 centimètres, sauf pour les appareils qui impliquent une utilisation rapprochée.

Les phénomènes d'induction Voir annexes 4 et 5

Champsélectriquesetchamps magnétiquesinteragissentavec lesstructuresmétalliquessituéesà proximité.Onestalorsenprésence dephénomènesd’induction.

Lesvariationsd'unchamp magnétique induisent uncourantdans toutestructuremétalliqueconfiguréeenformedebouclefermée. C'estl'induction (oucouplage) électromagnétique. Silaboucle estouverte,ilnecirculepasde courant,maisunetensionestcréée àsesextrémités.

Le champ électrique modifiela répartitiondeschargesélectriques àlasurfacedestructuresmétalliques. Ilinduit doncunedifférencede potentielquidépenddel'intensité duchampetdel'importancede lasurfacemétallique.Onparle d'induction électrostatique (oudecouplage capacitif).

Cephénomèneestproportionnel àl'ampleurdesvariationsduchamp magnétiqueetàlasurfacede boucle.Ilestàlabasedufonctionnementdenombreuxappareils électriques,notammentdes transformateursetdesmoteurs électriquesàcourantalternatif.

Les charges négatives naturellement présentes sur l’écran de télévision modifient la répartition des charges sur le faitout situé à proximité, sans que les deux objets ne soient reliés par un circuit électrique.

Tous les appareils électriques de la maison ou de l'exploitation sont sources de ces phénomènes d'induction électrique et magnétique. page

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L’élevage, lieu amplificateur des phénomènes électriques parasites Le couplage électrochimique

Les ondes électromagnétiques Pourdesfréquencesélevées,bien supérieuresà50Hz,lechamp électriqueetlechampmagnétique s'associentpourdonnernaissance àuneondeélectromagnétiquequi sepropagedansl’espace. Onparlealorsderayonnement. Pluslafréquenceestgrandeetplus l'ondeproduitepeutavoirdeseffets perturbantssurlesappareillages électroniquessensibles,etcecimême pourdesniveauxrelativementfaibles dechamps.

Certainsproduitsutilisésougénérés parl'exploitation(engraischimiques, lisiers,etc.)secomportent,dansun solhumide,commel'électrolyte d'unebatterie.Enprésencede métaux,ilseproduitunemigration dechargespositivesetnégatives. Unsolinitialementisolantpeutalors devenirconducteur.Onpeutégalementassisteràladégradation accéléréedepiècesmétalliques enfouies(canalisations,poteaux métalliques...)pareffetd'électrolyse. Cecisetraduitparl’apparitionde tensionscontinuesdefaibleniveau allantjusqu’à1ou2V.

Ilestutiledesoulignerquelesinstallationsélectriquesdesélevageset lesdiversesstructuresmétalliques sontexposéesauxintempéries, àl’humidité,auxpoussières,aux chocs,àlacorrosionnotammentpar leslisiers,lesalimentsetlesengrais... Ceciaccélèreleurvieillissementet leurdégradationet,parconséquent, augmentelesrisquesd’incidents d’origineélectrique.

Lesmoyensdecommunication modernes(télévision,transmissions radio,téléphoniemobile)utilisent lapropagationdesondes électromagnétiques.

Voir annexe 6

Danslecadredel'exploitation d'élevage,lesnombreuxéquipements électriquesetélectroniques,le nombreimportantdestructureset dematérielsmétalliques,lesclôtures, etc.sontdesfacteursfavorisantl'apparitiondesphénomènesélectriques parasitesd’uneampleurparfois significative.Lerespectdesrègles d'unebonneinstallationélectrique permetd'éviterlagrandemajorité d'entreeux.

L’effet de pile

L’atelierd'exploitationconstitueaussi unmilieupropiceàlaformationde nouveauxphénomènestelsquele couplageélectrochimiqueetla déchargeélectrostatique.

La décharge électrostatique

Principe du fonctionnement d’un générateur de courant alternatif

C'estl'évacuationinstantanéeàla terred'unecharged'électricité statiqueaccumuléesurdes matériaux,leplussouventàlasuite defrottements(courroiesisolantes, tapisroulants,etc.).Ellepeutse manifesterparune«poignéede châtaignes»maisaussi,cequiest plusgrave,déclencheruneexplosion devapeursoudepoussièresinflammables.Cecipeutseproduirelors detransvasements(d'hydrocarbures, d'alimentsenpoudre,defarine,etc.) oudansdesendroitsconfinés(poussièresdanslessilos,etc.).Ilconvient des'enprotégerparl'évacuation permanentedeschargesélectriques àl'aided'unebonnemiseàlaterre etparl'utilisationdematériaux suffisammentconducteurs.

La rotation de l’aimant crée un champ magnétique variable à l’intérieur du stator. Cette variation de champ induit un courant alternatif dans les bobines de fils conducteurs. C’est selon ce principe que fonctionnent les alternateurs des groupes électrogènes.

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Les infrastructures externes à l’exploitation, facteurs de phénomènes électriques parasites Voir annexes 4 et 5

Lesinfrastructuresdetransportetde distributiondel'électricitésontaussi àl'originedechampsélectriqueset magnétiquesetdoncdephénomènes d'inductionélectrostatiqueet magnétique.Ilconvientdoncde prendre,àleurproximité,quelques dispositionssimplespourse prémunirdeleurseffetséventuels.

Cas d’une clôture métallique, isolée du sol, parallèle à une ligne à haute tension sur plusieurs centaines de mètres et raccordée à la terre en un point donné (via un générateur de courant ou un piquet métallique).

Pour éviter les problèmes liés à l’induction magnétique, la clôture doit être mise à la terre à intervalles réguliers, par des poteaux métalliques par exemple. Si cela s’avère insuffisant, il convient d’interrompre la clôture par des éléments non conducteurs.

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Cas d’un abreuvoir métallique, isolé du sol, situé sous une ligne à haute tension Pour éviter les problèmes liés au couplage capacitif, l’abreuvoir doit être mis à la terre.

D'autres phénomènes électriques particuliers peuvent être engendrés par diverses infrastructures externes à l'exploitation.

Les courants vagabonds

Le couplage par rayonnement

> L’utilisationdelaterrecomme conducteurgratuit.Exemples: miseàlaterreduneutre desréseauxélectriques, courantderetourdesclôtures électriques. > L’évacuationdescourantsdefuite desinstallationsmalisolées.Exemple: railsdesvoiesferréesservantde retouraucourantquialimente lesmotricesdestrains.

Ilestnécessaired’utiliserdescâbles blindéspourrelierlesarmoires entreelles. Câble blindé

Phase Drain

Blindage conducteur

Laproximitéd'infrastructuresde télécommunicationpeutégalement engendrerdesdysfonctionnements desappareilsélectroniques del'exploitation.

Uncourantvagabondpeutdonc parcourirlesoloulesstructures conductricesd'uneexploitation etprovoquerdestensionsparasites qui,selonleurvaleur,sont susceptiblesdeperturberlesanimaux.

Voir annexe 7

Certainsvieuxappareilsélectriques, principalementceuxquiutilisent desmoteurs,peuventêtredes sourcesd'ondesélectromagnétiques parasites.Ilssontalorssusceptibles deperturberlefonctionnement desappareilsélectroniquessensibles (cartesélectroniquesdesmachines àtraire,desrobotsconfectionnant lelaitpourlesveaux,etc.).

Ilspeuventavoirdifférentesorigines, volontairesounon.

Neutre Terre

Ilconvientdeprotégertousles équipementscontenantdescartes électroniquesdansdesarmoires métalliques,maintenueshermétiquementferméesetmisesàlaterre.

Le blindage métallique disposé autour des fils conducteurs protège le câble des influences électriques externes. Ce blindage est mis à la terre en un point au moyen d’un drain de cuivre.

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Effets des phénomènes électriques parasites sur les

animaux

Les manifestations des courants parasites

Pratiquementtouslesphénomènes électriquesontencommunde pouvoirgénérerdestensionsparasites. Leurseffetssontdoncessentiellement liésàl'apparitionaccidentelle,dans lecorpsdel’animal,ducourantcréé parcestensions.Cesincidents peuventsurvenirdufait:

Àl’opposédescasextrêmesévoqués dansl’encadré,ils’agitdecourants provoquéspardesniveauxde tensionsouventimperceptiblespar l’hommemaisressentisparles animaux,dontlemuseauetles pattes,engénéralhumides,sonttrès conducteurs.Ceux-cipeuventêtre encontactavecdesdispositifssoit présentantdesdéfautsd'isolement (parexemple,lamachineàtraire), soitfacilitantlepassageoul’émergencedecourantsparasites (mangeoire,abreuvoirautomatique...). Lescourantsparasitessemanifestent dedeuxmanières:

> d'undysfonctionnementdesdispositifsdeprévention(défautdemasse d’unappareilnonmisàlaterre…), > ou,faceàunesituationparticulière, decarencesdanslamiseenœuvre dedispositionssimples(absence demiseàlaterred'unhangar métallique…). Lescourantsparasitesnecausent pasdirectementdemaladieschez lesanimaux.Ilspeuventcependant provoquerdel'inconfortqui,dans certainscas,estcausedestress.

Courant lié à la tension de contact

Lorsqueplusieursfacteursderisques denaturesdifférentessemanifestent simultanémentauseindel’élevage, lesanimauxpeuventseretrouver dansunétatdestressqui,à lalongue,peutamoindrirleur résistanceauxmaladies.

Tension de contact

Ils'agitdelatension pouvantsurvenir entrelecorps del'animaletun élémentmétallique, abreuvoirouclôture parexemple. Uncouranttraverse alorsl’animaletrevient ausolparsespattes.

Laprésencedetensionsparasites susceptiblesdeperturberlesanimaux estlesigned'undysfonctionnement oud'unedétériorationdesinstallations,voired’unecarence,qu'il convientalorsdediagnostiquerafin d'yremédierrapidement. Desphénomènesaccidentels: électrisation,électrocution, foudroiement.

Courant lié à la tension de pas Tension de pas

Ils'agitdelatensionpouvant survenirentrelespattesavantet arrièredel'animal.Uncourant s'établitentrelespattessoumises àcettetension.

Sil’électrisationestunphénomène sansgravité,lefoudroiementetl’électrocutionsontdesaccidentstrès graves,leplussouvent mortels,maisfortheureusement exceptionnels.Ilssurviennentlors deconcoursdecirconstances résultantdel'imprévoyanceoude lanégligence.L'extensiondel'usage del'électricitéentraîneunecertaine banalisationdurisqueetl'oubli qu'uncontactdirectavecunfil à230voltspeuttuer.

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Quelques exemples de symptômes observables Voir annexe 1

Selonlecontexted'apparitionde comportementsanormaux,les symptômesdestressquipeuvent êtreobservéschezlesanimauxsont divers.Ilsnesontpasspécifiquesni nécessairementliésàdesperturbationsd’origineélectrique.

Enprésencedesymptômesinquiétants,uneexpertisesérieusedela santéanimaledoitêtreprioritairementconduite.Descausesliéesà d’éventuellesanomaliesélectriques sontàrechercherdansunsecond temps.

Chez la vache

Les seuils de sensibilité et de danger pour les animaux

> Nervosité > Tremblements > Poilhérissé(horripilation) > Réductiondel'abreuvement

Mesures en tension ou mesures en courant ? Lamesuredetensionobtenue dépenddenombreux paramètres:caractéristiquesdes appareilsdemesures,naturede lasourceélectrique... Soninterprétationdoitdonc êtreprudente.

Lesmesuresentensionsontd’un abordplusdirectquelesmesuresen courant,maisc’est avant tout au passage du courant que les êtres vivants sont sensibles. Silatension est, danscertainscas,unindicateur déterminantlecourantquipourra s’établiràtraverslecorpsdel’animal,ellepeutêtresanssignification sionmesuredesdifférencesde potentielentredespointsélectriquementindépendants.Larésistancedu circuitoumieux,sonimpédance puisquel’onestencourantalternatif,joueunrôledéterminant.Celle-ci comprend,outrel’impédancedela source,l'impédancecorporellede l’animaletl'impédanceentrel'animaletlespointsdecontact(sol, abreuvoir...).

> Hésitation,refusd'entrer ensalledetraiteoufuiteensortie > Traitesinégales > Nombredecellulessomatiques élevédanslelait > Mammiteschroniques…

Chez le porc > Diminutiondepoids

Ilfautdoncpréférerles mesures en courant entre deux points que l’animal peut toucher simultanément, autraversd’uneimpédance dequelquescentainesd’ohms (500 pourunevache), représentativedecelledelabête. Pourunevaleurdecourantdonnée, laperceptiondépenddutempsde passage.Lescourantstrèsbrefssont moinsbienperçusparl’animalque descourantspermanents.

> Croissanceralentie > Empilagedesporcelets > Agressivité > Cannibalisme > Porcssales > Dysenterie,entérite…

Pour être représentative, la mesure de courant s’effectue entre deux points de contact : ici l’abreuvoir et le sol.

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Voir annexe 8

> Périodedetraiteallongée

Seuils de perception Les valeurs qui seraient représentatives des seuils de nocivité

Lesseuilsdeperceptiondesphénomènesélectriquessontrelativementfacilesàdéterminer.Ilsprovoquentuneréactionvisible,unfrémissementparexemple.Lacirculation d’un courantd’1milliampèreenviron correspondauseuildeperception.

Chez les bovins : Lesétudes réaliséesmontrentquepourdes tensionsde4à5voltsappliquées entrelemuseauetlespattes,iln'ya pasdebaissedel'abreuvementnide laproduction.Ilenestdemêmedes courantsde5à8milliampères,pour desimpédancescorporelles(résistance del'animal)comprisesentre500et 1000ohms.

Puisquel’impédancecorporelleest approximativementde500ohms,la tensionseuilestvoisinede0,5volt. Latensionseuiln'estqu'unindicateur déterminantlecourantquipourra s'établiràtraverslecorpsde l'animal.

Lestensionscorrespondantespeuvent êtredéterminéesenfonctionde l'impédancecorporelledel'animal.

Seuils de perturbation

CAS PARTICULIER DES VACHES LAITIÈRES

Leseuilàpartirduquell’animalest perturbé,etenconséquencesa productiondiminuée,estplusdifficile àapprécier. Uneaccoutumancepeuts'installeret seulesdesvaleursplusélevéesseront susceptiblesd'entraînerdestroubles.

Intensité exprimée en milliampères

Ce que l’animal ressent

Répercussion sur la production

de 0 à 1 de 1 à 4

pas de perception perception

de 4 à 6

sensation de sévérité modérée

au-delà de 6

sensation sévère susceptible de provoquer un changement physiologique

pas de baisse de production

possible baisse de production

Des vaches laitières ont été soumises à différentes valeurs d’intensité de courant. Leurs réactions ont été étudiées. L’influence des intensités sur la production de lait a été analysée. Comme le montre le tableau, aucune baisse de production n’a été observée jusqu’à 6 milliampères.

Chez les porcs : Desmodifications dutempsetduvolumedeboisson ontétéobservéesàpartirde3à4 volts,appliquésentrelegroinetles pattes.Mais,danslesconditionsd'élevage,lescausesdevariationsdu seuildeperceptionsontnombreuses: lanaturedusol,quifavoriseplusou moinslepassageducourant,l'âge, lepoidsdesanimaux,etc.

En résumé, il est bien établi que, chez les animaux, la perception de phénomènes électriques ne signifie pas systématiquement perturbation de la santé et altération de la production. Elle est, toutefois, un bon révélateur de l'existence d'un dysfonctionnement de nature électrique auquel il faut remédier sans délai.

Enmatièredeseuildeperturbation, ilapparaîtquedestensionsde5à8 voltsn'entraînentpasd'effetsurl'étatdesantédesporcsnide réductiondelaproduction.

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La mesure des phénomènes électriques parasites Voir annexe 6

Danscertainscas,l’adjonction d’électrodesimpolarisablesest nécessairepourunemesurecorrecte delatensioncontinue.

Sil’onveutdéterminerunéventuel rapportdecauseàeffetentredes problèmesobservésdansl’élevageet descourantsoutensionsparasites,il fautprendreencomptel’ensemble dessourceslesplusprobablesde perturbationsd’origineélectrique. Lescourantslesplusdifficilesà mettreenévidencesontlescourants trèsbrefstelsqueceuxissusdes déchargesélectrostatiques.

Mesure de champ magnétique Onpeutmesurerlechampmagnétiqueambiantàl’aided’unebobine (self)connectéeàunmultimètre. Celle-cidoitêtrestrictementadaptée aucalibreduvoltmètre. Certainsappareils,plusperformants,sontéquipésde troisbobines.Ilseffectuent lesmesuressuivantlestrois directionsdel’espaceet donnentainsiunevaleur indépendantedeleur orientation.

Mesure de courant Ellesefaitavecunampèremètre dontl’impédanceestlaplusfaible possible.Seulecettemesure,faiteau traversd’uneimpédanceéquivalente àcelleducorpsdel’animal,permet d’évaluerlestresssubi.

Les appareils de mesures et leur utilisation

Multimètre

Toutemesureestdélicate.Ilest toujourspréférabledefaireappel àuntechnicienpourconfirmeret interpréterlesvaleursmesurées. Lamesuredescourantstransitoires enparticuliernepeutêtreeffectuée queparunspécialistecarelle nécessiteunappareillagespécifique.

Mesure de champ électrique

C’estunappareilqui permetderéaliseràla foisdesmesuresde tensionetdecourant, alternatif(AC)etcontinu (DC),derésistanceet, éventuellement,defréquence etdecapacité.Ilfautcalibrer l’appareiletsélectionnerles bornessurlesquellesonse connecte,enfonctiondesmesures quel’onsouhaiteeffectuer.

Unbonappareilnedoitpasperturber lavaleurdusignalmesuré. Deplus,pourêtreretenue,lavaleur quel’opérateurlitdoitêtrestableet clairementétablie.Demanière générale,lechoixducalibreutilisé dépenddesmesuresàeffectuer,des perturbationssusceptiblesd’être induitesparlamesure(naturedes électrodes,impédancesdecontact, impédancedel’appareil...)etdes référentielsélectriquesutilisés.

Elleestbeaucoupplusdélicate puisquel’opérateur,lui-même conducteurdel’électricité,perturbe lamesure. Elledoitsefaireenl’absencede toutobstacledansunrayondecinq mètresautourducapteur. Cettemesuredoitêtreréaliséepar unspécialiste,avecunenregistreur autonome.

Pince ampèremétrique

Mesure de terre Parinjectiondecourantdanslaprise deterre,onmesuresamontéeen potentielparrapportàuneréférence lointaine.Unetellemesuredoitêtre effectuéeparunspécialiste,de façonpériodique,touslestroisans environ.Elledoitégalementpermettredevérifierlacontinuitédes circuitsdesmasses.Lesmesuressont effectuéesaprès déconnexiondela barrettedeterre.

Ellepermetdemesurerlecourantdans unconducteursans avoiràledéconnecter. Ellemesurelechamp magnétiqueinduitpar lepassage ducourant. Lamesuresur deséléments conducteursconstituantdesboucles n’estpasreprésentativeducourant susceptibledetraverserl’animal.Elle nepermetpas,eneffet,dedéterminerl’originedececourant(nature etimpédancedelasource).

Mesure de tension Ellesefaitavecunvoltmètredont l’impédanced’entréeestlaplus élevéepossible,supérieureàun milliond’ohms.Ellenepermetpas decaractériserl’impédancedela sourceetdonclecourantsusceptible decirculer.

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Quelques solutions simples Àl’extérieurdesbâtiments,tout équipementmétalliqueseramisàla terreenunpoint.Encasdeparallélisme,surplusieurscentainesde mètres,d’uneclôtureavecuneligne électrique,ilfaudra,àespacements réguliers,mettrecetteclôtureàla terre(tousles50mètresenviron). Pourlesclôturesélectriques,des filtres50hertzpermettentunemise àlaterresélective.

Lorsqu’unproblèmed’origine électriqueestconstaté,ilconvient d’endéterminerlasourcepour mettreenœuvrelessolutions lespluspertinentes. Auseindesbâtiments,sil’onne parvientpasàsupprimerlasource descourantsparasites,laréponsela mieuxadaptéeestlamiseenplace d’unmaillageéquipotentielreliéà touteslesmassesconductricesde l’exploitationetàlaliaisonéquipotentielledesinstallations.Cemaillage,enfouidanslesol,estconstitué demaillesde50centimètresau maximumdecôté,àuneprofondeur maximalede5centimètres.On pourraparexemplemettreenplace untreillissoudédansunechapeen bétondequelquescentimètres.

Aprèstouteinterventionsurl’installationélectriqueayantnécessitéune coupureducourant,ilestimpératif des’assurerquesonrétablissement estsansdangeret,enparticulier, qu’iln’yapasderisquededémarrage demachine.

Pourseprémunirdesdécharges électrostatiques,onprivilégiera,dans l’environnementimmédiatde l’animal,desmatériauxconducteurs correctementmisàlaterreou desmatériauxparfaitement antistatiques. Vers

Bornier d’équipotentialité principale Vers le tableau de répartition et de protection Mise à la terre de la structure métallique

les appareils électriques

Vers les structures métalliques

Vers la barrette de terre

Maillage équipotentiel

Boucle à fond de fouille

Barrette de terre

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Les phénomènes électriques parasites, bien qu’ils ne soient pas toujours faciles à maîtriser, sont bien connus, explicables et mesurables. Ils ne se manifestent que très exceptionnellement avec une intensité suffisante pour provoquer, à eux seuls, des perturbations susceptibles d’altérer la production et la santé des animaux de l’élevage

n

Une installation électrique bien conçue et bien entretenue constitue, à la base, la meilleure prévention. En effet, dans le cas contraire, ses dysfonctionnements peuvent engendrer des perturbations qui, en se superposant à d’autres facteurs de stress d’origines diverses, risquent de contribuer à la dégradation de l’état de santé des animaux

Conclusion

n

Lorsque l’on constate des signes anor-

maux dans le comportement des animaux de l’élevage, la démarche d’investigation pour en déterminer les causes doit être globale. Sauf défaillance évidente de l’installation électrique, les responsables du suivi sanitaire des animaux, ou d’autres professionnels de la santé animale, doivent être sollicités en premier lieu. Ils sont normalement en mesure de les diagnostiquer et de les traiter

n

Si le problème persiste, l’examen de l’environnement électrique peut alors s’avérer nécessaire. Un diagnostic précis doit être effectué avec l’aide de professionnels compétents, selon des méthodes approuvées qui seront référencées dans un rapport de mesures. Une fois les causes identifiées, des solutions efficaces aux problèmes posés pourront être apportées

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Annexes

1. La méthode d’analyse des causes de trouble en élevage

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2. Les fuites de courant des installations électriques : différences selon les pays . . . . 29 3. Les résultats d’une étude expérimentale sur l’exposition de bovins à des champs électriques et magnétiques à 50 Hz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4. L’induction magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5. L’induction électrostatique (ou couplage capacitif) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6. Le couplage électrochimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7. Le couplage par rayonnement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 8. Les valeurs de résistance corporelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 9. Magnétisme et géobiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

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Annexe 1

La méthode d’analyse des causes de trouble en élevage Maladies,mortalité Infertilité,baissedeprolificité n Baissesdesproductions (quantitativesetqualitatives) n Saisiesd’abattoir n

Problèmes de santé dans l’élevage ?

n

Techniciens

Services vétérinaires départementaux

Vétérinaire

Vaccinations Sérologie n Bactériologie n Virologie n Parasitologie

Documentsd’élevage Gestiondutroupeau n Bâtiments n Alimentation n Mesuresd’hygiène n Planssanitaires etmétaphylaxie n Traitements n

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Groupements de défense sanitaire

Laboratoires

Laboratoires nationaux de référence

Diagnostic

Cause zootechnique ou sanitaire Correction du problème

Attente et évaluation Si persistance du problème

Cause électrique possible Installateur électrique

Services EDF

Diagnostic électrique

Correction des déficiences éventuelles

Attente et évaluation

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Annexe 2

Les fuites de courant des installations électriques : différences selon les pays Le cas français Enfonctionnementnormal,iln’ya pasdefuites(i’=0)etlecourant entranti1 estégalaucourant sortanti2. Sil’installationestvictimed’un défautd’isolement,ilyafuites (i1 =i2 +i’)

Enfonctiondesasensibilité, ledisjoncteurdifférentielcoupe l’alimentationduparticulierquand lecourantsortantestdifférent ducourantentrant.

Le cas nord-américain et suédois Ledisjoncteurdifférentielestabsent etleneutredel’installation électriqueestreliéàlamasse desmatériels. Lecourantentranti1 separtage

entreleneutrei2 etlescircuits demasseetdeterrei’. Lecourantvagabondi’, nondétecté,circuledans lesmassesetlaterreduparticulier.

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Annexe 3

Les résultats d’une étude expérimentale sur l’exposition de bovins à des champs électriques et magnétiques à 50 Hz Uneétudesuédoise(*)aconsisté àplacerunlotde58génissesdans unterrainsituéàdixmètres d’uneligneàtrèshautetension (champélectriquede1400 à8400V/m,champmagnétiquede 0,39à4,7μT).Lahauteurdescâbles conducteursparrapportausolétait compriseentre10et18mètres. L’expositionaduré120jours.

Laphysiologiesexuelleendehorsde lagestation(intervalleinterœstrus, intensitédesœstrus,tauxdeprogestéroneplasmatique)atout d’abordétéétudiée.Lesgénissesont ensuiteétéinséminéesartificiellement. Lesparamètresdereproduction ontétécollectés(nombred’inséminationspourobtenirlagestation, tauxdeconception,nombrede fœtusvivants…).

Celotde58génissesaétécomparé àunlot«témoin»identique, soumisàdefaiblesvaleursde champs(champélectrique de0à100V/m,champ magnétiquede0,004à0,07μT).

Iln’estapparudedifférencesignificativesuraucundesparamètres collectés,quecesoitavantouaprès l’insémination.

Ligne électrique à 400 000 volts et à courant alternatif 50 Hz

Durée d’observation : 120 jours Physiologie sexuelle intervalle interœstrus, intensité des œstrus, taux de progestérone plasmatique.

Lot exposé de 58 génisses

Lot témoin de 58 génisses

Reproduction nombre d’inséminations pour obtenir la gestation, taux de conception, nombre de fœtus vivants. Pas de différence significative entre les 2 lots

Champs électriques : 1400 à 8400 V/m Champs magnétiques : 0,39 à 4,7 μT

Champs électriques : 0 à 100 V/m Champs magnétiques : 0,004 à 0,07 μT

(*) d’après Algers (B) et Hulgren (J), Preventive Veterinary Medicine, 1987, 5 : 21 - 36 Source : Dépêche vétérinaire

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Annexe 4

L’induction magnétique

Lechampmagnétiquecrééparle courantquitransitedansuneligne électriqueinduitdescourantset destensionsdanstouteslesstructuresmétalliquesprochesformant uncircuit«bouclé»ouprochede l’être(parunanimalparexemple). Silaboucleestdéjàfermée,le contactn’aaucuneconséquence: comptetenudelarésistancedu corps,lecourantinduitcircule uniquementdanslaboucle. Lecasleplusdéfavorableestcelui oùunanimal-ouunepersonnevient,parcontact,fermerlaboucle constituéeparuneclôturemétallique isoléedusol,parallèleàlalignesur plusieurscentainesdemètresetraccordéeàlaterreenunpointdonné. Uncourantinduittraversealorsl’animal-oulapersonne.Sarésistance corporellevalimitertrèsfortement l’intensitédececourantélectrique. Ilfautalorsdiminuerlatension induitepardesmisesàlaterre régulièresdelaclôtureet,lorsque celas’avèreinsuffisant,intercaler desélémentsnonconducteurs pourdiminuerlatailledesboucles.

L’inductionmagnétiqueestl’influence d’unchampmagnétiquesurune structuremétallique.Toutestructure métalliqueestdoncinfluençable. Celasetraduitparl’apparitionde tensionsetdecourantsinduitsdans cettestructure. Parexemple,unchampd’induction magnétiqueBvariablequitraverse uneboucleconductricecrée: soituncourantdanslaboucle, sicelle-ciestfermée, n soitunedifférencedepotentiel, silaboucleestouverte. n

Principes de mesure Ilexiste,danslecommerce,de nombreuxappareilsquipermettent demesurerdirectementleschamps magnétiques.Cesappareilssont pourlaplupartportatifs.Lamesure peutdoncsefairetrèsnaturellement entenantlecapteurdanslamain etparlecturedirectedel’afficheur. Àl’inverseduchampélectrique,la présenceducorpsdel’opérateurne modifiepaslechampmagnétique.

Diversmatérielsélectriques (transformateurs,générateurs...) fonctionnentsurceprincipe. Pourunebouclede1m2 etpour uneinductionmagnétiquede 10microtesla,latensioninduite estde3,14millivolts(à50hertz). Silaboucleestfermée,lecourant induitestfonction,d’unepart, del’impédanceducircuitconstitué parlaboucleet,d’autrepart, delatensioninduite,conformément àlaloid’Ohm.

Lamesuredelatensionsefait directementenraccordant auvoltmètreles«extrémités» delaboucleouverte.

n

Lamesureducourantsefaiten positionnantunepinceampèremétriqueautourduconducteureten laconnectantaumultimètre,ouen fermantlaboucleavecunampèremètre.

n

Lamesuredescourantsetdes tensionsinduitsparinduction magnétiquenécessiteunmultimètre etuncapteurdecourant.

Quellequesoitlamesureréalisée (champmagnétique,courant, tension),lavaleurluesurl’appareil doitêtrestableetreproductible. page

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Annexe 5

L’induction électrostatique (ou couplage capacitif)

L’inductionélectrostatiqueest l’actiond’unchampélectriquesur uncorpsconducteur.

En fait, deux types de courant traversent l’animal : 1. uncourantdetrèsfaibledurée, maisquipeutêtredeforteamplitude. Ilapparaîtjusteaumomentdu contact.C’estgénéralementlui quiestressenti.

Enappliquantunetensionentre deuxplaquesmétalliquesparallèles, deschargesélectriquesapparaissent àleursurface.Cescharges,fournies parlegénérateur,sontàl’origine d’unchampélectriqueentreles plaques.Danscecas,lechampest uniforme.Savaleurestdonnéeen divisantlatensionparladistance entrelesplaques. Ceciexpliqued’ailleursqueles champsélectriquessoientexprimés envoltsparmètre(V/m).

2. uncourantpermanent,defaible amplitude,dûauxvariationsdu champélectrique.

Prenonsl’exempled’unabreuvoir métalliquesousuneligneélectrique etisolédusol.Ilbaignedansun champélectriqueverticalcréépar lescâblesconducteursdelaligne. Paranalogieaveclafigureprécédente,oncomprendquel’abreuvoir sesitueentredeux«plaques»: laligneélectriqueetlesol. Larépartitiondeschargesàlasurface del’abreuvoirestmodifiée:c’est lephénomèned’inductionélectrostatique.Latensionainsicrééeest principalementfonctiondela hauteurdel’abreuvoir.C’estl’animal qui,ens’abreuvant,réaliselamise àlaterreentresonmuseauetses pattes:ilsetrouveparcouruparun courantquiestfonctiondelataille del’abreuvoir.

Sous une ligne à 400 000 volts, la charge d’un abreuvoir peut atteindre 2 microcoulomb. Au moment du contact, une vache peut donc subir un courant transitoire de 100 mA pendant 20 microsecondes. Si le contact est maintenu, la valeur de l’intensité permanente demeure largement inférieure au mA.

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Annexe 5

L’induction électrostatique (ou couplage capacitif)

Et les tubes fluorescents (« néons »), pourquoi s’allument-ils sous une ligne à haute tension ? Lorsqu’unepersonneseplacesous uneligneettenduntubefluorescentendirectiondesconducteurs, ils’éclairelégèrement.

Que se passe-t-il exactement ? Le phénomène est simple : 1. Lalumièreestproduiteparl’ionisationdugazbassepression(la vapeurdemercureàl’intérieurdu tube),soumisauchampélectrique. 2. Lechampélectriqueétant déforméparlesobjetsconducteurs, ilestplusélevéauniveaudelamain qu’auniveaudutube:lalumièreest doncplusimportanteauniveaude lamain.

Cetteexpériencen’estpossibleque dansl’obscurité.Lalueur,plusmarquéeauvoisinagedelamain,est beaucoupplusfaiblequelalumière émiseparletubefluorescenten fonctionnementnormal. Cephénomèneestutilisépour lebalisagenocturnedescâbles deslignesàhautetensionsituées àproximitédesaéroports.

Les principes de mesure Ilexiste,danslecommerce,de nombreuxappareilsquipermettent demesurerdirectementleschamps électriques.Cettemesureest particulièrementdélicateetnécessite quelquesprécautions :

Lamesuredescourantsetdestensionsinduitsparinductionélectrostatiquenécessiteunmultimètreetun capteurdecourant. Lamesuredelatensionsefait directementenraccordantlespoints demesureauvoltmètre.

n

1. Lechampélectriquepeutêtre fortementmodifiéparlaprésence del’opérateur.Cedernierdoitdonc s’écarterdeplusieursmètresdu pointdemesure.Laplupartdes capteursproposentundispositif delectureàdistance.

Lamesureducourantsefaiten positionnantunepinceampèremétriqueautourduconducteureten laconnectantaumultimètre.

n

Quellequesoitlamesureréalisée (champélectrique,courant,tension), lavaleurluesurl’appareildoitêtre stableetreproductible.

2. Lecapteurpeutêtretenuaubout d’unepercheisolanteouêtreposé surunsupportisolant,àunedistance minimaled’environ2mètres detoutesurfacemétallique.

Capteur

Bras isolant

Mauvaise position

Bonnes positions

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Annexe 6

Le couplage électrochimique

Danslamatièreconductricedel’électricité,leschargespeuventêtre véhiculéespardiversporteurs. Cesont:

Un exemple de couplage électrochimique : l’effet de pile Entre2poteauxmétalliquesde naturedifférente,plantésdansun solchargéd’ions(engraischimique, lisier...),apparaîtunetension. L’ensembleconstitueunepile électrique.

lesélectrons,danslecasdesmétaux, lesinhomogénéitésdelastructure cristalline(électronsou«trous») danslecasdessemiconducteurs (matériauxdebasedestransistorset descircuitsintégrés).Cesinhomogénéitéssontapportéespardes impuretéschimiques, n lesionsdanslesdécharges gazeuses,lesacides,lesbases, lesselsfondusouensolution (électrolytes). n n

0,5milliampèredanslecircuitfortuit constituépar : unebarrièremétalliqueenfer oxydéscelléedansunsolhumide, richeenionsdivers(nitrates, chlorures,etc.), n unfildecuivreconnectéàtravers unerésistancede1000ohmsàun piquetdemesureenacierzingué, plantédanslemêmesolgorgéd’électrolytes. n

Unetellepile«sauvage»aété miseenévidencedansunancien bâtiment d’élevage:ellefaisait circuler,demanièrequasipermanente,uncourantdel’ordrede

Mise en évidence d’un effet de pile par mesure d’une tension et d’un courant entre 2 éléments métalliques

Lesions sontdesatomesinitialementneutres.Lorsqu’ils«perdent» unouplusieursélectrons,onparle d’ions positifs.Àcontrario,lesions sontditsnégatifs lorsqu’ils «gagnent»desélectrons. Lesionssontcontinuellement produitsdanslemilieuambiantpar desphénomènesnaturels.Ilssont présentsdansl’atmosphère,leseaux, lesol,lamatièrevivante...oùils jouentunrôletrèsimportant. Cesont,engénéral,desagents chimiquestrèsactifs:leursréactions aveclamatièresontainsiutilisées dansdenombreusesapplications industrielles,regroupéessousle termegénériqued’électrochimie: l’électrolyse,lagalvanoplastie, l’électro-érosion...

Précisionimportante:lamesurede tensioncontinuepeutêtreperturbée parl’utilisationd’électrodes métalliquesquipeuventêtreà l’origined’unetensionrésultant d’uncouplageélectrochimique. Ilfautdoncutiliserdesélectrodes nonpolarisables,parexempledes électrodesencuivre/sulfatede cuivre.Ellessontconstituéesd’une tigedecuivreimmergéedansune solutionsaturéedesulfatedecuivre.

Letransportdeschargesparlesions peutêtreàl’originedecertains dysfonctionnementsdansdes installationsélectriques.Eneffet, lacohabitationentrecharges électriquesetmétauxdedifférente naturedonnelieuàun«couplage électrochimique».

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Annexe 7

Le couplage par rayonnement

Le couplage par rayonnement est l’induction par un champ électromagnétique de courants et de tensions parasites sur tout circuit conducteur.

Le champ électromagnétique Entouterigueur,ladistinctionentre lechampélectriqueetlechamp magnétiquen’estpossiblequepour deschampscontinus,c’est-à-direqui nevarientpasdansletemps. Onadmetnéanmoinscettedistinction pourdeschampsvariantlentement dansletemps(casdu50Hz) puisquel’erreurcommisedemeure infime.Enrevanche,dèsqueles variationsdeviennentrapides,iln’est pluspossibledeconsidérerlechamp électriqueetlechampmagnétique defaçonindépendante:laprésence del’unimpliquelaprésencede l’autre.Onparlealorsdechamp électromagnétique,dontl’amplitude estgénéralementexpriméeàpartirde sacomposanteélectriqueenV/m.

Lafréquenceduchampélectromagnétiqueestunmoyendecaractérisersavariationtemporelle.Ceseul paramètrenesuffitcependantpas poursavoirsil’onestenprésence d’unchampélectrique,d’unchamp magnétiqueoud’unchampélectromagnétique.Ilfautaussiprendre enconsidérationladistanceentre lepointd’observationetlasource duchamp.Ondistingueainsi deuxzones : 1. lazoneditede«champproche» pourlaquellelechampest, defaçonprivilégiée,soitélectrique soitmagnétiqueselonlanature delasource, 2. lazoneditede«champlointain» pourlaquellelechampestélectromagnétique.

Principes de mesure Lamesuredeschampsélectromagnétiquesesteffectuéedelamême façonquecelleduchampélectrique. Deux types d’appareil peuvent être utilisés : 1. Lecapteurlargebande: c’estleplussimpled’utilisation. IldonneunevaleurenV/mpour plusieursfréquencesàlafois. Pourobteniruneinformationprécise surunesourcedechamp,ilfautêtre sûrdelasourcequiémet. 2. Lecapteurbandeétroite: ilpermetdediscriminer,fréquence parfréquence,lechampélectromagnétique.Ilestcependantdifficile d’avoirlecapteuradaptéàlasource dechamp.

Voici quelques exemples de sources de rayonnement électromagnétique : Distance à l’émetteur correspondant à la zone de champ lointain

Puissance de la source

Champ électrique

Émetteur

Fréquence

Radiodiffusion

162 kHz

500 kW

300 m

4 V/m à 500 m

C.B.

27 MHz

12 W

2m

0,02 V/m à 500 m

T.V.

50 MHz

200 kW

1m

2,7 V/m à 500 m

Talkies-walkies

500 MHz

5W

0,1 m

0,7 V/m à 10 m

Téléphonie mobile

915 MHz

4W

0,05 m

0,6 V/m à 10 m

Laméthodegénéralementutilisée pourconnaîtredefaçonrigoureuse l’environnementélectromagnétique consisteàassocieruncapteurlarge bandeetunappareilspécifique d’analysespectrale.Cedernier permetdereconstitueretd’évaluer précisémentl’ensembledescomposantes(lesfréquences)duchamp. Toutefois,comptetenudesonprix, ilestgénéralementdestinéaux professionnels.

Le couplage par rayonnement Pluslafréquenceduchamp électromagnétiqueestélevée,plus ilpénètreàl’intérieurdesinstallations.Ilpeutalorsperturber leséquipementsélectroniques (parexemple,lesdispositifs automatiquesderemplissage desmangeoires).

Pourseprémunirdetoutproblème, ilconvientd’installerleséquipementssensibles-c’est-à-direceux quicontiennnentdescartesélectroniques -dansdesarmoires métalliqueshermétiquesetmisesà laterre.Ilestégalementnécessaire d’utiliserdescâblesblindésentre armoiresetde«chasser» lamoindreouverture.

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Annexe 8

Les valeurs de résistance corporelle

Pourunetensiondonnée,appliquée endeuxpointsducorpsd’un animal,l’intensitéducourantcorrespondantdépenddelarésistancedu cheminqu’ilemprunte.Larésistance corporelleestdoncunfacteur déterminantdelasensationperçue parl’animal.

Valeurs de la résistance électrique de la vache en fonction du trajet du courant (d’après Aneshansley D.J. et Gorewit R.C., 1996)

Larésistanceéquivalenteautrajet empruntéparlecourantpeutêtre connuesoitparmesuredirectesur l’animalentier,soitparmesured’un segmentisolé.Cesmesurespermettentdeconnaîtrelescomposantes dechaquetrajetdecourantet dedresserunschémaélectrique équivalent.

Résistance moyenne (ohms)

Trajet Bouche

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tous sabots

Bouche Bouche Membre antérieur

> > >

sabots antérieurs sabots postérieurs membre postérieur

Sabots antérieurs Croupe Poitrine

> > >

sabots postérieurs tous sabots tous sabots

Trayon Trayon

> >

bouche tous sabots

Trayon Trayon Tous trayons

> > >

sabots postérieurs sabots antérieurs tous sabots

Mamelles

>

tous sabots

350 361* 475 624 300 362* 734 680 980 1000* 433 594 880* 594 874 1320 1000* 1700

*Valeursobtenuessurdessériesdemesuresdifférentes.

Lavaleurdelarésistancecorporelle estégalementfortementinfluencée parcelledelarésistancedespoints decontact.Danslesconditionsde l’élevage,elledépenddelanature dusol,delaprésenced’eauàsa surface,delatensionaupointde contact,delagéométriedessabots etdelaforced’appui,doncdu poidsetdel’âge. Lescourbesci-contremontrent l’évolutiondecetterésistanceau coursdelapérioded’engraissement deporcsplacéssurunsolrecouvert d’untreillismétallique,auquelon appliqueunetensionde5volts. (d’aprèsMatteetal.,1992)

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Annexe 9

Magnétisme et géobiologie

Magnétisme et magnétisme Le mot Magnétisme a deux sens dans un dictionnaire :

Actuellement,aucundispositifde mesurephysiquenepermet d'objectivercemagnétismequi couvreentreautreslaradiesthésie oulesphénomènesparanormaux.

1. partiedelaphysiquequi concernel'étudedespropriétés desaimants, 2. attractionexercéeparune personnesuruneautre.

Iln’existeaucunrapportentre cemagnétismeet«l'électromagnétisme»quiestla«partiede l'électricitétraitantdespropriétés magnétiquesdescourants électriques».Cetélectromagnétisme n'ariendemystérieux.Seséquations ontétéproposéesdepuisplusd'un siècleparJamesClerkMaxwell. Ellessontvérifiéestouslesjours puisqu'ellessontàlabasedela productionetdel'utilisationdel'électricité,delaradio,dela télévision,destélécommunications...

C'estladeuxièmedéfinitionquifait que,pourlamajoritédesgens,le magnétismes'accompagned'une connotationdemystère. Ellecorrespondau«magnétisme animal»quiest«l'influencevraie ousupposéequ'unepersonnepeut exercersuruneautreaumoyende mouvements,appeléspasses,et transmettresonfluidevital»selon ladoctrinedeFranzMesmer.

Géobiologie Certainsabordentlesproblèmesde pathologiehumaineetanimalepar unedisciplinedésignéesouslenom de«géobiologie».

Lesinfluencesnocivess'exerçantsur lesêtresvivantsetprovenantdela terresontsupposéesagirpar différentsrayonnementstelsquele rayonnementcosmiqueetlerayonnementtellurique.Onleuradjointles différents«rayonnements»provenantdesinstallationsdedistribution électriqueetdesdispositifsd'utilisation del'électricité(faisceauxhertziens, foursàmicro-ondes,postesdetélévision,montresàcristauxliquides, radioréveils...).Uneautreinteraction résulteraitdel'ionisationdel'air:les appareilsélectriquesetlesclimatisationsseraientdesgénérateursd’ions positifsdontlaconcentrationexcessive seraitpathogène. Lesstratégiesproposéespourlutter contrelessituationsdéfavorablessont, parexemple,l'adjonctiond'ionsnégatifssupposéecapablederééquilibrer l'atmosphèreetderéduirelesrisques pourlasanté.Demême,lamiseen placedepierresdontl'orientationest

Cetermedésignel'influencede laterresurtouslesêtresvivants: végétaux,animauxethommes.Cette influences'exerceraitparlesradiations quiémanentdelaterreetquiforment unréseaugéométriqueprésentsur touslescontinents.Lesintersections decesmaillessontconsidérées commefortementpathogènes, surtoutquandellessontàlaverticale defaillesdeterrainoudecoursd'eau souterrains.Cespoints«géopathogènes»sonttenusresponsables parcertainespersonnesdemaladies gravestellesqu'affectionscardio-vasculairesetcancersoudetroubles fonctionnelstelsquemigraines, fatigue,tensionnerveuse,troubles digestifs,insomnies,vertiges...

soigneusementdéterminée,oude fontainesquiapportentunecertaine massedeliquide,estconsidérée commepropreàécarterleschamps électromagnétiquesdéfavorables. Lesmenhirsoulespyramidesseraient undesmoyensdecorrigerlesimperfectionsvibratoiresdel'environnement enlescanalisant,commed'ailleursles cristauxetcertainespierresprécieuses. Cette discipline constitue un ensemble dans lequel sont entremêlées des données physiques mesurables, pour lesquelles l'évaluation d'un éventuel pouvoir pathogène peut être faite en laboratoire, et des données non mesurables correspondant à des phénomènes impossibles à objectiver dont la pathogénicité ne peut être confirmée.

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Crédits photos : Photothèque GROUPAMA : Jean-Paul Guillou pages 1, 5, 6, 7, 23 Pierre Aucante pages 1, 5, 14, 15, 18, 22, 28 Ministère de l’Agriculture et de la Pêche : Raymond Sauvaire pages 1, 5, 20, 21, 25 La Médiathèque EDF : Georges Merillon page 9 Claude Pauquet page 10 Claude Cieutat pages 1, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 37 Marc Monceau page 1 Éric Marquefave pages 31, 36 Claude Caroly page 13 Henri Cazin pages 2, 3, 4, 5, 26, 38, 39

Les brochures figurant en page 13 sont disponibles auprès de : Promotelec Espace Elec - CNIT - BP 9 92053 PARIS - LA DÉFENSE

Cedocumentaétéréaliséavecleconcoursde:

MonsieurBourgetdePromotelecn MonsieurBrugère,

Professeurdephysiologieetthérapeutiqueàl’École

NationaleVétérinaired’Alfortn MonsieurGallouin,

Professeurdephysiologieanimaleàl’InstitutNational

AgronomiquedeParis-Grignonn MonsieurLemeray

duMinistèredel’AgricultureetdelaPêche(Direction

Remerciements

desExploitations,delaPolitiqueSocialeetde

l’Emploi)n MonsieurPicou,conseilleràl’Assemblée

PermanentedesChambresd’Agriculturen MonsieurVauge,

Professeurd’énergétiqueàl’universitédeParisXIIn etdes

servicessuivantsd’EDF:DivisionRechercheDéveloppement,

ServicedesÉtudesMédicales,GestionnaireduRéseaude

Transportd’Électricité,

CentreNationald’ExpertiseRéseaux.

LG - MLC

JUIN 2003 - Réf. PROMOTELEC PRO 1083 1

Mieux connaître les risques des courants électriques

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