Arc électrique, amorçage électrique : nous décodons tout pour vous

Introduction à l'amorçage électrique

Définition de l'amorçage électrique

L’amorçage électrique correspond au passage d’un arc électrique entre deux conducteurs. Cet arc se produit lorsque les conditions de tension et de courant permettent la traversée du courant électrique dans un espace normalement isolé. Il peut survenir dans divers contextes électriques, qu’il s’agisse d’équipements de soudage, de systèmes de distribution d’énergie ou de simples dispositifs domestiques.

Importance de comprendre l’amorçage électrique

Les arcs électriques sont particulièrement dangereux. Cette « fuite » d’énergie, souvent d’origine accidentelle due à un court-circuit, a des effets comparables à ceux d’une explosion. Elle se repère par une émission intense de chaleur et de lumière éblouissante, un bruit assourdissant, une onde de choc violente et une éventuelle projection de métal en fusion. Ceci constitue un danger évident pour les installations comme pour les personnes.

Risques liés aux arcs électriques

Les risques liés aux arcs électriques sont multiples. Dans les systèmes électriques, ils peuvent provoquer des incendies, des pannes ou des destructions d'équipement et d’appareils coûteux ou des projections de débris. 

Sur le plan humain, l'électrisation peut causer des brûlures sévères, voire fatales en cas de contact direct. D’autres répercussions peuvent être sournoises et camouflées derrière des troubles auditifs et visuels, qu'ils soient durables ou passagers, des intoxications sévères voire des cancers.

Applications industrielles et domestiques

Dans les applications industrielles, les arcs électriques peuvent se produire dans les systèmes de distribution d’énergie haute tension, par exemple des câbles électriques, les caténaires mais également dans les équipements de soudage.

En milieu domestique, ils peuvent apparaître dans les circuits mal isolés ou surchargés.

Qu’est-ce qu’un arc électrique ?

Définition de l’arc électrique

Un arc électrique est un phénomène physique au cours duquel un courant traverse un milieu ionisé (un gaz ou un air), créant ainsi une décharge visible. 

L’ionisation est une « échappée » d'électrons. L’atome est formé d’un noyau de protons autour duquel gravitent des électrons. Le nombre de protons et d’électrons qui composent l’atome est en nombre identique. On dit que l’atome est électriquement neutre. Si un électron vient à s’échapper, l’atome n’est plus neutre, il y a ionisation.

Qu’est-ce qu’un arc électrique ?

L’arc électrique survient lorsque la tension appliquée entre deux éléments conducteurs atteint un seuil assez élevé et lorsque l'espace qui sépare ces deux conducteurs est ionisé, un champ conducteur se forme, permettant à l'énergie de circuler. L’arc électrique est associé à une surcharge d’électricité dite surtension.

Causes de l’amorçage d’un arc électrique

Plusieurs facteurs peuvent provoquer un arc électrique. Cela peut inclure une tension excessive, des défauts dans le circuit ou des contacts défectueux. Le phénomène survient souvent lorsque des câbles sont endommagés ou mal isolés, créant ainsi une résistance qui favorise la formation d’un arc.

Comment se forme un arc électrique ?

La formation d’un arc électrique passe par plusieurs étapes. Tout d'abord, la tension incidente doit atteindre un niveau suffisant pour ioniser l’air ou le gaz présent entre les conducteurs. Cette ionisation permet la création d’un chemin conducteur, initiant ainsi l'arc. Le phénomène peut être amplifié, créant une chaleur extrême et un rayonnement lumineux intense.

Principes de l’amorçage électrique

Processus d’amorçage électrique

L'amorçage électrique nécessite la présence de certains paramètres essentiels : une tension adéquate, un courant suffisant et un milieu ionisable entre les deux électrodes. Une fois ces conditions réunies, l’arc peut se former spontanément.

Tension nécessaire pour l’amorçage

La tension nécessaire pour amorcer un arc dépend du champ disruptif, qui est la valeur de tension à partir de laquelle un matériau isolant, tel que l’air, devient conducteur. Cette tension varie selon la distance entre les conducteurs et le type de matériau en question.

Matériaux utilisés pour les électrodes

Les matériaux conducteurs les plus couramment utilisés pour amorcer un arc sont le cuivre, l’aluminium et le tungstène. Ces matériaux sont choisis pour leur excellente conductivité et leur résistance à l’usure causée par les arcs électriques récurrents.

Les conséquences des arcs électriques

Risques pour les installations électriques

Les arcs électriques peuvent provoquer des dommages matériels conséquents. Cela inclut la destruction d’équipements électroniques, la fusion des câbles, et dans certains cas, des incendies.

Des installations électriques défectueuses peuvent avoir des répercussions dramatiques pour les sociétés et les individus.

Que risquent les personnes face à un arc électrique ?

Les arcs électriques représentent aussi un danger pour les personnes. Les brûlures provoquées par le flash arc peuvent être particulièrement sérieuses et l'éclat lumineux d'un arc peut endommager la vue. Dans les situations les plus extrêmes, l'électrocution et les explosions liées à un arc peuvent conduire à la mort.

Quelles sont les caractéristiques du phénomène d’un arc électrique ?

Les caractéristiques les plus distinctives d’un arc électrique incluent une forte chaleur, une étincelle accompagnée d’une lumière éblouissante soudaine ainsi qu’une onde de choc.

Quels sont les dispositifs de protection pour prévenir des arcs électriques ?

Les dispositifs de protection recommandés

Prendre des précautions de sécurité autour des installations électriques pour éviter la formation d’arcs électriques et réduire les risques associés est fortement recommandé. Plusieurs dispositifs de protection existent tels que :

• les armoires et boîtiers fermés,
• les disjoncteurs,
• les relais de protection, 
• et les systèmes de détection d’arcs électriques.

Quelles sont les mesures de prévention à l’installation électrique ?

Des mesures de prévention telles qu'une bonne isolation, une maintenance régulière réalisée par un professionnel agréé et le respect des normes de sécurité sont essentielles pour éviter toute surcharge. 

Il est recommandé de :

• veiller à ce que les systèmes électriques soient correctement dimensionnés, 
• contrôler les circuits électriques,
• évaluer l’intégrité des éléments conducteurs, comme les enveloppes de protection,
• vérifier la disposition des câbles électriques au sein de tableaux électriques dédiés,
• sensibiliser les dirigeants et former les équipes,
• installer une signalisation explicite des zones à risque d'approche,
• renouveler les examens de l'énergie tous les cinq ans.

Normes internationales de sécurité

La norme IEC 61482 régit la sécurité électrique contre les arcs électriques. Elle impose des critères stricts pour assurer la protection des travailleurs et des installations contre les risques d’arcs.

Défauts majeurs à surveiller

Parmi les défauts à surveiller figurent les connexions défectueuses, les surcharges et les câblages vieillissants. Ces défauts augmentent les risques d’amorçage d’un arc électrique et doivent être réparés dès qu’ils sont détectés.

Incident de flash arc : que faire ?

Qu’est-ce qu’un incident de flash arc ?

Un flash arc est un phénomène soudain et dangereux qui survient lorsqu'un arc électrique crée un éclair intense et une décharge thermique instantanée. Ce phénomène peut provoquer des brûlures graves et des explosions.

Mesures de sécurité en cas d’incident

En cas d’incident de flash arc, il est primordial de suivre les procédures d'urgence en place, comme l'évacuation immédiate de la zone et la coupure de l'alimentation électrique pour limiter les dégâts.

Exemples d’incidents majeurs

Certains accidents industriels ont illustré les dangers des arcs électriques, provoquant des explosions et des blessures graves. Ces incidents rappellent l'importance de suivre des protocoles de sécurité stricts.

Amorçage électrique dans les différentes industries

Amorçage dans l’industrie du soudage

Dans le domaine du soudage, l’amorçage d’un arc est courant, en particulier dans le soudage à l’arc avec électrode enrobée. Ce processus est contrôlé et utilisé pour fusionner des matériaux métalliques.

Amorçage électrique dans les systèmes de distribution électrique

Dans les grandes installations électriques, les arcs peuvent se produire à des points critiques tels que les transformateurs ou les réseaux haute tension. Une bonne gestion de ces systèmes est essentielle pour éviter des interruptions de service ou des accidents.

L’amorçage électrique et les arcs électriques sont des phénomènes complexes mais essentiels à comprendre pour assurer la sécurité des systèmes électriques. Avec les bonnes pratiques de prévention et les dispositifs de protection adéquats, il est possible de limiter les dégâts et de garantir des installations en toute sécurité et durables.