Terrassement près de Lignes Électriques Aériennes

Contexte : Le risque électriqueDanger lié à la présence ou à l'utilisation d'énergie électrique, incluant l'électrisation, l'électrocution et l'arc électrique. en chantier de Mouvements de Terres.

Une entreprise de travaux publics doit réaliser une tranchée pour la pose d'une canalisation. Le tracé de la tranchée passe directement sous une ligne électrique aérienne à haute tension (HTA). L'engin principal utilisé est une pelle hydraulique. Votre rôle est d'analyser la situation, d'identifier les risques et de vérifier la conformité des opérations par rapport à la réglementation.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à identifier les distances de sécurité réglementaires (DLV) et à les comparer à une situation de travail réelle pour déterminer si une opération de terrassement est autorisée ou nécessite des mesures de prévention spécifiques.

Objectifs Pédagogiques

Identifier les risques liés au travail à proximité des lignes électriques (contact, amorçage).
Connaître et appliquer la notion de Distance Limite de Voisinage (DLV).
Calculer une "garde" ou distance réelle entre un engin et un conducteur.
Prendre une décision sur la faisabilité d'un chantier en fonction des risques.

Données de l'étude

L'étude porte sur un chantier de terrassement pour lequel une pelle hydraulique doit creuser sous une ligne électrique.

Fiche Technique

Caractéristique	Valeur
Engin utilisé	Pelle hydraulique sur pneus
Type de ligne	Ligne HTA (Haute Tension A) aérienne
Objectif	Creuser une tranchée de 1.20m de profondeur

Situation du Chantier

[Nom du Paramètre]	[Description ou Formule]	[Valeur]	[Unité]
Tension Nominale Ligne	\( U \)	20	kV
Hauteur conducteurs / sol	\( H_{\text{ligne}} \)	9.0	m
Hauteur max. engin	\( H_{\text{engin}} \)	7.5	m

Questions à traiter

Quelle est la Distance Limite de Voisinage (DLV) applicable pour une ligne de 20 kV ?
Calculer la "garde verticale" (\(G_v\)) réelle entre le point le plus haut de la pelle (7.5m) et la ligne (9.0m).
Comparer la garde verticale (\(G_v\)) à la DLV. L'opération est-elle autorisée sans mesures spécifiques ?
Si la ligne était une ligne HTB de 63 kV, quelle serait la DLV et la conclusion changerait-elle ?
Lister deux mesures de prévention obligatoires si on doit travailler *dans* la DLV (avec autorisation).

Les bases sur la Prévention du Risque Électrique (Terrassement)

Travailler près de lignes électriques est une activité à haut risque. La réglementation (notamment en France, via le Code du Travail et les normes comme l'UTE C 18-510) impose des distances de sécurité pour éviter deux risques majeurs.

1. Risques Principaux

Contact Direct : L'engin ou une personne touche le conducteur.
Arc Électrique (Amorçage) : À haute tension, l'air n'est plus un isolant parfait. Le courant peut "sauter" et créer un arc électrique si l'engin s'approche trop, même sans contact direct. C'est souvent mortel.

2. Distance Limite de Voisinage (DLV)
C'est la distance de sécurité minimale à respecter autour d'une pièce nue sous tension. Pour les travaux de terrassement sans personnel habilité (AIPR), la réglementation simplifiée est souvent utilisée : \[ \begin{cases} \text{DLV} = 3 \text{ mètres} & \text{si } U \le 50 \text{ kV (HTA)} \\ \text{DLV} = 5 \text{ mètres} & \text{si } 50 \text{ kV} < U \le 500 \text{ kV (HTB)} \end{cases} \] Aucun engin ne doit pénétrer dans cette zone sans mesures de sécurité drastiques.

Correction : Terrassement près de Lignes Électriques Aériennes

Question 1 : Quelle est la Distance Limite de Voisinage (DLV) applicable pour une ligne de 20 kV ?

Principe

Pour déterminer la DLV, il faut d'abord identifier la plage de tension de la ligne (HTA ou HTB) et appliquer la distance réglementaire correspondante.

Mini-Cours

Les lignes sont classées par leur tension \(U\). Les lignes HTA (Haute Tension A) ont typiquement une tension comprise entre 1 kV et 50 kV. Les lignes HTB (Haute Tension B) ont une tension supérieure à 50 kV. Les distances de sécurité dépendent de cette classification.

Remarque Pédagogique

La première étape de toute analyse de risque est de collecter les bonnes informations. Ici, l'information cruciale est la tension de la ligne (20 kV), qui doit être obtenue via une DICT (Déclaration d'Intention de Commencement de Travaux).

Normes

Nous utilisons la réglementation française simplifiée pour les travaux à proximité de réseaux (souvent associée à l'AIPR - Autorisation d'Intervention à Proximité des Réseaux).

Formule(s)

La formule (ou plutôt la règle) applicable est :

\text{Pour une tension } U \le 50 \text{ kV (HTA)}, \text{ la DLV est de } 3 \text{ mètres}.

Hypothèses

On suppose que le 20 kV est la tension nominale de la ligne et que la réglementation simplifiée s'applique.

Donnée(s)

La seule donnée nécessaire pour cette question :

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Tension NominaleTension électrique pour laquelle un appareil ou une installation a été conçu pour fonctionner.	U	20	kV

Astuces

Retenez simplement "3 mètres pour HTA, 5 mètres pour HTB". C'est la base de la prévention sur chantier de terrassement. 20 kV est une tension HTA très courante.

Schéma (Avant les calculs)

Pas de schéma spécifique pour ce calcul, il s'agit d'une application directe de la norme.

Calcul(s)

Étape 1 : Constat de la tension

On extrait la donnée d'entrée de l'énoncé :

U = 20 \text{ kV}

La tension nominale de la ligne est de 20 kV.

Étape 2 : Comparaison à la norme

On compare cette tension à la valeur seuil de 50 kV (qui sépare HTA et HTB pour cette règle) :

\text{Comme } 20 \text{ kV} \le 50 \text{ kV}, \text{ la ligne est classée HTA pour cette règle.}

Puisque 20 est inférieur à 50, nous sommes dans la catégorie HTA (Haute Tension A).

Étape 3 : Conclusion sur la DLV

La règle pour la HTA (\(U \le 50 \text{ kV}\)) s'applique donc :

\text{DLV} = 3 \text{ mètres}

La distance de sécurité minimale à respecter est donc de 3 mètres.

Schéma (Après les calculs)

On peut visualiser cette DLV comme une "bulle" de 3 mètres autour du conducteur.

Visualisation de la DLV

Réflexions

La DLV est une distance de sécurité absolue. Aucun engin ou personnel non habilité ne doit franchir cette limite de 3 mètres. Le risque d'amorçage est réel bien avant de toucher le câble.

Points de vigilance

Ne pas confondre la DLV (zone de sécurité, 3m ou 5m) avec la "distance de garde" (distance pour l'amorçage pur, souvent en cm) ou la "distance d'élagage". En terrassement, la DLV est la référence.

Points à retenir

La tension de la ligne (U) détermine la DLV.
Pour \(U \le 50 \text{ kV}\), la DLV est de 3 mètres.

Le saviez-vous ?

L'AIPR (Autorisation d'Intervention à Proximité des Réseaux) est une formation obligatoire pour les conducteurs d'engins et les encadrants de chantier pour s'assurer qu'ils connaissent ces règles vitales.

FAQ

Questions fréquentes sur cette étape.

Résultat Final

La Distance Limite de Voisinage (DLV) applicable est de 3 mètres.

A vous de jouer

Si la tension de la ligne était de 40 kV, quelle serait la DLV applicable (en mètres) ?

Mini Fiche Mémo

Synthèse de la Question 1 :

Concept Clé : DLV (Distance Limite de Voisinage).
Règle : \(U \le 50 \text{ kV} \rightarrow \text{DLV} = 3 \text{ m}\).
Donnée : \(U = 20 \text{ kV}\).
Résultat : \(\text{DLV} = 3 \text{ m}\).

Question 2 : Calculer la "garde verticale" (\(G_v\)) réelle entre le point le plus haut de la pelle (7.5m) et la ligne (9.0m).

Principe

La "garde verticale" est la distance physique, réelle, qui sépare le point le plus bas de la ligne électrique du point le plus haut que peut atteindre l'engin de chantier. C'est une simple soustraction de hauteurs.

Mini-Cours

Il est essentiel de différencier la "garde" (ce que l'on mesure sur site) de la "DLV" (ce que la norme impose). La garde est une mesure géométrique. On la calcule pour la comparer ensuite à la norme.

Remarque Pédagogique

La hauteur de la ligne (9.0m) correspond à son point le plus bas (la "flèche" du câble). La hauteur de l'engin (7.5m) doit correspondre à sa hauteur maximale en extension, car on doit toujours considérer le scénario le plus défavorable (une fausse manœuvre).

Normes

Ce calcul ne dépend pas d'une norme, c'est un simple calcul géométrique basé sur les données de l'énoncé.

Formule(s)

Calcul de la garde verticale

G_v = H_{\text{ligne}} - H_{\text{engin}}

Hypothèses

On suppose que le sol est plat et horizontal sous la ligne et que les hauteurs sont mesurées depuis ce même niveau de référence.

Donnée(s)

Les données nécessaires de l'énoncé :

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Hauteur de la ligne	\(H_{\text{ligne}}\)	9.0	m
Hauteur max. de l'engin	\(H_{\text{engin}}\)	7.5	m

Astuces

Toujours faire un petit schéma mental ou sur papier. Dessiner la ligne en haut, l'engin en bas, et visualiser la distance "vide" entre les two. C'est la garde.

Schéma (Avant les calculs)

Le schéma de l'énoncé illustre parfaitement cette situation.

Calcul(s)

Application de la formule

On prend la formule de la garde verticale, qui est la différence entre la hauteur de la ligne et la hauteur de l'engin : \( G_v = H_{\text{ligne}} - H_{\text{engin}} \).

On remplace les symboles par les valeurs de l'énoncé (9.0m pour la ligne, 7.5m pour l'engin) :

\begin{aligned} G_v &= 9.0 \text{ m (Hauteur Ligne)} - 7.5 \text{ m (Hauteur Engin)} \\ &= 1.5 \text{ m} \end{aligned}

Le calcul (9.0 moins 7.5) nous donne une garde verticale réelle de 1.5 mètre.

Schéma (Après les calculs)

Ce calcul confirme la distance libre.

Visualisation de la Garde Verticale

Réflexions

La distance physique libre entre le point le plus haut de la pelle et la ligne est de 1.5 mètre. Cette valeur seule ne dit pas si c'est sécuritaire ou non ; elle doit être comparée à la norme (DLV).

Points de vigilance

Assurez-vous d'utiliser la hauteur *maximale* de l'engin (flèche levée), et non sa hauteur de transport ou de travail habituelle. On se protège contre le risque maximal.

Points à retenir

La garde verticale (\(G_v\)) est la distance réelle mesurée sur site.
\( G_v = H_{\text{ligne}} - H_{\text{engin}} \).

Le saviez-vous ?

Certaines pelles modernes peuvent être équipées de "limiteurs de hauteur" électroniques ou "gabarits" pour empêcher physiquement l'opérateur de lever la flèche au-dessus d'une certaine hauteur préréglée, garantissant ainsi le respect de la garde.

FAQ

...

Résultat Final

La garde verticale (\(G_v\)) réelle disponible est de 1.5 mètre.

A vous de jouer

Si la ligne était à 10.0m de haut et la pelle avait une hauteur max de 8.0m, quelle serait la garde verticale (\(G_v\)) en mètres ?

Mini Fiche Mémo

Synthèse de la Question 2 :

Concept Clé : Garde verticale (distance réelle).

Question 3 : Comparer la garde verticale (\(G_v\)) à la DLV. L'opération est-elle autorisée sans mesures spécifiques ?

Principe

C'est l'étape de décision. On compare la distance réelle disponible (Garde, \(G_v\)) à la distance de sécurité minimale requise (DLV). Pour être en sécurité, la distance réelle doit être supérieure à la distance requise.

Mini-Cours

Le critère de sécurité est simple : \( G_v \ge \text{DLV} \). Si ce critère n'est pas respecté, l'engin de chantier ne doit pas entrer dans la zone, car il franchirait la Distance Limite de Voisinage, s'exposant à un risque d'arc électrique.

Remarque Pédagogique

Cette comparaison est le cœur de l'analyse de risque. C'est ce qui permet de passer d'une observation (la pelle est sous la ligne) à une conclusion (le chantier est dangereux / le chantier est conforme).

Normes

La norme impose de respecter la DLV. Notre calcul vérifie le respect de cette norme.

Formule(s)

Critère de Sécurité

\text{Comparer } G_v \text{ et DLV}

\text{Si } G_v \ge \text{DLV} \rightarrow \text{OK}

\text{Si } G_v < \text{DLV} \rightarrow \text{DANGER (Interdit sans mesures)}

Hypothèses

On utilise les résultats des deux questions précédentes.

Donnée(s)

Données issues des calculs précédents :

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Garde verticale (réelle)	\(G_v\)	1.5	m
DLV (requise)	\(\text{DLV}\)	3.0	m

Astuces

Visualisez la DLV de 3m comme une "bulle" rouge dangereuse. Visualisez la garde de 1.5m comme l'espace "libre". Si l'espace libre est plus petit que la bulle dangereuse, c'est que l'engin est DANS la zone dangereuse.

Schéma (Avant les calculs)

...

Comparaison Garde / DLV

L'engin (7.5m) est au-dessus de la limite de sécurité (6.0m), donc DANS la DLV.

Calcul(s)

Comparaison

On reprend les deux valeurs calculées précédemment. D'abord, la garde verticale réelle (calcul Q2) :

G_v = 1.5 \text{ m} \text{ (La garde réelle que nous avons)}

Ensuite, la distance de sécurité minimale requise par la norme (calcul Q1) :

\text{DLV} = 3.0 \text{ m} \text{ (La sécurité minimale requise)}

On compare les deux valeurs pour appliquer le critère de sécurité (\(G_v \ge \text{DLV}\)) :

1.5 \text{ m} < 3.0 \text{ m}

Cette inégalité (\(G_v < \text{DLV}\)) montre que la distance réelle (1.5m) est plus petite que la distance de sécurité requise (3.0m). Le critère n'est pas respecté.

Schéma (Après les calculs)

Le schéma ci-dessus montre que la hauteur maximale de l'engin (7.5m) est supérieure à la hauteur "plancher" de la DLV (qui est \(9.0\text{m} - 3.0\text{m} = 6.0\text{m}\)). L'engin pénètre donc dans la zone de danger.

Réflexions

La conclusion est sans appel : la garde verticale réelle (1.5m) est inférieure à la distance de sécurité requise (3.0m). L'opération est donc formellement interdite en l'état. Le risque d'amorçage est trop élevé.

Points de vigilance

L'erreur la plus grave serait de penser "1.5m, c'est large, je ne vais pas toucher". L'électricité à 20 000 Volts peut "sauter" sur plusieurs dizaines de centimètres (voire plus selon l'humidité) pour rejoindre la masse de l'engin.

Points à retenir

Le critère de sécurité est \( G_v \ge \text{DLV} \).
Si \( G_v < \text{DLV} \), le chantier doit être arrêté et des mesures de prévention doivent être prises.

Le saviez-vous ?

La plupart des accidents mortels avec des engins de chantier près de lignes électriques surviennent par amorçage, sans contact direct. Le conducteur est souvent en sécurité dans sa cabine (cage de Faraday), mais toute personne au sol touchant l'engin est électrocutée.

FAQ

...

Résultat Final

L'opération n'est pas autorisée car la garde réelle (1.5m) est inférieure à la DLV (3.0m).

A vous de jouer

Si la DLV (requise) était de 2m et la garde (réelle) était de 2.5m, l'opération serait-elle autorisée ? (Tapez 1 pour Oui, 0 pour Non).

Mini Fiche Mémo

Synthèse de la Question 3 :

Concept Clé : Critère de sécurité.

Question 4 : Si la ligne était une ligne HTB de 63 kV, quelle serait la DLV et la conclusion changerait-elle ?

Principe

Nous refaisons le calcul de la DLV (Question 1) et la comparaison (Question 3) avec une nouvelle tension d'entrée. Cela montre l'impact direct de la tension sur les distances de sécurité.

Mini-Cours

Rappel de la règle pour les lignes HTB (Haute Tension B) : la plage de tension est \( U > 50 \text{ kV} \). Pour ces lignes, le risque d'amorçage est bien plus grand, la distance de sécurité est donc augmentée.

Remarque Pédagogique

63 kV est une tension HTB standard. Le danger est significativement plus élevé qu'à 20 kV. Les distances de sécurité augmentent en conséquence.

Normes

Nous utilisons la deuxième partie de la règle de base :

Formule(s)

Règle pour HTB

\text{Pour } 50 \text{ kV} < U \le 500 \text{ kV}, \text{ la DLV est de } 5 \text{ mètres}.

Hypothèses

La garde verticale réelle (\(G_v = 1.5\text{m}\)) ne change pas (la pelle et la hauteur de la ligne sont les mêmes).

Donnée(s)

Nouvelle donnée :

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Nouvelle Tension Ligne	\(U'\)	63	kV
Garde verticale (calculée)	\(G_v\)	1.5	m

Astuces

Dès que vous lisez "HTB" ou une tension supérieure à 50 kV (comme 63, 90, 225, ou 400 kV), le réflexe doit être "5 mètres de DLV".

Schéma (Avant les calculs)

Pas de nouveau schéma nécessaire.

Calcul(s)

Étape 1 : Calcul de la nouvelle DLV

On prend la nouvelle tension donnée dans la question :

U' = 63 \text{ kV}

On la compare au seuil de 50 kV :

\text{Comme } 63 \text{ kV} > 50 \text{ kV}, \text{ la ligne est HTB.}

Puisque 63 est supérieur à 50, nous sommes dans la catégorie HTB (Haute Tension B).

On applique donc la règle pour les lignes HTB :

\text{Nouvelle DLV} = 5 \text{ mètres}

La distance de sécurité requise pour cette ligne est de 5 mètres.

Étape 2 : Comparaison

On compare notre garde réelle (qui n'a pas changé) à cette nouvelle DLV. D'abord, la garde réelle (calcul Q2) :

G_v = 1.5 \text{ m} \text{ (Garde réelle)}

Ensuite, la nouvelle sécurité requise (calcul ci-dessus) :

\text{Nouvelle DLV} = 5.0 \text{ m} \text{ (Sécurité requise)}

On compare les deux :

1.5 \text{ m} \ll 5.0 \text{ m}

La distance réelle (1.5m) est maintenant très inférieure (le symbole \(\ll\) signifie "très inférieur à") à la distance de sécurité requise (5.0m).

Schéma (Après les calculs)

...

Comparaison (63 kV)

Réflexions

La conclusion non seulement change, mais elle aggrave la situation. La DLV requise passe de 3m à 5m. La garde réelle de 1.5m est maintenant très largement insuffisante. Le danger est critique.

Points de vigilance

Une ligne "plus haute" ou "plus grosse" n'est pas juste un peu plus dangereuse, elle l'est exponentiellement. Les DLV de 3m et 5m sont des minimums absolus.

Points à retenir

Pour \(50 \text{ kV} < U \le 500 \text{ kV}\), la DLV est de 5 mètres.
Plus la tension est élevée, plus la distance de sécurité requise est grande.

Le saviez-vous ?

Une ligne de 400 kV (HTB) peut provoquer un arc électrique de plusieurs mètres dans des conditions humides. La DLV de 5 mètres n'est absolument pas exagérée.

FAQ

...

Résultat Final

La DLV pour 63 kV est de 5 mètres. La conclusion est inchangée (opération interdite) et le niveau de risque est encore plus élevé.

A vous de jouer

Quelle serait la DLV (en mètres) pour une ligne de 400 kV ?

Mini Fiche Mémo

Synthèse de la Question 4 :

Concept Clé : DLV pour HTB.
Règle : \(U > 50 \text{ kV} \rightarrow \text{DLV} = 5 \text{ m}\).
Donnée : \(U = 63 \text{ kV}\).
Résultat : \(\text{DLV} = 5 \text{ m}\).

Question 5 : Lister deux mesures de prévention obligatoires si on doit travailler dans la DLV (avec autorisation).

Principe

Puisque le travail en l'état est interdit (Q3), il faut présenter les solutions réglementaires qui permettent de réaliser le travail. On ne peut pas simplement annuler le chantier. Le travail dans la DLV est possible, mais *extrêmement* réglementé.

Mini-Cours (Les Solutions)

Il existe deux approches fondamentales pour éliminer le risque électrique :

Supprimer le danger : Mettre la ligne hors tension (Consignation).
Isoler l'opérateur du danger : Mettre en place des obstacles physiques (Gabarits) ou des limiteurs sur l'engin pour empêcher *physiquement* l'engin d'entrer dans la DLV.

Le travail ne peut se faire qu'après avoir reçu une autorisation de l'exploitant de la ligne (ex: Enedis, RTE).

Remarque Pédagogique

La solution N°1 (mise hors tension) est toujours la plus sûre et celle à privilégier. Si elle est impossible (ligne critique), les autres mesures doivent être mises en œuvre par du personnel spécifiquement formé et habilité (H2V-B2V, etc.).

Schéma des Solutions

Visualisation des mesures de prévention.

Solutions : Gabarit ou Consignation

Réflexions

Ne jamais improviser à proximité d'une ligne électrique. Les solutions existent mais demandent une planification rigoureuse et une collaboration avec l'exploitant du réseau électrique.

Points de vigilance

Poser des "rubalises" (ruban de chantier) n'est PAS une mesure de protection suffisante. Il faut un obstacle *physique* (un gabarit, un portique) ou un limiteur sur l'engin. Une simple barrière visuelle est inutile.

Points à retenir

Solution 1 (Idéale) : Demander la consignation (mise hors tension) de la ligne.
Solution 2 (Alternative) : Mettre en place des gabarits ou des limiteurs de course sur l'engin pour empêcher physiquement d'entrer dans la DLV.

Le saviez-vous ?

En France, la procédure de "DICT" (Déclaration d'Intention de Commencement de Travaux) est obligatoire. Elle permet au responsable de chantier de déclarer ses travaux et aux exploitants (Enedis, RTE, GrDF...) de répondre en donnant la position de leurs réseaux et les consignes de sécurité.

FAQ

...

Résultat Final

Deux mesures principales : 1. La consignation (mise hors tension) de la ligne, ou 2. La mise en place de gabarits/limiteurs physiques.

A vous de jouer

Laquelle de ces deux mesures est la plus efficace pour éliminer 100% du risque électrique ? (Tapez 1 pour "Consignation", 2 pour "Gabarit").

Mini Fiche Mémo

Synthèse de la Question 5 :

Problème : \( G_v < \text{DLV} \).
Solution 1 : Consignation (Couper le courant).
Solution 2 : Obstacle physique (Gabarit / Limiteur).

Outil Interactif : Simulateur de Garde Verticale

Utilisez les curseurs pour modifier la tension de la ligne et la hauteur de votre engin. Le simulateur calcule la DLV requise et la garde verticale réelle. (La hauteur de la ligne est fixée à 9.0m dans ce simulateur).

Paramètres d'Entrée

Tension Ligne (\(U\)) (kV) 20 kV

Hauteur Engin (\(H_{\text{engin}}\)) (m) 7.5 m

Résultats Clés (H_ligne = 9.0m)

DLV Requise (m) -

Garde Verticale (\(G_v\)) (m) -

Glossaire

AIPR: Autorisation d'Intervention à Proximité des Réseaux. Formation obligatoire pour certains personnels de chantier.
Arc Électrique (Amorçage): Phénomène où l'électricité "saute" à travers l'air d'un point de haute tension (le câble) vers un point de masse (l'engin), sans contact physique.
Consignation: Procédure de sécurité en plusieurs étapes visant à mettre un équipement (comme une ligne) hors tension et à s'assurer qu'il le reste pendant l'intervention.
DICT: Déclaration d'Intention de Commencement de Travaux. Document légal obligatoire à envoyer aux exploitants de réseaux avant de creuser.
DLV (Distance Limite de Voisinage): Distance de sécurité réglementaire (ex: 3m ou 5m) autour d'un conducteur nu sous tension, à ne pas franchir sans autorisation et mesures spécifiques.
HTA (Haute Tension A): Plage de tension électrique allant de 1 kV (1 000 V) à 50 kV (50 000 V).
HTB (Haute Tension B): Plage de tension électrique supérieure à 50 kV (ex: 63 kV, 90 kV, 400 kV).