Arc électrique est une libération d'une chaleur et d'une énergie lumineuse intenses causée par une défaillance électrique qui transforme l'air en plasma conducteur. Il peut brûler la peau, enflammer les vêtements et provoquer des blessures permanentes en une fraction de seconde, ce qui explique l'existence de la norme NFPA 70E : elle indique quelle quantité d'énergie est présente et quoi porter avant de s'en approcher.
Un arc électrique commence lorsque le courant saute à travers l'air entre des conducteurs, ou d'un conducteur vers la terre, au lieu de suivre son trajet prévu.
La défaillance peut être déclenchée par un outil tombé, une connexion lâche, l'accumulation de poussière ou d'humidité, la corrosion, ou un technicien travaillant trop près de parties sous tension. Une fois l'arc déclenché, il surchauffe l'air environnant et vaporise le métal, produisant des températures extrêmement élevées dans la colonne d'arc elle-même.
L'événement génère aussi une onde de pression (explosion d'arc), des projections de métal en fusion et une lumière UV intense, le tout en quelques millisecondes.
L'arc électrique se distingue du choc électrique. Le choc exige que le corps devienne partie du circuit ; la blessure par arc provient de l'énergie thermique rayonnée vers l'extérieur, de sorte qu'un travailleur peut être brûlé sans jamais toucher un conducteur sous tension.
L'énergie incidente est la quantité d'énergie thermique qu'une personne recevrait à une distance donnée d'un défaut d'arc, exprimée en calories par centimètre carré (cal/cm2). C'est le résultat central d'une étude d'arc électrique et la base pour le choix des EPI.
L'énergie incidente dépend de la tension du système, du courant de défaut disponible, du temps nécessaire au dispositif de protection en amont pour couper la faute, de la distance de travail et de la configuration de l'équipement (air libre versus enceinte).
Parce que le temps d'interruption importe énormément, un dispositif de protection correctement entretenu et correctement coordonné (disjoncteur ou fusible) peut réduire de manière significative l'énergie incidente simplement en coupant la faute plus rapidement. C'est une des raisons pour lesquelles le risque d'arc est vraiment un problème de maintenance et d'ingénierie, pas seulement un problème d'EPI.
L'énergie incidente est généralement calculée selon la méthode IEEE 1584, que la NFPA 70E incorpore par référence. Le modèle IEEE 1584-2018 est validé pour les systèmes AC triphasés à peu près dans la plage 208 V à 15 kV (et des plages de courant de défaut en court-circuit franc spécifiques)
en dehors de cette plage, ou lorsque les données du système ne sont pas fiables, les ingénieurs s'appuient sur d'autres approches de calcul (par exemple la méthode de Ralph Lee au-dessus de 15 kV) ou sur la méthode basée sur des tableaux décrite ci‑dessous.
La limite d'arc est la distance d'approche par rapport à une source d'arc potentielle à laquelle l'énergie incidente est égale à 1,2 cal/cm2, le seuil largement utilisé associé à l'apparition d'une brûlure au deuxième degré sur la peau exposée.
Toute personne franchissant cette limite alors que l'équipement est sous tension et que des travaux sont en cours doit porter des EPI résistants aux arcs adaptés à l'énergie incidente calculée (ou déterminée par tableau) à la distance de travail.
La limite d'arc n'est pas une « ligne de sécurité » au sens où une limite d'approche pour le choc impliquerait une sécurité contre le contact. C'est un point calculé basé sur des données de blessures thermiques, utilisé pour décider où les EPI et d'autres contrôles deviennent obligatoires.
La distance compte: l'énergie incidente diminue fortement lorsque la distance de travail augmente, c'est pourquoi rester simplement plus loin pendant des opérations de commutation est une véritable réduction du risque, et non un raccourci.
La NFPA 70E propose deux manières légitimes de déterminer les EPI requis, et elles ne doivent pas être mélangées pour une même intervention :
Les tableaux de catégories d'EPI définissent quatre catégories, chacune liée à un indice d'arc minimum. Voici les valeurs couramment publiées, recoupées avec les tableaux actuels de la NFPA 70E :
| Catégorie d'EPI | Indice d'arc minimum (cal/cm2) | Niveau de protection typique |
|---|---|---|
| Catégorie 1 | 4 | Chemise et pantalon ou combinaison résistant aux arcs, plus protection standard de la tête, des yeux, de l'ouïe, des mains et des pieds |
| Catégorie 2 | 8 | Ajoute une cagoule résistante aux arcs, ou un écran facial résistant aux arcs avec une cagoule, aux vêtements de la Catégorie 1 |
| Catégorie 3 | 25 | Combinaison multi‑couches pour arc électrique (veste, salopette ou combinaison, cagoule) |
| Catégorie 4 | 40 | Combinaison multi‑couches plus lourde pour les expositions les plus élevées basées sur les tableaux |
Un point critique que les techniciens se trompent souvent: la catégorie d'EPI n'est pas une échelle linéaire « risque 1 à 4 » que l'on peut estimer à l'œil.
Elle est liée à un seuil d'indice d'arc spécifique, et le numéro de catégorie en lui‑même ne signifie rien sans l'étude ou la recherche dans le tableau qui l'a produit.
Deux tâches en Catégorie 2 sur des équipements différents peuvent avoir des énergies incidentes réellement différentes, toutes deux supérieures à 8 cal/cm2 mais inférieures au minimum de la Catégorie 3. Protégez toujours selon la valeur d'énergie incidente calculée ou indiquée sur l'étiquette, pas seulement selon le nom de la catégorie.
La NFPA 70E exige que l'équipement susceptible d'être travaillé sous tension porte une étiquette apposée sur l'équipement. Au minimum, une étiquette conforme doit communiquer suffisamment d'informations pour qu'une personne qualifiée puisse choisir les EPI et maintenir les distances sans devoir consulter l'étude complète, incluant généralement :
Les évaluations du risque d'arc et les étiquettes qui en découlent doivent être révisées pour en vérifier l'exactitude à des intervalles ne dépassant pas 5 ans, et mises à jour plus tôt chaque fois que le système électrique change d'une manière qui pourrait affecter le courant de défaut ou le temps d'interruption
comme le remplacement d'un transformateur, un changement de dispositif de protection ou l'ajout de charge. Une étiquette dont la date est dépassée est un signal que la valeur d'énergie incidente inscrite peut ne plus être exacte.
Les EPI sont la dernière ligne de défense, pas la première. La hiérarchie des contrôles des risques de la NFPA 70E, issue des pratiques établies en ingénierie de sécurité, priorise les contrôles dans cet ordre :
La qualité de la maintenance affecte directement l'énergie incidente. Les connexions lâches, l'isolation dégradée et les dispositifs de protection mal entretenus ont tendance à augmenter soit la probabilité d'un défaut, soit le temps nécessaire pour l'interrompre, ce qui augmente l'énergie incidente à l'équipement.
Des programmes comme les tests de résistance d'isolement et la surveillance de la qualité de l'alimentation détectent la dégradation avant qu'elle ne devienne une faute.
Le maintien à jour des réglages des dispositifs de protection et de la maintenance des équipements est aussi la raison pour laquelle la maintenance en boucle fermée est importante: une anomalie détectée doit se transformer rapidement en un ordre de travail, et non rester dans une file d'attente pendant qu'une connexion continue de se dégrader.
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Non. Le choc électrique se produit lorsque le courant traverse le corps en tant que partie d'un circuit fermé. L'arc électrique est un phénomène thermique, une explosion de chaleur et de lumière rayonnée à partir d'un défaut d'arc dans l'air, et il peut blesser quelqu'un qui n'a jamais physiquement touché un conducteur sous tension.
L'énergie incidente (cal/cm2) est la quantité d'énergie thermique qu'une personne recevrait à une distance de travail définie si un arc se produisait. La limite d'arc est une distance, spécifiquement le point où l'énergie incidente tombe à 1,2 cal/cm2. Le choix des EPI se base sur l'énergie incidente à la distance de travail réelle, pas simplement sur le côté de la limite où se trouve la personne.
Non. La méthode par catégorie d'EPI ne s'applique que dans les limites spécifiques de courant de défaut et de temps d'interruption définies dans les tableaux de la NFPA 70E pour ce type d'équipement. En dehors de ces limites, ou sans données système vérifiées, le tableau ne peut pas être utilisé et une analyse de l'énergie incidente est requise à la place.
La NFPA 70E exige que les évaluations du risque d'arc soient revues pour en vérifier l'exactitude au moins tous les 5 ans, et plus tôt chaque fois qu'un changement du système électrique, comme l'ajout d'un nouveau transformateur, disjoncteur ou fusible, pourrait modifier le courant de défaut disponible ou le temps d'interruption.
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