La protection électrique du bloc traite

Certains sont naturels tels les courants telluriques circulant dans le sol, le champ magnétique terrestre, le champ électrique atmosphérique avec sa manifestation la plus spectaculaire pendant les orages : la foudre. D'autres ont pour origine la domestication et l'utilisation de l'électricité notamment en élevage.L'installation électrique dans un bloc traite conditionne non seulement le bon fonctionnement des éléments de la machine à traire, mais joue aussi un rôle très important dans la sécurité des hommes et des animaux.Différents phénomènes électriques sont à l'origine des courants parasites dans les stabulations ou à l'extérieur.Ils peuvent provoquer l'apparition accidentelle du courant dans le corps de l'animal. Ces incidents surviennent notamment lorsqu'il y a un dysfonctionnement des dispositifs de prévention (en cas de défaut de masse d'un appareil électrique) ou un défaut dans la mise en œuvre de dispositions simples (prise de terre). A l'opposé de ces cas extrêmes, les courants parasites peuvent aussi être provoqués par des niveaux de tension souvent imperceptibles par l'homme mais ressentis par les animaux dont le museau et les pattes, en général humides, sont très conducteurs.

Les multiples origines des courants parasites dits “vagabonds”

- Le couplage capacitif : les champs électriques sont susceptibles de créer des tensions parasites dans les structures métalliques non mises à la terre, par exemple un abreuvoir isolé du sol sous une ligne électrique à haute tension. Un câble à l'intérieur d'un bâtiment pourra avoir le même effet. Sur des barres au garrot (non reliées à la terre) par exemple.

- L'induction magnétique : les champs magnétiques, créés par les lignes électriques notamment, génèrent des courants électriques dans toute structure métallique proche formant une boucle fermée. Si l'animal assure la fermeture de la boucle, il est traversé par le courant. Ce courant peut-être mesuré à l'aide d'une pince ampérométrique sur les tubulures d'une salle de traite mais, selon RTE*, il n'a pas d'incidences sur les vaches laitières  qui agissent comme une résistance au contact et annulent l'effet de ce courant mesurable mais très faible.

- Le couplage par rayonnement : les champs électromagnétiques à hautes fréquences provenant par exemple des infrastructures de télécommunications peuvent induire des courants ou des tensions parasites capables de perturber les appareils électroniques.- Le couplage électrochimique : une circulation de courant continu peut se produire entre deux pièces métalliques (poteaux….) en contact avec un milieu humide riche en ions (apportés par les engrais, le lisier…..) se comportant comme l'électrolyte d'une batterie.

- Les décharges électrostatiques : il s'agit de l'évacuation instantanée (effet “châtaigne”) vers la terre d'une charge d'électricité accumulée sur des matériaux isolants soumis à des frottements.

- Les courants de fuite : les installations ou appareils électriques mal isolés (machine à traire, clôtures électriques…) peuvent créer des courants vagabonds dans le sol ou les structures conductrices.

Les courants parasites se manifestent de deux manières

- Courant lié à la tension de contact : il s'agit de la tension pouvant survenir entre le corps de l'animal et un élément métallique (abreuvoir ou clôture par exemple).

- Courant lié à la tension de pas : il s'agit de la tension pouvant survenir entre les pattes avant et arrière de l'animal. Un courant s'établit entre les pattes soumises à cette tension.

Le courant électrique et la vache laitière

Les animaux en élevage ont une sensibilité aigue au passage du courant  électrique par opposition à l'homme mieux protégé (moins de contact au sol, pieds au sec dans des bottes…..). Des études ont évalué la résistance moyenne d'une vache au passage du courant à environ 500 ohms (tableau 1) contre plus de 1000 ohms pour les humains.  Les troubles observés sur les animaux sont directement dépendants de l'intensité du courant qui les traverse.A partir du seuil de 1 milliampère (0,5 volt de tension seuil), il y a perception avec éventuellement un stress.

Protection du bloc

Les bâtiments d’élevage intègrent aujourd’hui de nombreux équipements électriques. Ces matériels et réseaux qui les alimentent, s’ils ne sont pas bien conçus et en bon état, peuvent présenter des risques pour les personnes, les animaux ou les biens. 

Dans les élevages laitiers, le bloc traite comporte des locaux où les équipements électriques sont nombreux (machine à traire, tank à lait, …) et les animaux particulièrement exposés durant la traite.

Les points clés de l'installation électrique

- La réglementation

La norme NFC 15-100 régit l'ensemble des recommandations concernant les installations électriques depuis la conception jusqu'à l'installation et la maintenance. Elle s'applique dans tous les cas indifféremment de la présence, à proximité des bâtiments d'élevage, de ligne de distribution haute tension.

- La distribution du courant

Les installations électriques sont connectées au réseau de distribution en aval d'un transformateur basse tension et ainsi alimentées en 400 volts triphasés. Sous le compteur d'énergie et le disjoncteur différentiel de tête, le tableau de répartition assure la séparation des différents circuits de l'exploitation (bloc traite, atelier, divers bâtiments,…). Au niveau du bloc traite, un tableau divisionnaire permet d'alimenter et de protéger chacun des équipements (tank, ballon d'eau chaude, pompe à vide,…). L'identification des circuits et la présence d'un schéma à jour de l'installation sont  obligatoires et constituent des aides précieuses en cas d'intervention (dépannage, contrôle).Le dimensionnement de la section des conducteurs et des câbles joue un rôle important dans le bon fonctionnement des différentes protections et dans la distribution de l'énergie. D'autre part les câbles doivent être solidement fixés et protégés contre les chocs mécaniques par des goulottes ou des chemins de câbles.

- Les circuits électriques

Le bloc traite étant un local humide, il est recommandé d'utiliser du matériel possédant un indice de protection (IP) minimum de 45 (4 pour les éléments solides et 5 pour les éléments liquides). De plus, une protection contre les impacts mécaniques (IK07) est requise.Le mauvais état des armoires électriques peut provoquer des courts circuits ou des défauts d'isolement susceptibles de déclencher des incendies où d'être préjudiciables à la sécurité des personnes. Les coffrets et l'ensemble des câbles et conducteurs doivent être en bon état.Les fusibles et les disjoncteurs thermiques des moteurs électriques doivent être adaptés au matériel monté.

- Les dispositifs différentiels

Le différentiel interrompt la circulation de courants de défaut lorsque ceux-ci atteignent des valeurs qui ne sont plus compatibles avec la sécurité, compte tenu de la valeur de la terre.Tous les équipements fixes se trouvant dans un local humide (salle de traite et laiterie) doivent être protégés par un différentiel 30 milliampères.

- Les liaisons équipotentielles

Une liaison équipotentielle consiste à relier ensemble des éléments métalliques conducteurs accessibles afin qu'il n'existe aucune différence de potentiel entre eux.Le fait de relier toutes les parties métalliques entre elles et de les diriger vers une terre unique doit limiter les problèmes d'origine électrique. Les logettes, cornadis, barres au garrot, abreuvoirs ainsi que le treillis métalliques des bétons sont concernés et doivent être reliés à la terre.Les courants de défaut doivent s'écouler facilement à la terre. La mesure de continuité vérifie la faible résistance du circuit de masse pour assurer une protection efficace. Celle-ci est satisfaisante lorsque la résistance entre deux points ne dépasse pas 2 ohms pour la sécurité des personnes et 0,2 ohm pour les vaches laitières (source RTE*).

- La prise de terre

Une prise de terre correcte permet un bon écoulement des courants de défaut. La valeur de sa résistance est donc primordiale dans la chaîne de sécurité. La norme NFC 15-100 indique que la prise de terre pour les humains doit être inférieure à 50 ohms (en milieu humide).Pour les vaches laitières on préconise une valeur de la résistance de la prise de terre inférieure à 10 ohms (tolérance maxi 20 ohms) car les vaches sont plus sensibles.Couplée à un interrupteur différentiel de 30 mA la mise à la terre permet de limiter les tensions de contact et écarte donc tout danger pour les usagers et les animaux.Une boucle avec un câble en cuivre (48 mm² de section conseillé) disposée à fond de fouille en ceinturant le périmètre des bâtiments est obligatoire (arrête du 4 août 1992). Tous les éléments métalliques présents dans le bâtiment (cornadis, logettes…..) doivent être reliés à cette boucle.

La clôture électrique: attention danger possible !

Celle-ci génère des hautes tensions (entre 10000 et 15000 volts) et provoque un puissant champ électrique dans un rayon proche.
Quelques recommandations (Source J.Chamberland-Consultelec)

- Electrode de terre

L’électrode de terre de l’électrificateur de clôture doit être distincte de la prise de terre du bâtiment et implantée à plus de 20 m de tout bâtiment ou circuit de terre. Le conducteur de terre doit être isolé pour la haute tension sur tout son parcours.

- Isolement

Il faut assurer correctement l’isolement des conducteurs actifs (vers les clôtures) et du conducteur de terre par l’utilisation de conducteurs spécifiques, isolés pour la haute tension.ll faut aussi assurer et maintenir un niveau d’isolement par rapport au sol des conducteurs des clôtures en rapport avec la tension assignée du matériel : isolateurs en bon état, absence de végétation en contact avec les conducteurs (utiliser éventuellement un électrificateur équipé d’un dispositif de surveillance de l’isolement).

- Disposition

En cas de défaut d’isolement, le trajet de « retour » (par le sol) des impulsions à la prise de terre de l’électrificateur ne doit en aucun cas traverser un bâtiment : il faut si nécessaire utiliser plusieurs postes de clotûre couvrant chacun un secteur de la périphérie du bâtiment.L’électrode de terre de chacun doit être implantée dans le secteur couvert par celui-ci, et à plus de 20 m de tout bâtiment ou circuit de terre.

- Utilisation intérieure

L’utilisation à l’intérieur d’un bâtiment est déconseillée.L’utilisation ponctuelle pour interdire momentanément l’accès des animaux aux aires de couchage après la traite ou comme « chien électrique » pour pousser les vaches vers la salle de traite nécessite :- d’utiliser un électrificateur individuel de faible puissance et destiné à ce seul usage ;- d’assurer le parfait isolement des fils de raccordement (conducteur actif et conducteur de terre) et de l’ensemble du dispositif (emploi de conducteurs spécifiques, isolés à haute tension) ;- d’établir le circuit de retour du courant par le sol à l’électrode de terre le plus court et le plus direct possible (électrode de terre disposée à l’arrière de l’équipement mobile) ;- de couper l’alimentation en basse tension (230 volts) de l’électrificateur après chaque utilisation.

Cas concret rencontré en élevage

Un cas de tensions impulsionnelles relevées sur des barres au garrot et au niveau des abreuvoirs de la stabulation. Ces impulsions parasites sont dues à un défaut d’isolement du conducteur de la clôture située à côté du bâtiment. Après réparation du défaut d’isolement de la clôture, il y a absence de tension d’impulsion au niveau des barres au garrot et des abreuvoirs.Au niveau de l'exploitation agricole de plus en plus de systèmes électriques, électroniques et informatiques doivent cohabiter. De plus, les clôtures électriques, le réseau de distribution électrique, les relais de radio télécommunications sont autant de systèmes qui induisent des signaux avec plus ou moins d'énergie.Ainsi la conception de l'installation électrique et des liaisons équipotentielles doit éviter la génération de courants parasites nuisibles aux personnes et aux animaux.Une vérification périodique de l'installation et des équipements est souhaitable afin d'assurer dans la durée la protection des personnes, des animaux et des biens.Ainsi, la mesure de l'efficacité des dispositifs différentiels, de la résistance de la prise de terre et de la continuité des circuits de protection doit être réalisée régulièrement.Si cette mise en conformité des installations électriques est indispensable pour se prémunir des courants parasites, il est évident que la résolution de problèmes sanitaires dans un élevage nécessite la mise en œuvre d'une méthode globale avec analyse de l'état sanitaire du troupeau et expertise des performances zootechniques en relation avec les organismes de développement.

* Sources : RTE : réseau de transport d'électricité (filiale EDF) J. Chamberland (Consultelec)

Symptômes de stress observables chez la vache

- Nervosité.

- Hésitation, refus d'entrer en salle de traite ou fuite en sortie.

- Période de traite allongée.

- Réduction de l'abreuvement.

- Nombre de cellules somatiques élevé dans le lait.

- Mammites chroniques.

Renseignements

Chambre d’Agriculture de la Manche - Jean François Gaule - 02.33.95.46.01.

Orne Conseil Elevage - Yoan Durand - 02.14.22.00.92.