La prise de terre en fondation, appelée boucle à fond de fouille, est un conducteur de cuivre nu posé en anneau fermé au fond des tranchées de fondations, avant le coulage du béton. Elle se réalise une seule fois, au moment du terrassement, et elle sert ensuite pendant toute la vie du bâtiment. Voici comment elle fonctionne, ce que l’on attend d’elle en France, comment la poser sans erreur et quoi faire quand le chantier est déjà trop avancé.

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En bref

  • La boucle à fond de fouille est la solution de référence des constructions neuves : un conducteur nu en anneau fermé, en contact direct avec le sol, posé avant le béton.
  • Elle ne se rattrape pas après coup : sur un bâtiment existant ou des fondations déjà coulées, on passe par des piquets verticaux d’au moins 2 mètres.
  • Une fois posée, elle se contrôle : une barrette de mesure accessible et une mesure de résistance avec un ohmmètre de terre vérifient qu’elle remplit son rôle.
  • Pour un site industriel ou tertiaire, la prise de terre doit aussi être pensée avec la protection contre la foudre, qui s’appuie sur elle pour écouler le courant.

Table des matières

Prise de terre et mise à la terre : deux notions à ne pas confondre

Les deux expressions sont souvent employées l’une pour l’autre. Elles désignent pourtant deux choses différentes.

La prise de terre est l’électrode en contact direct avec le sol. C’est elle qui évacue les courants de défaut pour assurer la sécurité des personnes. Boucle à fond de fouille, piquets, plaques ou conducteurs enterrés : ce sont toutes des formes de prise de terre.

La mise à la terre désigne l’ensemble de l’installation qui relie les éléments à protéger à cette électrode : conducteur de terre, borne principale, conducteurs de protection vert-jaune, liaisons équipotentielles. Dans un bâtiment, toutes les masses métalliques doivent être raccordées à un conducteur de protection vert-jaune, dans le cadre de la liaison équipotentielle principale.

Autrement dit : la prise de terre est le point d’ancrage dans le sol, la mise à la terre est tout le réseau qui y mène. Une prise de terre parfaite ne sert à rien si les conducteurs de protection sont mal raccordés, et l’inverse est vrai aussi.

À quoi sert une prise de terre en fondation

Une prise de terre a trois fonctions concrètes.

  1. Protéger les personnes. En cas de défaut d’isolement, le courant qui traverse une masse métallique trouve un chemin vers le sol plutôt que vers un corps humain. Le dispositif différentiel détecte alors la fuite et coupe l’alimentation.
  2. Protéger les équipements. Surtensions, courants de fuite et perturbations trouvent un point de référence commun.
  3. Écouler les courants d’origine atmosphérique. Dans un bâtiment équipé d’un paratonnerre, c’est vers la terre que descend le courant de foudre. Une prise de terre insuffisante compromet tout le système de protection, quelle que soit la qualité de la pointe en toiture.

Pourquoi en fondation plutôt qu’ailleurs ? Parce que le fond de fouille offre un chemin continu autour du bâtiment, dans un sol qui reste en contact avec l’ouvrage et qui conserve de l’humidité en profondeur. Le conducteur est protégé des chocs et des travaux ultérieurs : personne ne creusera sous les semelles. Et la pose coûte peu au moment où les tranchées sont ouvertes, alors qu’elle devient impossible une fois le béton coulé.

Ce que dit la réglementation française

Pour les bâtiments d’habitation neufs, l’arrêté du 3 août 2016 fixe les objectifs de sécurité des installations électriques. Il prévoit une prise de terre et une installation de mise à la terre comprenant notamment une liaison équipotentielle principale. Il renvoie aux normes NF C 15-100 (installations basse tension) et NF C 14-100 (branchements), dans leurs versions datées.

Le texte fixe l’objectif, la norme en détaille les moyens. C’est donc dans la NF C 15-100 que l’on trouve les modes de réalisation admis, y compris le conducteur enterré en fond de fouille. Les bâtiments industriels, tertiaires et recevant du public ajoutent leurs propres exigences selon leur classement, ainsi que celles de la protection contre la foudre. Nos pages sur les normes applicables rappellent comment ces référentiels s’articulent.

Deux réflexes valent pour tout projet :

  • relire la version de la norme citée par les pièces du marché, car les textes évoluent ;
  • faire figurer la prise de terre au cahier des charges du gros œuvre, et pas seulement au lot électricité, puisqu’elle se pose avant lui.

Concevoir et poser la boucle à fond de fouille

Le principe

La boucle consiste à placer un conducteur nu au fond des tranchées de fondations, sous le béton de propreté, ou à l’enfouir à une profondeur suffisante sous la base du béton des murs extérieurs, comme le décrit un guide technique de l’installation électrique. Ce même guide précise que le conducteur doit être en contact intime avec le sol, et mentionne des sections minimales de 25 mm² pour le cuivre et de 95 mm² pour l’acier galvanisé. Avant de figer ces valeurs sur un chantier, vérifiez-les dans la version de la NF C 15-100 qui s’applique à votre marché.

Le conducteur forme un anneau fermé en périphérie du bâtiment. Pour un grand bâtiment, on double parfois l’anneau de liaisons transversales ou de boucles intérieures, ce qui est fréquent dans l’industrie.

Les étapes de pose

  1. Préparer le fond de fouille. Une fois les tranchées terrassées, avant tout coulage, le fond est nettoyé. Le conducteur ne doit pas reposer sur une poche d’air ou sur un matériau isolant.
  2. Dérouler le conducteur nu. Le câble de cuivre nu se place au fond de la tranchée, sur tout le périmètre des murs extérieurs, sans interruption. Évitez les coudes serrés et les jonctions inutiles.
  3. Assurer le contact avec le sol. Le conducteur doit être en contact intime avec la terre, puis recouvert de béton de propreté ou d’une couche de terre selon la méthode retenue. Posé sur le béton ou enrobé dans le béton de la semelle, il perdrait une partie de son efficacité.
  4. Fermer la boucle et soigner les raccords. Les jonctions utilisent des raccords adaptés au métal du conducteur. Nous proposons des raccords laiton et des raccords en acier galvanisé pour conducteurs, à choisir selon la nature du conducteur.
  5. Prévoir les remontées. Le conducteur de liaison remonte jusqu’à la borne principale de terre, via une gaine ou une protection mécanique, en traversant la maçonnerie sans être écrasé. Une boucle posée sans remontée accessible est inutilisable.
  6. Installer la barrette de mesure. Elle permet de désolidariser la prise de terre du reste de l’installation pour la mesurer. Elle doit rester accessible, démontable seulement à l’aide d’un outil.
  7. Photographier et consigner. Avant le coulage, prenez des photos datées de la boucle, avec un repère métrique, et notez le tracé sur le plan de récolement. C’est la seule preuve que la boucle existe et qu’elle est continue.

Les erreurs qui coûtent cher

  • Oublier la boucle. C’est l’erreur la plus courante : elle se découvre au moment de la mise en service, quand les fondations sont closes.
  • Mélanger les métaux sans précaution. Les différents métaux présents dans les couches superficielles d’une prise de terre peuvent entraîner une détérioration par effet galvanique. Le choix du conducteur et des raccords doit être fait en conséquence.
  • Compter sur le ferraillage. Les forums d’électriciens le répètent : raccorder le ferraillage des fondations n’est pas une façon fiable de baisser la résistance, le béton étant relativement isolant. Le ferraillage ne remplace pas un conducteur en contact avec le sol.
  • Laisser la boucle ouverte. Un anneau interrompu perd son intérêt et complique la mesure.

Comparer les méthodes : boucle, piquets, tranchée

CritèreBoucle à fond de fouillePiquets verticauxConducteur en tranchée
Moment de la poseAvant le béton, au terrassementÀ tout momentAprès les fondations
Bâtiment concernéConstruction neuveNeuf ou rénovationNeuf ou rénovation
Accès au sol nécessaireFond de tranchéeUn point de plantationTranchée dégagée
Rattrapage après coulageImpossiblePossiblePossible
RemarqueSolution de référence en neufAu moins 2 m de profondeurDépend de l’espace libre

Le choix n’est jamais théorique : il dépend du calendrier du chantier. En neuf, la boucle se décide avant le premier coulage. En rénovation, les piquets prennent le relais.

Mesurer et contrôler la prise de terre

Une prise de terre posée n’est pas une prise de terre vérifiée. La mesure se fait en ouvrant la barrette amovible pour isoler la prise de terre, puis avec un ohmmètre de terre utilisant deux électrodes auxiliaires plantées dans le sol à distance. La valeur lue dépend du mode de réalisation et de la nature du sol : un sol argileux humide et un sol rocheux sec ne donnent pas le même résultat pour une même longueur de conducteur. Pour une boucle à fond de fouille, le même guide donne un calcul approché, R = 2ρ/L, où ρ est la résistivité du sol et L la longueur enterrée.

Quelques bonnes pratiques :

  • mesurer à la réception, puis périodiquement, de préférence après une période sèche, quand la résistance est la plus haute ;
  • consigner la valeur, la date, la méthode et les conditions météo ;
  • contrôler aussi la continuité des liaisons équipotentielles, pas seulement la résistance de l’électrode ;
  • faire réaliser les mesures par une personne compétente, avec un appareil étalonné.

Que faire si la résistance est trop élevée ?

Pour réduire la valeur, on peut installer plusieurs piquets en acier galvanisé de 2 mètres minimum, séparés d’au moins 2 mètres et reliés entre eux par un conducteur isolé de section minimale 16 mm² ou un conducteur en cuivre nu de section minimale 25 mm². Ils viennent compléter la boucle ou améliorer une prise de terre existante. Après intervention, on remesure.

Deux électrodes de terre reliées par un conducteur

Sur les sites industriels où le sol est très résistif (roche, remblai, sable), les piquets classiques ne suffisent pas toujours. Nos prises de terre profondes vont chercher les couches de sol plus conductrices en profondeur.

Boucle oubliée ou bâtiment existant : les solutions

La mauvaise nouvelle d’abord : la boucle à fond de fouille est impossible à mettre en œuvre après la réalisation des fondations. Il n’y a pas de rattrapage, sinon on reprendrait les fondations.

La bonne : il existe des alternatives sérieuses.

  • Les piquets verticaux. En rénovation, c’est l’une des techniques les plus répandues : un ou plusieurs piquets sont plantés à au moins 2 mètres de profondeur, selon la même fiche Promotelec.
  • Plusieurs piquets interconnectés. Ils doivent être éloignés d’une distance au moins égale à leur longueur, faute de quoi leurs zones d’influence se chevauchent et l’on gagne peu.
  • Le percement d’une dalle. Si le bâtiment a une dalle béton, on peut y creuser pour atteindre la terre et y enfoncer un piquet. Raccorder l’armature métallique de la dalle à la prise de terre ainsi créée contribue à en diminuer la résistance, d’après Promotelec.

Pour un chantier neuf où la boucle a été zappée avant coulage, le plus simple reste de la poser immédiatement, tant que la tranchée est ouverte. Une demi-journée de pose évite ensuite des travaux de reprise nettement plus lourds.

Notre point de vue : la terre se pense avec la foudre

Depuis 1955, nous concevons et installons des systèmes de protection contre la foudre, avec plus de 280 000 installations dans 80 pays. Nous voyons une constante : la prise de terre est le maillon que l’on traite en dernier, alors qu’elle conditionne tout le reste.

Sur un bâtiment industriel ou tertiaire, la boucle à fond de fouille n’est pas seulement une exigence d’installation électrique. C’est aussi le point d’arrivée des conducteurs de descente d’un paratonnerre ou d’une cage maillée. Si le terrassement est fait sans que l’étude foudre ait eu lieu, on se retrouve à reprendre la mise à la terre après coup, avec des piquets ou des prises de terre profondes, plus coûteux qu’une pose anticipée.

Notre conseil tient en trois points. Faites réaliser l’analyse du risque foudre avant le terrassement, pour savoir si le bâtiment sera équipé. Coordonnez le lot gros œuvre et le lot électricité autour d’un plan de mise à la terre unique. Et prévoyez dès l’origine la maintenance : une barrette accessible, un plan de récolement, une mesure à intervalles réguliers. Notre démarche de procédure d’installation d’une prise de terre détaille ces étapes côté professionnel.

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Questions fréquentes

Comment mettre la terre dans les fondations d’un bâtiment ?

On pose un conducteur de cuivre nu en anneau fermé au fond des tranchées de fondations, en contact avec le sol, avant le coulage du béton. Il est ensuite relié à la borne principale de terre par une remontée protégée, avec une barrette de mesure accessible. Prenez des photos avant le béton pour garder la trace du tracé.

Quelle différence entre prise de terre et mise à la terre ?

La prise de terre est l’électrode enterrée, en contact direct avec le sol. La mise à la terre est l’ensemble de l’installation qui raccorde les masses métalliques à cette électrode par des conducteurs de protection et la liaison équipotentielle principale.

Peut-on faire une boucle à fond de fouille sur une maison déjà construite ?

Non, elle ne peut plus être réalisée une fois les fondations faites. En rénovation, on plante un ou plusieurs piquets d’au moins 2 mètres de profondeur, interconnectés et espacés d’une distance au moins égale à leur longueur. Un électricien qualifié détermine la solution adaptée à votre sol.

Comment améliorer la résistance d’une prise de terre trop élevée ?

On ajoute des piquets en acier galvanisé de 2 mètres minimum, espacés d’au moins 2 mètres et reliés par un conducteur adapté, puis on remesure. Si le sol est très résistif, une prise de terre profonde peut s’avérer nécessaire. Faites intervenir un professionnel pour la mesure et la correction.

Sources

Recommandations