ETUDE DE LA SÉCURITÉ ÉLECTRIQUE DANS UN ENVIRONNEMENT HOSPITALIER ET LA PRÉVENTION DES RISQUES LIÉS À LA SÉCURITÉ DES ÉQUIPEMENTS BIOMÉDICAUX :

(1)

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

**************

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI

*******************

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI

************************

DEPARTEMENT DE GENIE BIOMEDICAL

**************************

OPTION : MAINTENANCE BIOMEDICALE ET HOSPITALIERE RAPPORT DE FIN DE FORMATION EN LICENCE PROFESSIONNELLE

THEME

PRESENTE ET SOUTENU PAR ::

Emile AFFAMA

SOUS LA DIRECTION DU PRESIDENT DE JURY : Dr CHITOU Naimoulai

TUTEUR MEMBRES DU JURY

Mr Brice AKPLOGAN Mr CHABI Magloire Kayodé

Mr BOUKARI N. Mohamed

ETUDE DE LA SÉCURITÉ ÉLECTRIQUE DANS UN ENVIRONNEMENT HOSPITALIER ET LA PRÉVENTION DES RISQUES LIÉS À LA SÉCURITÉ DES ÉQUIPEMENTS BIOMÉDICAUX : CAS DE L’HOPITAL DE ZONE DE

MENONTIN.

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ANNEEACADEMIQUE : 2013 - 2014

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DEDICACES

Nous dédions ce travail:

 A notre père, feu Gontran AFFAMA,

Nous voulons partager avec vous les joies de ce moment solennel de notre vie, mais le destin en a décidé autrement. Papa, grâce à votre sagesse et à ta qualité d’homme modèle, vous avez cultivé en nous le sens du respect, de l’honneur, de la dignité, de l’amour et de l’endurance dans le travail. Votre souci a toujours été de nous inculquer l’amour du travail bien fait et le sens du devoir. Trouvez ici cher père la récompense de vos immenses Sacrifices. Puisse la terre vous soit légère ;

 à notre très chère mère Houédanou HAIKOU, nous savons bien qu’actuellement vous êtes souffrante, nous avons encore besoins de vous pour votre qualité de maman modèle, de votre amour, pour votre souci de nous voir grand homme, prompte guérisons à vous maman chérie.

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Nous profitons de ces instants solennels pour adresser nos vifs remerciements:

 à Dieu(Le plus rehaussé soit-il)qui dans sa grâce nous avons animé d’une vie et nous a doté d’une faculté mentale et d’un courage indispensable.

à tous ceux qui, d’une manière ou d’une autre ont participé à l’accomplissement de ce travail. Nous pensons particulièrement :

 au professeur Brice SINSIN, recteur de l’UAC ;

 au professeur Félicien AVLESSI, Directeur de l’EPAC ;

 au docteur Clément BONOU, Directeur adjoint de l’EPAC ;

 au docteur Latif FABGEMI, chef de département du Génie Biomédical (GBM) de l’EPAC, Puisse le Très Haut vous accorde une longévité, vous honore et vous comble de ses grâces dans toutes vos entreprises ;

 au docteur Daton MEDENOU, Chef d’option du département GBM, votre simplicité, votre sérénité, votre abord facile, votre esprit communicatif, votre culture, votre éloquence, font de nous un admiré de tous ;

 Ingénieur Thierry R. JOSSOU, vous qui avez suivi de prêt cette œuvre, Cher superviseur veuillez trouver ici l’expression de notre profonde gratitude et soyez assuré de notre attachement indéfectible ;

 Au docteur George Y. OFFRIN, médecin directeur de l’Hôpital de Zone Menontin, pour toute votre admiration, pour nous avoir accepté dans l’hôpital ;

 à monsieur Brice AKPLOGAN, chef service maintenance de HZ

REMERCIEMENTS

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de Menontin, pour toutes votre abnégations, votre simplicité, votre disponibilité pour la réalisation de cette œuvre ;

 à mes grandes sœurs, AFFAMA Elisabeth, Sophie, Evelyne, Louise, Eliane, Victorine et Antoinette pour tous vos conseilles et soutiens ;

 à Emma B. AYANOU, pour tous tes mots d’encouragement, de persévérance dans le travail ;

 à mes grands frères AFFAMA Célestin, Cyprien, Norbert, HAIKOU Cyprien, pour tous vos soutiens ;

 à messieurs DOKOUNDE Barthélemy, ANIAMBOSSOU Marius, D’ALMEIDA Oswald pour tous vos attachements particuliers à notre modeste personne.

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Liste des sigles et acronymes

CED : Conseil des Enseignants de Départements

CODIR : Comité de Direction

CP : Conseil Pédagogique

CUPPE : Centre Universitaire de Promotion des Petites entreprises

CN :Condition Normal

CPD : Condition Premier Défaut

CPU : Collège Polytechnique Universitaire CPI :Contrôleur Permanent d’Isolement

CEI :Commission Électrotechnique Internationale DETS :Diplôme d’Études Techniques Supérieures

DIT : Diplôme d’Ingénieur des Travaux

DM : Dispositifs Médicaux

ECG : Électrocardiogramme

EEG : Électroencéphalogramme

EPAC : Ecole Polytechnique d’Abomey Calavi

EPI : Équipements de Protection Individuel

HZM : Hôpital de Zone de Menontin

IRM : ImagerieparRésonanceMagnétique

TEP : Tomographie àEmissiondePositron

SLT : Schéma de Liaison à la Terre

Type B :Body

TypeCF : Cardiac Floating

UAC :Universitéd’Abomey-Calavi

UPS : Unit Power Supply

Type BF : Body Floating

SBEE : Société Béninoise de l’Énergie Électrique

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GE :Groupe Électrogèn

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Liste des tableaux

Tableau 1: répartition du personnel de l’hôpital [2] ... 11

Tableau 2: classes et types d’équipements [5] ... 21

Tableau 3 : les différentes méthodes de mesure de la terre [11] ... 28

Tableau 4 : les régimes de Neutre [18] ... 34

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Réalisé et présenté par Émile AFFAMA Page vii

Liste des figures

Figure 1: Organigramme de HZM [2] ... 13

Figure 2 : Organigramme de l’hôpital de Zone de menontin [3] ... 13

Figure 3 : Dispositif Différentiel Résiduel [6] ... 23

Figure 4: Technique du ceinturage en fond de fouille [ 7] ... 25

Figure 5 : technique utilisée pour une tranchée [8] ... 26

Figure 6 : Technique utilisée pour un bâtiment existant [9 ] ... 26

Figure 7 Méthode des 62% [12] ... 29

Figure 8 : Méthode en triangle [13] ... 30

Figure 9: Méthode variante des 62% [15] ... 31

Figure 10 Méthode du conducteur de PE [16] ... 32

Figure 11 Méthode de la pince de terre [17] ... 34

Figure 12 : schéma de liaison à la terre TT [ 19] ... 36

Figure 13 : schéma de liaison à la terre TN [20] ... 37

Figure 14 : schéma de liaison à la terre IT [21] ... 38

Figure 15 : Zones intensité du courant/durée de passage du courant et effets sur le corps humain d'un courant alternatif circulant de la main gauche vers les pieds [ 22] ... 40

Figure 16 : Zone intensité du courant /durée du passage du courant et effet sur le corps humain d’un courant alternatif circulant de la main gauche vers les pieds22 ... 41

Figure 17 : Algorithme de condition d’intervention sur les SLT [23] ... 45

Figure 18 : organigramme expliquant la valeur justifiable de la terre [24] ... 46

Figure 19 : Appareil en défaut non relié à la terre sur sol ... 53

Figure 20 : Appareil en défaut non relié à la terre et contact avec ... 53

Figure 21 : Appareil en défaut non relié à la terre et contact ... 53

Figure 22 : Appareil relié à la terre [20] ... 53

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Liste des photos

Photos 1 : Bornes de barrettes de mise à la terre [10] ... 26

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Table des matières

DEDICACES ...i

Liste des figures ... vii

1^ère partie : présentation de la structure de formation et du lieu de stage ... 2

1.1 Présentation de l’Ecole Polytechnique d’Abomey Calavi ... 3

1.1.1 Historique de l’EPAC ... 3

1.1.2 Les missions de l’EPAC ... 4

1.3.1 Organigramme de l’EPAC... 5

1.1.4 Les Départementsdel’EPAC ... 7

1.2 Présentation de l’hôpital de zone de Menontin ... 8

1.2.1 Historique ... 8

1.2.2 Objectifs et activités de L’hôpital ... 8

1.2.3 Les services de l’hôpital ... 9

1.2.4 Équipements biomédicaux ... 10

1.2.5 Installations techniques ... 11

1.2.6 Les ressources humaines ... 11

1.2.7 Organigramme de HZM ... 12

1.3 Organisation du service de maintenance ... 13

1.3.1 Division biomédicale et électricité ... 14

1.3.2 Division télécommunication et informatique ... 14

1.3.4 Division eau et assainissement ... 14

1.3.4 Division froid et climatisation ... 14

2.1 Travaux effectués au cours du stage ... 15

2.1.2 Maintenance préventive ... 15

2.1.3 La maintenance corrective ... 16

2.3 Difficultés rencontrées ... 18

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2.4 Problématique du thème ... 18

ETUDE DE LA SECURITE ELECTRIQUE DANS UN ENVIRONNEMENT HOSPITALIER ET LA PREVENTION DES RISQUES LIES A LA SECURITE DES EQUIPEMENTS BIOMEDICAUX : CAS DE L’HOPITAL DE ZONE DE MENONTIN ... 19

3.1 Généralité ... 20

3.2 Sécurité électriques sur les dispositifs Médicaux (DM) ... 20

3.3 La mise à la terre ... 22

3.3.4 Utilité de mise à la terre ... 22

3.3.5 Sécurité de la mise à la terre ... 23

3.3.6.. Principe de fonctionnement Disjoncteur Différentiel Résiduel (DDR) ... 23

3.3.7 Ce qu'il faut mettre à la terre ... 24

3.3.8 Réaliser une prise de terre ... 24

3.3.9 Les méthodes de mesure de la terre ... 28

3 .3.1O La méthode 62% (deux piquets). ... 28

3.3.11 Méthode en triangle ... 29

3.3.12 Méthode variante des 62 %... 30

3.3.13 Méthode du conducteur de PE ... 31

3.3.14 Méthode de la pince de terre ... 32

3.5 Le régime de neutre. ... 34

3.6 Les schémas de liaison à la terre (SLT) ... 35

3.6.1 Schéma de liaison à la terre TT ... 35

3.6.2 Schéma de liaison à la terre TN ... 36

3.6.3 Schéma de liaison à la terre IT ... 37

3.6 Les UPS (onduleur) ... 38

3.6.1 Choix des UPS pour les systèmes informatiques et médicaux dans l’hôpital ... 38

3.6.2 Estimation du facteur de puissance ... 39

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Réalisé et présenté par Émile AFFAMA Page x

3.7 Les risques en milieu hospitalier ... 39

3.7.1 Quelquesnotionsrelativesauxrisquesd’incendie ... 42

3.7.2 Conditionspourqu’ilyaitunfeu ... 42

3.7.3 Les différents types d’extincteurs ... 43

Il existeplusieurssortesd’extincteurs: ... 43

3.7.3.1 Lesextincteurs à poudre ... 43

3.7.3.2 Les extincteursàCO2 ... 43

3.7.3.3 Les extincteurs àeaupulvérisée ... 43

4.1 Le principe de protection des personnes et des biens en régime deNeutre. ... 44

4.2 Choix de la sensibilité d’un D.D.R ... 45

4.3 Valeur limite de résistance de terre ... 45

4.3 Les consignes de sécurité et la conduite à tenir en cas ... 46

4.4 Suggestions et recommendations ... 47

 Al’endroitdesutilisateurs du l’HZM. ... 49

Bibliographie ... 50

Références Bibliographiques ... 51

Annexe ... 53

Annexe ... 54

Vocabulaire des thèmes techniques ... 54

(14)

Réalisé et présenté par Émile AFFAMA Page xi

Résumé

Au terme de notre stage à l’hôpital de Zone de Menontin, le thème de notre étude de fin de formation est porté sur « Etude de la sécurité électrique dans un environnement hospitalier et la prévention des risques liés à la sécurité des équipements biomédicaux : cas de l’hôpital de Zone de Menontin ».Cette sécurité passe tout d’abord par le choix du régime de neutre et la qualité de la mise à la terre qui assurent la protection des personnes contre d’éventuels défauts d’isolement des équipements sous tension. Nous avons fait une étude détaillée surla mise à la terre, la mesure de la terre à l’hôpital, le régime de neutre adéquat.

Mots clés : Sécurité électrique, risques, milieu hospitalier.

ABSTRAT

At the end of our training course at Menontin Hospital area, the theme oh our final formation is « Study of electrical security in hospital environnement and risky preveventy related to biomedical equipments security: In case of Menontin Hospital area».

At the first time this security pass across the choice of neutral point and the quality of earthing system that ensure person’ protection against isolation defaut of equipment under voltage. We have made detailed study on the earthing systems the measure of the earth Hospital, the heatral point appropriate.

Key word: electrical security riskiest, Hospital area

(15)

Introduction générale

L’hôpital est un établissement de production de soins et de services liés à la santé où les malades et les blessés sont soignés. De ce fait, Un nombre important de matériel médical présents appelle à s’interroger sur les principes d’utilisation et les techniques de maintenance qu’il faut employer pour leur survie. Ces dispositifs médicaux fonctionnent à partir de l’énergie électrique.

La SBEE et le groupe électrogène de secours sont les deux sources d’énergie de l’hôpital.

L’ensemble des actions menées pour avoir une bonne qualité d’énergie électrique et une sécurité suffisante est l’une des conditions pour garantir une longue durée de vie des dispositifs médicaux pour la protection et le confort du personnel et des patients.

Dans le cadre de la préparation de l’obtention du diplôme de fin de formation, nous avons effectué du 19 mai au 19 Aout 2014 notre stage pratique à l’Hôpital de Zone de Menontin classé dans la zone intermédiaire de la pyramide sanitaire du Bénin. Il s’avère nécessaire d’étudier la sécurité électrique à l’hôpital et la prévention des risques liés à la sécurité des équipements biomédicaux.

. Le present document abordera:

- La présentation de l’hôpital de zone de Menontin et celui de l’EPAC qui est notre lieu de formation ;

- Les différents travaux effectués au cours du stage,

- puis en fin, l’étude de la sécurité électrique en milieu hospitalier.

(16)

1

^ère

partie : présentation de la structure de formation et du lieu de

stage

(17)

Chapitre 1: présentation de la structure de formation et du lieu de stage Dans cette partie, nous ferons l’historique, l’organisation structurelle, et enfin départements Polytechnique d’Abomey Calavi

(EPAC).

1.1 Présentation de l’Ecole Polytechnique d’Abomey Calavi 1.1.1Historique de l’EPAC

Le Collège Polytechnique et Universitaire (CPU) avait ouvert ses portes à ses premiers étudiants en février 1977.Fruit de la coopération bénino- canadienne, il devient le 25 février 2005 École Polytechnique d’Abomey-Calavi, un établissement de formation scientifique et technique supérieure orientée vers la professionnalisation.

En tant que tel, il était un maillon capital de notre système universitaire, mieux du système éducatif béninois. Entre octobre 1982 et juillet 1996, 896 étudiants étrangers avaient été inscrits, soit en moyenne 70 par an. Grâce à leur soif de toujours savoir et à l’effort permanent fourni par les étudiants, l’ex-CPU pouvait s’en orgueillir d’un taux moyen de réussite avoisinant les 94%.

La première promotion est sortie en 1980. A l’origine, on pouvait compter parmi les formateurs un grand nombre d’enseignants canadiens, mais grâce à la politique de relève appliquée par le Bénin, le nombre d’enseignants canadiens avait progressivement diminué pour être totalement remplacé par un nombre important d’enseignants nationaux de haut niveau académique.

Comme on peut s’en douter l’ex-CPU, à un moment donné de son évolution était devenu une institution prête à générer dans un avenir proche, des ingénieurs de conception ; ce qui d’ailleurs urgeait à partir du moment où, d’années en année, les besoins en formation d’ingénieurs devenaient de plus en plus pressant, obligeant ainsi à l’ouverture du second cycle. Le 25 février 2005,

(18)

le Président de la République signe le Décret (N°2005-078) portant création, attributions, organisation et fonctionnement de l’École Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), «Une École Supérieure à caractère de Grande École

» dépendant directement de l’Université d’Abomey-Calavi.

1.1.2 Les missions de l’EPAC

L’ex-CPU, établissement d’enseignement supérieur accueillait des bacheliers venant de nos lycées et collèges. A la fin de leur cursus universitaire, qui durait trois (3) ans, ils sortaient techniciens supérieurs munis du Diplôme d’Études Techniques Supérieures (DETS), ou bien d’un Diplôme d’Ingénieur des Travaux (DIT). Par ailleurs il faut rappeler que l’ex-CPU n’avait pas pour seule mission la formation des bacheliers pour le grade de Technicien Supérieur, il avait été mis en place, en plus du cycle de la formation initiale, un système d’enseignement basé sur un programme de perfectionnement et de formation continue du personnel des entreprises, qui jour après jour connu un essor prodigieux. Ledit programme intéresse notamment les anciens diplômés de l’ex- CPU et les professeurs de l’Enseignement Technique Secondaire. Il aide en l’occurrence les premiers à se préparer pour les études d’ingénieur de conception en Génie Civil et Géomantique ainsi que pour les DEA de Biologie Humaine Tropicale. Un autre programme, celui consacré à la formation des formateurs a permis d’instaurer par exemple un DEA interafricain de Sciences pour l’ingénieur (SPI) et une formation doctorale. Il convient de mentionner que l’ex-CPU ne développait pas que des activités qui relèvent du domaine pédagogique. Il était aussi une institution prestataire de services à travers un certain nombre d’unités de production créées dans les différents départements suivant:

- le Centre Cunicole de Recherche et d’information ; - le Centre Universitaire de Mécanique Générale;

(19)

- l’Unité de Prestation de Service en Génie Électrique;

- le Centre Autonome de Radiologie;

- le CPU-Informatique ;

- le Centre Universitaire de Promotion des Petites Entreprises

(CUPPE) « Créé au CPU pour aider les finissants à se prendre en charge eux- mêmes encréant leurs propres entreprises ».

1.3.1 Organigramme de l’EPAC

(20)

Figure 1 : Organigramme de l’EPAC [1 ]

(21)

1.1.4Les Départements de l’EPAC

Au plan académique, l’EPAC comporte plusieurs départements répartis dans deux secteurs :

 Secteur biologique

- Département de génie de l’environnement) ;

- département d’imagerie médicale et de Radiobiologie;

- département de génie de biologie humaine;

- département t de production et santé animales ; - département de génie de la technologie alimentaire

 Secteur industriel

- Département de Génie Informatique et Télécommunication;

- département de Génie Électrique ;

- département de Génie Mécanique et Énergétique;

- département de Génie Civil;

- Département de Génie Biomédical : créé en 2009, ce nouveau département a vu le jour dans le secteur industriel. Ilse spécifie dans la formation des techniciens en maintenance biomédicale et Hospitalière (MBH) et des ingénieurs en technique biomédicale.

Sous la direction actuelle du chef département Docteur Latif FAGBEMI et du Chef d’option Docteur Daton MEDENOU. La formation dans le département de GBM est organisée en six sections en licence professionnelle à raison de deux sections par année académique sanctionnée par un stage académique.

(22)

1.2 Présentation de l’hôpital de zone de Menontin 1.2.1 Historique

De part son expérience de la création du centre médical St Luc en 1990 par feu Mon seigneur Isidore DE SOUZA archevêque de Cotonou, curé de la paroisse Ste Rita sur l’aide Cebemo (une organisation Catholique pour la coopération et le développement des pays Bas). Mon seigneur DE SOUZA président du haut conseil de la république (parlement de transition) noue des relations avec les autorités de la banque mondiale. L’intégration du volet hygiène et santé dans le premier projet urbain du Bénin fait naitre le centre de santé de Menontin et d’infrastructures primaires, l’animation médico-sociétaire.

Il s’agit d’un hôpital public dont la gestion est confiée à une association régie par la loi de 1901 sur les associations, créé le 24 juillet 1996, géré par l’Association Médico-sociale de Menontin(AMSM). La création de l’AMSM du 9 septembre 1991 présidé par l’archevêque de Cotonou mon seigneur Isidore DE SOUZA par l’arrêté n⁰91/0140/MISAT/DAI-SI. C’est une association de quinze membres fondateurs dont six résidant dans le quartier, le bureau est composé de cinq membres. La signature d’un mandat de gestion d’une durée de 10 ans renouvelable entre l’AMSM et le Ministère de la santé en date du 12 février 1992.le centre bénéficie d’une autonomie administrative et financière dans le respect des clauses dudit mandat et obéit aux règles d’une gestion privée sociale. La construction et équipements du centre inaugurés le 23 juillet1996.

1.2.2 Objectifs et activités de L’hôpital

La mission principale assigné à l’Hôpital de Zone est de permettre à la population défavorisée du quartier menontin ( plus de 25000 habitants) et des quartiers avoisinant : Agla, zogohouè, zogbo,Godomey d’accéder à des soins de qualité à moindre cout par la pratique d’une tarification communautaire. Le HZ a pour principaux objectifs :

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- Promouvoir avec leur propre participation le bien être socio-sanitaire des habitants de menontin et des quartiers voisins ;

- améliorer les conditions d’hygiène, de santé de vie, des populations concernés par l’information, l’éducation, la communication pour la santé ;

- faciliter à ces populations l’accessibilité géographique, culturelle et financière aux soins de santé primaires.

- réaliser une surveillance des enfants, des mères et des femmes gestantes et permettre à ces dernières un accouchement dans de bonnes conditions sanitaires ;

- susciter la participation des habitants à l’amélioration de leur environnement ;

- soutenir à moyen terme des actions communautaires visant la résolution des problèmes sociaux.

1.2.3 Les services de l’hôpital

L’hôpital de zone de Menontin est un établissement hospitalier à but non lucratif appartenant à l’Etat Béninois mise en gestion privée (contractualisation à travers un mandat de gestion) et jouissant d’une personnalité morale de droit public et doté d’une autonomie administrative et financière. L’hôpital de Menontin dispose :

- D’un bureau des entrées (recouvrement, accueil),(bâtiment A) - d’un service de protection maternelle et infantile (PMI) bâtiment F.

- de cinq bureaux de consultation générale adultes et enfants (bâtiment A).

- d’une maternité renforcée par l’unité de gynécologie et d’obstétrique (bâtiment C) rez-de- chaussé.

- d’un service de chirurgie générale doté d’un bloc opératoire, d’une salle de petite chirurgie et une salle de plâtre (bâtiment B rez, C et F) ;

(24)

- d’un service de réanimation médicale et chirurgicale (bâtiment B, rez, D et rez) ;

- d’une unité d’endoscopie digestive (bâtiment A) ; - d’une unité de soins externe (bâtiment étage) ; - d’une unité de médecine du travail ;

- d’un service de médecine (hospitalisation adultes), (bâtiment B) ; - d’un service de pédiatrie (hospitalisation des enfants), (bâtiment B) ; - d’un cabinet dentaire (bâtiment A) ;

- d’un service d’Imagerie Médicale comportant une unité de radiologie et une unité d’Echographie (Bâtiment B, rez) ;

- d’un laboratoire d’analyses biomédicales comportant une unité de banque de sang (bâtiment B étage) ;

- d’une pharmacie avec session des médicaments essentiels, (Bâtiment B) ;

 Des unités de consultation ;

- d’un service de rééducation fonctionnel et de kinésithérapie, (bâtiment C) ;

- d’un service de maintenance (bâtiment F).

1.2.4 Équipements biomédicaux

Les matériels existants sont les suivants :

- Maternité : 1 Poupinel Titanox et 1 aspirateur, table chauffante ; - Laboratoire : 2 Poupinels (Titamox et Tausteril), 1 autoclave ;

- Des microscopes leica, 2 centrifugeuses (Sigma Nerf &Vismara), 2 Rotateurs, 1 agitateur robé, 1 spectrophotomètre robé, 1 Coulter ;

- Stomatologie : 1 Poupinel, un fauteuil dentaire, un appareil de radio, table d’ORL, un amalgameur, le tout en état très, moyen ;

- Bloc opératoire : table d’opération, négatoscope, bistouri électrique, scialytique, table d’anesthésie, moniteur de surveillance, aspirateur

(25)

chirurgical.

1.2.5 Installations techniques

L’hôpital dispose d’un matériel informatique récent avec accès à internet.

Le parc automobile est en bon état (2 véhicules 4*4). Les autres installations techniques sont : installation de secours électrique, installation de froid (climatiseur et des réfrigérateurs), matériel de lutte contre l’incendie, réseau de gaz médicaux. L’hôpital dispose d’un groupe électrogène a moteur diésel dont la puissance est de 115 KVA qui alimente tout le centre.

1.2.6 Les ressources humaines

Composé de 32 agents toutes catégories confondues en juillet 1991 – au démarrage, le centre de sante de Menontin en fin d’exercice 2000, compte 114 agents permanents dont 53 hommes et 61 femmes et une vingtaine de collaborateurs extérieurs. La répartition du personnel est la suivante :

Tableau 1: répartition du personnel de l’hôpital [2]

Catégorie Professionnelle Masculin Féminine TOTAL

Médecins Généralistes 9 0 9

Chirurgien dentiste 0 1 1

Technicien Supérieur Radiologie

2 0 2

Comptable/ Analyse 1 0 1

Technicien de laboratoire Supérieur

2 0 2

Technicien Laboratoire niveau B

3 1 4

Infirmier Diplôme d’Etat 8 5 13

(26)

Sage femme d’Etat 0 6 6

TechnicienSupérieur 1 0 1

Assistance Sociale 0 2 2

Aide Comptable 1 0 1

Infirmier de santé 2 8 10

Secrétaire 0 3 3

Chargé d’approvisionnement 0 1 1

Chargé de magasin 4 6 10

Agent de la pharmacie 1 6 7

Agent de

Reception/recouvrement

6 19 25

Aide soignant 3 0 3

Conducteurvéhicule 9 2 11

Blanchisseur 1 0 1

Total : 53 61 114

Pourcentage 46,49% 53,51% 100%

1.2.7 Organigramme de HZM

(27)

Figure 1: Organigramme de HZM [2]

1.3 Organisation du service de maintenance

Plusieurs domaines de travail ont retenu notre attention. Au nombre de ces domaines nous pouvons citer: l’électronique, l’électrotechnique, l’électricité, l’informatique, les télécommunications, la plomberie, la menuiserie, le froid et climatisation, etc.

Figure 2 : Organigramme de l’hôpital de Zone de menontin [3]

(28)

Au cours de notre stage, nos activités se sont partagées entre ces différents domaines. Tous les jours nous étions à l’atelier à 8h et nous en sortions à 17h.Nous avions participé plus aux divers travaux de maintenance du coté biomédical et du coté électricité.

En effet, la plomberie, l’entretien du groupe électrogène et d’autres pannes persistantes en télécommunication et informatique sont assurés par la sous–

traitance.

1.3.1 Section biomédicale et électricité

Elles sont assurées par le service de maintenance de l’hôpital. Elles s’occupent de l’électrification des bâtiments et la maintenance des dispositifs médicaux

1.3.2 Section télécommunication et informatique

Elles sont à la charge du service de maintenance pour une panne légère et à celle d’une structure externe spécialisée lorsque la panne persiste et /ou est complexe.

1.3.4 Section eau et assainissement

Elles à la charge de l’entretien du débouchage et de l’installation des circuits d’eaux telles que les vannes, les eaux ménagères, les eaux usées. Elles s’occupent également de la maintenance du circuit d’alimentation en eau potable de tout l’hôpital. Les plombiers qui interviennent viennent de l’extérieur.

1.3.4 Section froid et climatisation

De même que la Section précédente elle est assurée par la sous-traitance.

(29)

Chapitre 2 : déroulement du stage 2.1 Travaux effectués au cours du stage

Très souvent, lorsque le personnel utilisateur se rend compte d’une anomalie sur un dispositif, il prévient immédiatement le service biomédical à travers un appel téléphonique. A cet effet, un bon d’intervention avec le motif de la panne est rédigé puis il nous serait ensuite transmis. Suivant le degré d’urgence, nous répondrons promptement sur le lieu laissant de côté nos tâches en cours, ou bien le dispositif médical peut être apporté par le personnel du service lorsque celui-ci est facilement transportable.

La « fonction de la maintenance » a pour but d’assurer une disponibilité maximale des installations et infrastructures de production à un coût optimal dans de bonnes conditions de qualité et de sécurité dans le respect de l’environnement, alors il urge que les travaux de maintenance s’exécute à travers les deux types de maintenances à savoir la maintenance préventive et la maintenance corrective.

2.1.2Maintenance préventive

C’est une forme de maintenance qui permet d’améliorer la fiabilité des équipements, de leur donner le maximum de temps de bon fonctionnement et d’accroitre la sécurité surtout dans le but de réduire la probabilité de pannes.

 Les méthodes de diagnostic

Nos travaux de maintenance préventive consistent généralement à entretenir les appareils à travers :

 Le contrôle visuel :

- Dépoussiérer l’appareil à l’aide d’un pinceau ou souffleur ; - regarder l’intégrité de l’appareil (l’état physique) ;

- observer les composants des différentes parties de l’équipement ; - demander à l’utilisateur son état de fonctionnement ;

(30)

 l’auto-test

- vérifier le principe de fonctionnement ;

- appuyer sur toutes les touches de commande dans l’ordre d’appui selon la fiche technique.

2.1.3 La maintenance corrective

Effectuée après la panne, elle a pour objectif de redonner à l'équipement les qualités perdues nécessaires à son utilisation. Elle est effectuée après une défaillance et entraine une indisponibilité immédiate.

Le tableau ci- dessous expliquera mieux nos différents travaux effectués

(31)

Tableau 2 : autres travaux effectués au cours du stage [4]

Type d’activité Appareils Services Pannes Diagnostics Actions menées

Électricité

Lampes fluorescentes Tous les services Ne s’allument pas Détérioration stater et bobines

Remplacement des lampes ou des réglettes

Lampes scialytiques Bloc opératoire Faible intensité lumineuse

Vieillissement des ampoules Remplacement des ampoules

Lampes baladeuses Pédiatrie Ne s’allume pas Mauvaise liaison au niveau de l’interrupteur

Remplacement de l’interrupteur et remise en service

brasseurs Réanimation médecine Ne fonctionne pas Le rhéostat n’a pas de manivelle

Remplacement de la manivelle et remise en service

Bloc opératoire Ne fonctionne pas Condensateur défaillant Remplacement du condensateur et remise en service

Groupe électrogène Néant Néant Néant Vérification de l’état du groupe, du

carburant, l’eau de radiateur et l’huile à moteur

Biomédicales

Concentrateur d’oxygène Salle d’hospitalisation bloc opératoire

Siffle pendant son fonctionnent

Le circuit integer défectueux Circuit difficile à trouver

Aspirateur Maternité Faible pression

d’aspiration

Moteur coincé Passage du gel pour décoincer le moteur

poupinel Bloc opératoire Mauvais affichage de

l’écran numérique

Le circuit intégré NE555 défectueux

Remplacement du circuit et et remise en service Bistouri électrique Bloc opératoire La lampe bistouri ne

coupe pas

Mauvaise connexion du fil câble

Rétablissement de la liaison du fil

Scie à plate Petite chirurgie Ne s’alimente pas Mauvais cable secteur Remplacer le cable secteur

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2.3 Difficultés rencontrées

Au cours de notre stage à l’hôpital de zone de Menontin, le problème crucial auquel nous avons été confronté était les moments où il y a une absence d’énergie (le groupe électrogène est en panne soit, refuse de démarrer automatiquement) ; la conséquence directe était les difficultés à intervenir sur les équipements.

2.4 Problématique du thème

Durant notre stage, nous avons remarqué un jour lors de la remise en service d’une unité centrale au service de recouvrement, un contact sur cette unité donne l’impression qu’on est en contact avec une partie active de la ligne électrique. Une autre fois le service du laboratoire appelle pour signaler la coupure d’énergie alors que cela est disponible. Après diagnostique, le disjoncteur de la ligne est sur OFF. Aussi l’absence régulière d’énergie électrique avait pour conséquences l’interruption des activités de plusieurs services et bien évidemment du bloc opératoire avec des interventions qui s’achèvent dans les conditions critiques. De même lors de la remise de l’alimentation par la société distributrice ou source de secours, plusieurs équipements se détériorent par manque de protection contre des chocs électriques. Tout cela nous amène inévitablement à s’interroger sur la sureté de l’installation électrique et la sécurité des équipements. Notre première question était« Quels sont les éléments responsables liés à la sécurité électrique dans cet hôpital ? »

(33)

DEUXIEME PARTIE

ETUDE DE LA SECURITE ELECTRIQUE DANS UN ENVIRONNEMENT HOSPITALIER ET LA

PREVENTION DES RISQUES LIES A LA SECURITE DES EQUIPEMENTS BIOMEDICAUX : CAS DE

L’HOPITAL DE ZONE DE MENONTIN

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Chapitre3 : généralité sur la sécurité électrique en milieu hospitalier 3.1 Généralité

Le courant électrique pose le plus grand risque, on retiendra, bien entendu, le secteur du traitement médical et du soin aux patients. Il arrive fréquemment que les patients soient physiquement raccordés à un ou plusieurs appareils électriques pendant une certaine durée. Dans ces circonstances, il est possible que les patients ne soient pas conscients qu’ils sont exposés à des courants électriques, notamment s’ils sont traités sous anesthésie totale ou locale. Au cours des traitements invasifs, l’organe naturel de protection du corps humain, la peau, n’assure plus sa fonction d’isolation de base contre le courant électrique.

C’est durant ces procédures que le courant d’intensité aussi faible que 50mA peut traverser le corps humain et provoquer la fibrillation du muscle cardiaque ou paralyser le système respiratoire.

3.2 Sécurité électriques sur les dispositifs Médicaux (DM)

Pour le bon fonctionnement des centres hospitaliers en général et des équipements biomédicaux en particulier, il est indispensable d’assurer une bonne sécurité électrique des équipements biomédicaux afin d’éviter tout risque pour le patient et pour les opérateurs. Ainsi il existe plusieurs mesures de protections des DM assurant leur sécurité électrique. La norme ICE60601 est celle de la sécurité électrique des DM. Selon cette norme, cette sécurité électrique s’effectue suivant plusieurs classes électriques d’équipements biomédicaux : nous en énumérons deux classes principales ainsi que les différents types de DM qui sont attribués selon le niveau de protection au courant de fuite regroupés dans un tableau ci-dessous.

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Tableau 2: classes et types d’équipements [5]

Type(Body) : tout appareil en contact avec le patient, mis à part les appareils à application cardiaques directes. Les circuits en contact avec le patient peuvent être reliés à la terre.

Type BF (Body Floating) : tout appareil en contact avec le patient, excepté appareils à application cardiaques directes. Les circuits en contact avec le patient sont de type Flottant.

Type CF (CardiacFloating) : appareil approprié aux applications cardiaques directes. Les circuits en contact avec le patient sont de type Flottant. Le courant de fuite toléré est beaucoup plus faible que dans le type BF.

Les types BF et CF sont protégés contre les effets défibrillateur.

Partie appliquée : Une partie de l’équipement médical conçue pour entrer en contact physique avec le patient, ou une pièce susceptible d’entrer en contact avec le patient.

(36)

Prenons un exemple : soit une machine à laver qui n'est pas branchée sur une prise avec terre dans une buanderie au sol carrelé. Une souris a dénudé le câble d'alimentation de la machine et les fils électriques se mettent en contact avec la machine. Vous touchez la machine et, comme vous êtes sur un sol conducteur, vous êtes traversé par le courant électrique. C'est une électrocution!

Il existe autres mesures de protections des DM contre les risques liés à leurs sécurités telles que :

 La mise à la terre qu’utilise la prise de terre ;

 le régime de neutre ;

 le choix des UPS ;

 Etc.

3.3 La mise à la terre

Il y a de nombreuses raisons d'effectuer une mise à la terre, la principale étant de protéger les personnes et les biens. Une bonne mise à la terre assure non seulement la sécurité des personnes mais aussi la protection des équipements. Un système de mise à la terre efficace permet d'accroitre la fiabilité des équipements et de réduire le risque de détérioration en de courant de défaut.

 Definition

La mise à la terre consiste à relier à une prise de terre, par un fil conducteur, les masses métalliques qui risquent d'être mises accidentellement en contact avec le courant électrique par suite d'un défaut d'isolement dans un appareil électrique.

3.3.4Utilité de mise à la terre

D'une part la mise à la terre permet d'écouler les courants de fuite sans danger et d'autre part, en association avec un dispositif de coupure automatique, (disjoncteur différentiel), elle assure la mise hors tension de l'installation électrique.

(37)

3.3.5 Sécurité de la mise à la terre

Elle est principalement pour la sécurité électrique de tout l’hôpital.

La mise à la terre, associée au disjoncteur différentiel, évite tout incident.

Le courant passe directement dans la terre et l'alimentation est automatiquement coupée. Plus d'électrocution, plus de danger !

3.3.6.. Principe de fonctionnement Disjoncteur Différentiel Résiduel (DDR) Le DDR comporte un circuit magnétique en forme de tore sur lequel sont bobinés le ou les circuits de phases et du neutre. En absence de fuite ou de courant résiduel de défaut les flux produit par les bobines s’annulent et il ne se passe rien. Si un défaut survient, le courant résiduel de défaut produit un déséquilibre des flux dans les bobines et un flux magnétique dans le tore apparait. La bobine de détection est le siège d’un flux électromagnétique induit qui génère une tension aimantant un petit électro-aimant qui déverrouille et ouvre les circuits du disjoncteur.

Figure 3 : Dispositif Différentiel Résiduel [6]

(38)

3.3.7 Ce qu'il faut mettre à la terre

Il faut mettre à la terre le corps métallique de tout élément qu'on peut toucher, qui est normalement isolé du courant électrique mais qui peut risquer d'être en contact avec le courant : chauffe-eau, cuisinière, machine à laver, réfrigérateur, moteur, tube fluorescent, cadre métallique d'une porte, etc. On relie donc à la terre

 Les appareils d'une installation électrique, (socles de prises), et les conducteurs de protection, (fil jaune et vert), de tous les circuits électriques ;

 les masses des appareils de "classe I" qui ont une borne de terre signalée par le (symbole) ;

 les liaisons équipotentielles principales des bâtiments, c'est-à-dire les éléments conducteurs comme une charpente métallique, les canalisations métalliques de gaz ;

 les liaisons équipotentielles des salles d'eau.

Nous rappelons que la mise à la terre n'est efficace que si elle est associée à un dispositif différentiel. Sachons aussi que "la terre", cela se mesure, et que les bons professionnels disposent de ces appareils qui donnent des réponses immédiates. A ces fins, il nous sera alors conseillé le cas échéant de mettre notre prise de terre en conformité.

NB : Les appareils de classe I sont ceux qui comportent une isolation principale en toutes leurs parties et un ensemble de disposition permettant de relier leurs parties métalliques accessibles à un conducteur. Par contre les appareils de classe II comportent par construction une isolation supplémentaire en plus de l’isolation principale (double isolation) et ne doivent pas être reliés à la terre.

3.3.8 Réaliser une prise de terre

 Trois techniques sont couramment utilisées.

 Le ceinturage en fond de fouille autour de la maison lors de la

(39)

construction.

 Le conducteur en tranchée situé, (20 cm au moins d’une canalisation d’eau, de gaz ou d’électricité), Une technique utilisée lorsqu’on réalise les tranchées d’alimentation de la maison.

Figure 4: Technique du ceinturage en fond de fouille [ 7]

(40)

 Le piquet enfoncé au moins jusqu’à deux mètres au minimum. C’est une technique utilisée pour créer une prise de terre pour un bâtiment existant.

 Règles à suivre impérativement

 On établit de préférence les prises de terre dans les fonds de fouille des bâtiments ou dans les caves et, de toute façon, dans des endroits abrités de la sècheresse et du gel.

 Une prise de terre doit être éloignée de tout dépôt ou infiltration qui Figure 5 : technique utilisée pour une tranchée [8]

Figure 6 : Technique utilisée pour un bâtiment existant [9 ]

Photos 1 :Bornes de barrettes de mise à la terre [10]

(41)

peut la corroder : produits chimiques, fumier, purin, etc.;

 Une prise de terre ne doit jamais être plongée dans l'eau. L'utilisation de canalisations de distribution publique d'eau n'est pas autorisée par les distributeurs d'eau ;

 la connexion doit être sûr, durable et protégée contre la corrosion ;

 les canalisations de terre et les conducteurs de protection doivent être protégés mécaniquement dans les traversées de planchers et parois et ne jamais être encastrés directement;

 les liaisons sont réalisées avec des fils conducteurs de section précise.

(2,5mm² au minimum)

 le conducteur de terre qui assure la liaison entre la prise de terre et la barrette de mesure : 16 mm² en cuivre isolé ou 25 mm² en cuivre nu ;

 le conducteur principal de protection qui assure la liaison entre la barrette de mesure et le tableau de répartition : 6 mm² pour un conducteur de phase de 6 mm², 10 mm² pour une phase de 10 mm² ou16 mm² pour une phase de 16 mm² ou plus.

 les conducteurs de protection qui vont du tableau de répartition aux appareils électriques et aux prises de courant : 2,5 mm² s'il est protégé mécaniquement ou 4 mm²s'il n'est pas protégé.

L’installation d’une mise à la terre à l’hôpital nécessite une faible valeur de la résistance de terre (R terre < 10 Ω) facilitant un écoulement facile d’un courant de fuite au niveau de l’un des bâtiments en cas de défaut. Il est nécessaire de mesurer périodiquement (tous les mois) la valeur de cette résistance.

(42)

3.3.9Les méthodes de mesure de la terre

3 .3.10La méthode 62% (deux piquets).

La méthode de mesure en ligne dite « des 62 % » (deux piquets).Cette méthode nécessite l’emploi de deux électrodes (ou « piquets ») auxiliaires pour permettre l’injection de courant et la référence de potentiel 0V. La position des deux électrodes auxiliaires, par rapport à la prise de terre à mesurer E(X), est déterminante. Pour effectuer une bonne mesure, il faut que la « prise auxiliaire » de référence de potentiel (S) ne soit pas plantée dans les zones d’influences des terres E & H, zones d’influence crées par la circulation du courant (i).Des statistiques de terrain ont montré que la méthode idéale pour garantir la plus grande précision de mesure consiste à placer le piquet S à 62 % de E sur la droite EH. Il convient ensuite de s’assurer que la mesure varie peu en déplaçant le piquet S à ± 10 % (S’ et S”) de part et d’autre de sa position initiale et ceci toujours sur la droite EH. Si la mesure varie, cela signifie que (S) se trouve dans une zone d’influence :Il faut donc augmenter les distances et recommencer les

Tableau 3 : les différentes méthodes de mesure de la terre [11]

(43)

mesures. Pour que la mesure soit correcte, il convient d’espacer le piquet H de la terre à mesurer d’au moins 25 mètres.

3.3.11 Méthode en triangle

Cette méthode nécessite également l’emploi de deux électrodes auxiliaires (ou « piquets ») et est utilisée lorsque la méthode décrite précédemment n’est pas réalisable (impossibilité d’alignement ou obstacle interdisant un éloignement suffisant de H).Elle ne doit cependant pas être considérée comme une méthode de référence, car sa précision est moindre que celle obtenue par la méthode « dite des 62 % » :

- La prise de terre E et les piquets S et H forment un triangle équilatéral (si possible)

- Effectuer une première mesure en plaçant S d’un côté, puis une seconde mesure en plaçant S de l’autre côté.

Figure 7 Méthode des 62% [12]

(44)

Si les valeurs trouvées sont très différentes, le piquet S est dans une zone d’influence. Il faut alors, augmenter les distances et recommencer les mesures.

Si les valeurs trouvées sont voisines, à quelques pourcentages près, la mesure peut être considérée comme correcte. Toutefois, cette méthode fournit des résultats incertains. En effet, même lorsque les valeurs trouvées en sont voisines, les zones d’influence peuvent se chevaucher. Pour s’en assurer, recommencer les mesures en augmentant les distances.

Figure 8 : Méthode en triangle [13]

3.3.12Méthode variante des 62 %

Cette méthode n’exige pas la déconnexion de la barrette de terre et ne nécessite l’utilisation que d’un seul piquet auxiliaire (S).

Le piquet H est ici constitué par la mise à la terre du transformateur de distribution et le piquet E par le conducteur PE accessible sur le conducteur de protection (ou la barrette de terre).

(45)

Figure 9: Méthode variante des 62% [15]

Le principe de mesure reste le même que pour la méthode des 62 % :

Le piquet S sera positionné de façon à ce que la distance S-E soit égale à 62 % de la distance globale (distance entre E et H). S se situera donc normalement dans la zone neutre dite « Terre de référence 0 V ».La tension mesurée divisée par le courant injecté donne la résistance de terre. Les différences avec la méthode des 62 % sont :

- L’alimentation de la mesure se fait à partir du réseau et non plus à partir de piles ou batteries ;

- Un seul piquet auxiliaire est nécessaire (piquet S) ce qui rend plus rapide la préparation de la mesure ;

- Il n’est pas nécessaire de déconnecter la barrette de terre du bâtiment. C’est un gain de temps et cela garantit le maintien de la sécurité de l’installation pendant la mesure.

3.3.13 Méthode du conducteur de PE

La mesure de résistance de terre en ville s’avère souvent difficile par la méthode de piquets auxiliaires : impossibilité de planter des piquets faute de

(46)

place, sols bétonnés...

La mesure de boucle permet alors une mesure de terre en milieu urbain sans planter de piquet et en se raccordant tout simplement au réseau d’alimentation (prise secteur).

La résistance de boucle ainsi mesurée inclut en plus de la terre à mesurer, la terre et la résistance interne du transformateur ainsi que la résistance des câbles. Toutes ces résistances, étant très faibles, la valeur mesurée est une valeur de résistance de terre par excès. La valeur réelle de la terre est donc inférieure : R mesuré > R terre l’erreur de mesure (par excès) introduite par cette méthode va dans le sens d’une sécurité accrue.

Figure 10 Méthode du conducteur de PE [16]

3.3.14Méthode de la pince de terre

Certaines installations électriques disposent de multiples mises à la terre en parallèle, en particulier dans certains pays du monde où la terre est « distribuée » chez chaque usager par le fournisseur d’énergie. Dans les établissements équipés de matériels électroniques sensibles, un maillage des conducteurs de terre reliés à des terres multiples permet d’obtenir un plan de masse sans défaut d’équipotent alité. Pour ce genre de réseau, il est possible d’optimiser la sécurité et la rapidité des contrôles au moyen d’une pince de terre. Dans ce cas, il n’est

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pas nécessaire d’isoler l’installation (par ouverture de la barrette de terre), ni de planter des piquets. Un simple en serrage du câble relié à la terre permet de connaitre la valeur de la terre ainsi que la valeur des courants qui y circulent.

Une pince de terre est constituée de deux enroulements : un enroulement générateur et un enroulement « récepteur ».

- L’enroulement « générateur » de la pince développe une tension alternative au niveau constant E autour du conducteur enserré ; un courant I = E / R boucle circule alors à travers la boucle résistive.

- L’enroulement « récepteur » mesure ce courant.

- Connaissant E et I, on en déduit la résistance de boucle.

Nous sommes dans le cas d’un réseau de terres en parallèles. Sachant que « n » résistances en parallèle équivalent à une résistance R aux de valeur négligeable, on peut mesurer la valeur de la terre locale Rx :

R boucle = Rx + Raux (avec R aux = résistance équivalente à R 1 …R n en parallèle) Comme R_x>>R_aux ’ On obtient R boucle # R_x

La pince de terre est utilisée pour les mesures de résistance de terre : - au niveau des transformateurs MT/BT,

- des bâtiments faradisés,

- des lignes de télécommunication

- et pour la continuité des boucles « fond de fouille ».

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Figure 11 Méthode de la pince de terre [17]

3.5 Le régime de neutre.

La norme CEI 60364 stipule qu’un schéma de liaison à la terre se caractérise par deux lettres :

 La première lettre indique le raccordement du neutre du transformateur (la position du neutre par rapport à la terre) ;

 La seconde lettre indique le raccordement des masses (la position de la masse par rapport à la terre) ;

La norme NF C 15-100 définie les mesures de protections nécessaires pour tous types d’installations électriques. Nous pouvons déterminer trois régimes de neutre à travers ce tableau ci- dessous

Masses : parties conductrices accessibles d’un matériel électrique susceptibles d’être mises sous tension en cas de défaut.

Tableau 4 : les régimes de Neutre [18]

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3.5 Choix d’un régime de neutre

 Le choix d’un régime dépend : - De la condition d’exploitation ;

- De la qualification de l’équipe d’entretient ;

 Le régime de neutre peut être imposé :

- TT pour les abonnés domestiques, les petits ateliers, etc. ;

- IT si la continuité du service est exigée, c’est le cas des hôpitaux.

3.6 Les schémas de liaison à la terre (SLT)

L’étude des régimes des neutres permet de mettre en évidence la précaution à prendre en matière de sécurité devant les risques électriques encourus. Il existe 3 schémas de liaison à la terre. Chacun est défini par 2 lettres principales :

 Première lettre : I ou T : Le neutre du transformateur est-il Isolé ou à la Terre ?

 Deuxième lettre : T ou N : Les masses sont-elles à la Terre ou au Neutre ?

3.6.1 Schéma de liaison à la terre TT

C'est le régime le plus simple. Il est imposé par la SBEE pour les installations alimentées par la distribution basse tension. Le neutre du transformateur de distribution triphasée est mis à la terre à travers une prise de terre de résistance Rn. Les masses des installations clients sont interconnectées et mises à la terre à travers une prise de terre de résistance Ru. Un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) est placé en tête de l'installation. La coupure a lieu lors d'un défaut d'isolement dont le courant de fuite dépasse la sensibilité du DDR (en général 30 mA).

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3.6.2 Schéma de liaison à la terre TN

Ce schéma n’est pas autorisé en installations domestiques, il est réservé aux entreprises propriétaires de leur transformateur. Les masses sont reliées au conducteur PE ou PEN et mis à la terre en différents endroits de l'installation.

Lors d'un défaut d'isolement, la coupure se fait par surintensité ou court-circuit donc par la protection magnétothermique (disjoncteur).Mais, la présence de forts courants de défauts entraine une augmentation des risques d'incendie. Deux variantes aux schémas TN:

 TNS (S = Neutre et PE Séparés) Le conducteur Neutre est obligatoirement bleu, le PE est obligatoirement Vert/jaune

 TNC (C = Neutre et PE Confondus ou Communs).Le conducteur PEN est obligatoirement Vert/jaune et devient un conducteur actif. Il passe un courant important dans le conducteur Vert/jaune

Figure 12 :schéma de liaison à la terre TT[ 19]

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3.6.3 Schéma de liaison à la terre IT

Le neutre du transformateur est isolé de la terre à travers une grande impédance Zn (de 500 à 2500 Ohms). Les masses sont reliées à la terre à travers une prise de terre de résistance Ru. Un Contrôleur Permanent d'Isolement (CPI) mesure le courant de fuite résiduel et signale tout défaut d'isolement trop important (alarme sonore et visuelle).Lors d’un 1er défaut d’isolement (par exemple Rd1 sur la phase 1 du récepteur 1) le contact masse-terre n’est pas dangereux, on ne provoque pas la coupure du courant. Alors, il doit être éliminé avant l'apparition d'un second défaut (par exemple Rd2 sur la phase 2 du Récepteur 2) car, il existerait une tension de 380 V entre les deux Masses contigües.

Lors de double défauts, la liaison équipotentielle (terre) entre les carcasses provoque un court-circuit qui entraine le déclenchement des protections contre les surintensités (disjoncteurs, fusibles) pour assurer la sécurité. Un limiteur de

Figure 13 : schéma de liaison à la terre TN [20]

(52)

Surtension (ou éclateur) est toujours installé pour écouler à la terre les surtensions atmosphériques.

.

3.6 Les UPS (onduleur)

3.6.1 Choix des UPS pour les systèmes informatiques et médicaux dans l’hôpital

Il est utilisé :

 Pour protéger un équipement sensible aux fluctuations du réseau électrique ;

 pour protéger un ordinateur ou un système contre la perte de données ;

 pour éviter l’arrêt d’un équipement essentiel durant une courte panne électrique.

Il est également important de comprendre que l’autonomie de l’UPS varie avec la charge effective branchée. Plusieurs UPS comprendront dans leurs spécifications un graphique de la charge (en % du maximal) en fonction du temps d’autonomie qu’il est important de consulter lorsque le temps d’autonomie de l’équipement est critique.

Figure 14 ^: schéma de liaison à la terre IT [21]

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A titre d’exemple : La plaque signalétique d’un bistouri électrique haute fréquence indique qu’il consomme 7.5A sous 120V. Le UPS nécessaire sera de 7.5 X 120 = 900VA, ajoutons à ceci la marge de sécurité c'est-à-dire : 900 VA X 1.1 = 990VA donc ~ 1 KVA et +.

3.6.2 Estimation du facteur de puissance

Le facteur de puissance (cos ) d’un appareil varie entre 0 et 1. Voici quelques exemples de FP typiques pour différents appareils :

o Ampoule Incandescence 0,9 – 0,95 ; o lampe fluorescence 0 ,6 – 0 ,7 ;

o ventilateur 0,65 – 0,85 ; o UPS 0, 6 – 0, 85.

3.7 Les risques en milieu hospitalier

Il peut être supposé qu’un médecin aussi qualifié qu’il soit ne connait pas ou ignore les dangers associés à l’exploitation de l’électricité. C’est précisément ces dangers qui ont donné lieu à plusieurs discussions relatives à la sécurité des patients. Dans le monde entier, des organismes règlementaires ontre connu le risque posé par l’électricité en produisant des législations, desnormeset/oudesrecommandationspourcontrôlerlaconceptiondesappareils électriques, en vue de prévenir tout risque pour le monde hospitalier. Les recherches ont démontré que c’est souvent le courant et non pas la tension qui est à l’origine des blessures ou des décès. Une faible quantité de courant est suffisante pour entrainer des conséquences très graves.

Lorsqu’un courant électrique traverse le corps humain, ce dernier est principalement affecté par deux paramètres, l’intensité du courant et la durée de son passage.

Par exemple, un arrêt cardiaque sera provoqué par un courant de:

 250msà40mA ;

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 100msà100mA ;

 50msà200mA.

Comparonscesvaleursaufaitqu’uneintensitéde250mAestrequisepouralime nterunelampede25Watts. Il convient donc d’éviter que les patients ou les opérateurs ne soient pas exposés à des intensités autres que celles des , courants fonctionnels des appareils. Ces courants sont appelés courants de fuite.

En effet, les installations électriques sont des milieux dangereux aussi bien pour les personnes que pour les équipements, celles-ci sont exposées à deux dangers principaux :

- le contact direct : contact accidentel de personne avec un conducteur actif (phase ou neutre) ou une pièce conductrice habituellement sous tension.

- le contact indirect : contact d’une personne avec des masses métalliques mises accidentellement sous tension, résultant d’un défaut d’isolement.

Dans les deux cas, la personne en contact avec une pièce sous tension risque d’être électrocutée et peut la subir selon l’importance de la durée et l’intensité qui la traverse :

- une gêne ;

- une contraction musculaire ; - une brûlure ;

- un arrêt cardiaque.

La norme CEI 60449-1 définie une évaluation de ces risques perçus par une personne traversée par du courant alternatif en fonction du temps.