Maîtrise de l'installation électrique au bloc opératoire, Chtiha Hanane, Aboulay Koné, Assier Yoann, Cardinale Fabien,

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MAITRISE DE L'INSTALLATION ELECTRIQUE AU BLOC OPERATOIRE
Chtiha Hanane	Aboulay Koné	Assier Yoann	Cardinale Fabien
Référence bibliographique à rappeler pour tout usage : Maîtrise de l'installation électrique au bloc opératoire, Chtiha Hanane, Aboulay Koné, Assier Yoann, Cardinale Fabien, Projet "Management des Organisations Biomédicales", MASTER Management des Technologies en Santé (MTS), UTC, 2007-2008 URL : https://www.utc.fr ; Université de Technologie de Compiègne
RESUME EN FRANCAIS Dans les établissements de santé, la dépendance électrique est extrême. Compte tenu de sa dangerosité ainsi que des dégâts matériels et humains survenus ces dernières années, le Ministère de la Santé a réédité certains textes en y intégrant de nouvelles recommandations pour améliorer la sécurité de l’environnement hospitalier. Ainsi, ces nouvelles mesures appellent les responsables des établissements de santé à réadapter l’architecture électrique de leurs structures pour satisfaire la nouvelle réglementation, en particulier celles définies dans la norme NFC 15-211 de août 2006, le décret 2007-1344 du 12 septembre 2007 et la circulaire DHOS/E4/2006/393 du 8 septembre 2006. Ces exigences concernent notamment les installations électriques des blocs opératoires, la continuité électrique et la maintenance. Leurs objectifs principaux sont d’assurer les soins dans des conditions optimales, de sécuriser le patient et le personnel de santé en particulier au bloc opératoire. Le processus de mise en œuvre de la conformité de l’architecture électrique doit donc être la préoccupation des services biomédicaux et techniques qui doivent s’assurer de la bonne application de ces textes. Mots clés: Sécurité électrique, Norme NF C 15-211, Bloc opératoire.
RESUME EN ANGLAIS In the hospital complex, the dependence on electricity is extreme. Taking into account the risks and human and material damages which occurred last year, the French department of health has republished some regulation texts by integrating some new recommendations in order to improve the security of healthcare establishments. Thus, these new measures have hospitals readjust electrical systems to meet the new regulations, in particular, those defined in the standard NF C 15-211 of August 2006, in the decree 2007-1344 of September 12th 2007, and in the circular DHOS/E4/2006/393 of September 8th 2006. These requirements focus on the electrical installation of the operating rooms, the electrical continuity, and the maintenance. Their main goals are to ensure the healthcare facility remains in optimal conditions and to provide more reassurance to patients and healthcare staff, especially in the operating room. The process of implementing the conformity of electrical systems must be the concern of biomedical and technical services, which must ensure the implementation of these texts. Key Words: Electrical security, Standard NFC 15-21, Operating room.

Sommaire

Introduction

Chapitre I : Les Risques Electriques

I.1) Données socio-économiques
            I.1.1) Quelques chiffres
            I.1.2) Enjeu de la sécurité électrique
I.2) Architecture de l’alimentation électrique à l’hôpital
            I.2.1) Présentation générale de l’alimentation électrique par le fournisseur
            I.2.2) Exemple d’un schéma synoptique d’une installation électrique interne à l’établissement
            I.2.3) Structure du réseau interne à l’établissement
I.3) Les corps humain et ses rapports avec l’électricité
            I.3.1) Contexte
            I.3.2) Physiologie humaine
            I.3.3) Les effets du courant électrique sur le corps humain
            I.3.4) Continuité électrique
I.4) Identification de la problématique de notre étude

Chapitre II : Processus d’application de la nouvelle norme NF 15 211 au bloc opératoire

II.1) Lignes directrices émises par le Ministère de la Santé et de l’Agence Française de Normalisation
            II.1.1) Présentation réglementaire et normative incontournable
            II.1.2) Classification des locaux à usage médical selon NF C 15 211
            II.1.3) Processus de mise en œuvre de la norme NF C 15 211
II.2) Les différences fondamentales entre la nouvelle NF C 15-211 (août 2006) et l’ancienne NF C 15-211 (juin 1987)
            II.2.1) Comparaison de la fiabilité électrique
            II.2.2) Comparaison au niveau des sources de remplacement, analyse du niveau de Criticité
            II.2.3) Analyse des risques
II.3) Les exigences de la norme (avec analyse transversale intégrée)
            II.3.1) Protection contre les chocs électriques
                        II. 3.1.1) Mesure de protection par coupure automatique de l’alimentation
                                    II.3.1.1.1) La protection contre les contacts directs
                                    II.3.1.1.2) La protection contre les contacts indirects
                                    II.3.1.1.3) Coupure automatique de l'alimentation
                                    II.3.1.1.4) Protection par très Basse Tension Fonctionnelle (TBTF)
                        II.3.1.2) Mesure de protection par isolation double ou renforcée
                        II.3.1.3) Mesure de protection par séparation électrique
                        II.3.1.4) Mesure de protection par très basse tension
                        II.3.1.5) Protections complémentaires
                                    II .3.1.5.1) Par dispositifs à courant différentiel – résiduel
                                    II.3.1.5.2) Liaison équipotentielle supplémentaire (LES)
                        II.3.1.6) Schéma IT médical
                        II.3.1.7) Protection par DDR HS
                        II.3.1.8) Liaison équipotentielle supplémentaire
            II.3.2) Protection contre l’incendie
            II.3.3) Protection contre l’explosion
            II.3.4) Limitation des perturbations électromagnétiques
            II.3.5) Sources de remplacement
            II.3.6) Protection contre les effets de la foudre
            II.3.7) Maintenance, essais, vérification du réseau électrique des établissements

Chapitre III : Etat de lieu et enseignements

III) 1) Objectifs et méthode de rédaction de l’enquête

III.2) Résultats et analyse de l’enquête
            II.2.1) Synthèse générale
            III.2.2) Répartition du type de raccordement au réseau public
            III.2.3) Evaluation du degré de satisfaction réglementaire des 14 établissements de santé ayant répondu à l’enquête
            III.2.4) Critiques de l’enquête

Conclusion

Bibliographie

Annexe 1 Présentation du Questionnaire envoyé aux services Biomédicaux

Introduction

Avec environ 1000 établissements de santé du secteur public, 1900 du secteur privé et 3455 salles d’opérations en 2004, le territoire Français est doté d’un système de santé très développé [1]. De ce fait, les besoins en électricité pour alimenter les établissements de santé représentent une bonne partie de la consommation d’électricité annuelle de la France. Par exemple, en 2004, environ 34 TeraWattheures furent consommés soit près de 7% de la consommation française totale qui est de 516 TeraWattheures [2]. Les 3220 transformateurs [1] utilisés dans les établissements de santé au service de la sécurité électrique (soit en moyenne plus d’un par établissement) révèlent l’importance des architectures électriques et de l’implication hospitalière dans la maîtrise de l’électricité. Malgré tout, au cours des deux dernières années, le ministère de la santé a enregistré 16 incidents potentiellement graves liés aux circuits électriques dans les hôpitaux, poussant même la sécurité électrique à devenir un enjeu politico-économique. A ce propos, le Ministre de la santé a annoncé que «la poursuite de la mise aux normes des établissements de santé constitue une des priorités du plan Hôpital 2012 » [3]. En conséquence, la répétition des incidents électriques entraîne la réédition régulière des textes réglementaires afin de tenir compte des expériences passées pour éviter de répéter les mêmes erreurs.

Ainsi pour garantir la sécurité du patient, les responsables des établissements de santé doivent réadapter l’architecture électrique de leurs structures pour satisfaire les nouvelles exigences réglementaires. Dans le cadre du projet d’intégration intitulé « Maîtrise de l’installation électrique au bloc opératoire », nous avons mené une recherche des principaux textes concernant la sécurité électrique, pour en extraire les principales recommandations et ainsi établir plusieurs processus visant à simplifier leur mise en oeuvre.

Par conséquent, ce projet d’intégration aura pour objectif de travailler sur l’aspect méthodologique des recherches documentaires mais aussi de mesurer l’impact de cette nouvelle réglementation sur les services biomédicaux. Trois grandes parties composent ce rapport :

- Les généralités relatives aux risques électriques (données socio-économiques, effets électriques sur le patient)

- La présentation approfondie de la nouvelle norme NF C 15-211 d’août 2006 « Installations électriques à basse tension, Installations dans les locaux à usage médical», applicable depuis février 2007.

- La réalisation d’une enquête sur la conformité des établissements de santé relative aux structures électriques.

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Chapitre I : Les Risques Electriques

I.1) Données socio-économiques

I.1.1) Quelques chiffres

   Avec environ 1000 établissements de santé du secteur public, 1900 du secteur privé en 2004 [1] et 3455 salles d’opérations en 2004 [1], le système de santé Français est l’un des plus développé dans le monde. En 2004, sa consommation représente 7% de la consommation française soit une dépense annuelle d’environ 2,7 Milliards d’euros et le parc d’équipement du milieu hospitalier disposait de 1245 groupes électrogènes (générateur d’électricité) et les 1542 onduleurs de puissance supérieure à 5 KiloVoltAmpères [1].
Cependant, les groupes électrogènes sont en nombre insuffisant et ne permettent pas de satisfaire la réglementation puisque les 2900 établissements doivent posséder au moins une source de remplacement de 48 heures d’autonomie, sans oublier que certains d’entre eux en possèdent souvent plusieurs. Ces quelques chiffres montrent l’importance de la relation entre l’électricité et le monde de la santé. Le service interne de l’hôpital est chargé de contrôler l’accès à l’énergie électrique (service technique ou biomédical) doit donc composer chaque jour avec la notion de sécurité électrique car dans les hôpitaux plus qu’ailleurs, le moindre défaut peut engendrer des accidents mortels.

I.1.2) Enjeu de la sécurité électrique

    La répétition des incidents électriques entraîne régulièrement la réédition des textes afin de tenir compte des expériences passées et ne plus reproduire les mêmes erreurs. Ainsi, suite à l’incident survenu dans la nuit du vendredi 25 au samedi 26 septembre 1998 à l’hôpital Edouard-Herriot de Lyon [3], une panne électrique de deux heures serait à l’origine de la mort d’au moins deux patients. Les conséquences dramatiques de cet incident ont d’ailleurs entraîné la parution de la circulaire du 6 octobre 1998 qui a rappelé combien il était important pour les établissements de santé de se préoccuper de la sécurité électrique.

   De même, le ministère de la santé a enregistré 16 incidents potentiellement graves entre 2004 et 2005 [4] liés aux circuits électriques dans les hôpitaux. Le bureau d’ingénierie et des techniques hospitalières de la DHOS (Direction de l’Hospitalisation et de l’Organisation des Soins), reconnaît qu'il s'agit vraisemblablement d'une sous-estimation car tous les établissements ne déclarent pas les problèmes qu'ils rencontrent [4]. Le nombre important d'incidents a conduit la DHOS à diffuser en mai 2005 une circulaire [5] rappelant les dispositions réglementaires et les principes de la sécurité incendie. Le dernier incident en date, qui est actuellement en cours d’expertise, est intervenu le 14 août 2007 à l’Hôpital Européen Georges Pompidou(armoire électrique ayant pris feu)[7].

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I.2) Architecture de l’alimentation électrique à l’hôpital

I.2.1) Présentation générale de l’alimentation électrique par le fournisseur

L’interaction entre le réseau de distribution électrique local et l’établissement de santé, se situe au niveau du raccordement de celui-ci au réseau Haute Tension de type A (HTA) (moyenne tension de 1 à 50KV, la tension normalisée est de 15 à 20 KV). Ce réseau alimente des clients professionnels pour lesquels la puissance à fournir est inférieure à 250 KVA. Il est le plus souvent souterrain en zone urbaine et aérien en zone rurale. Le réseau HTA utilisé dans les établissements de santé est constitué de câbles souterrains d’une tension de 20 KV utilisée en boucle ouverte. Il est triphasé et exploité en antenne selon le schéma 1. Le choix des autres schémas 1 et 3 dépend de l’analyse entre le responsable de l’établissement et le distributeur local pour définir la qualité de l’alimentation électrique à fournir. Les établissements de santé peuvent donc être alimentés par une ou deux alimentations distinctes afin d’assurer la continuité électrique du réseau local. En cas de panne d’une alimentation HTA, la seconde est mise en fonctionnement en moins d’une minute par un système d’inverseur télécommandé depuis le poste de contrôle EDF (Figure 1).

Figure 1 : Poste de contrôle EDF : source : http://www.edf.fr

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Schéma 1 : Schéma 2 : Schéma 3 :

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I.2.2) Exemple d’un schéma synoptique d’une installation électrique interne à l’établissement

Figure 2 : Exemple d’un schéma synoptique d’une installation électrique interne à l’établissement

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I.2.3) Structure du réseau interne à l’établissement

Le local technique est installé au sein de l’établissement. Il est constitué des éléments cités ci-dessous:

La cellule de raccordement HTA à l’hôpital :

La cellule de raccordement HTA (Figure 2) représente la limite de propriété du distributeur électrique. Son entretien incombe à l’établissement de santé. Bien qu’elle soit située dans l’établissement, elle est manœuvrée par les services techniques du distributeur. Son accès est interdit aux autres personnels de maintenance de l’hôpital. Cette cellule renferme les points de raccordement de l’arrivée du réseau HTA et les protections pour les transformateurs de puissance et disjoncteurs de protection générale.
La maintenance préventive de ces cellules est effectuée tous les trois ans et répond aux niveaux 4 et 5 de maintenance :

Figure 2 : Cellule de raccordement du réseau HTA du CH Compiègne : Photo stagiaire MTS-UTC

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Niveau 4 :
Actions dont les procédures impliquent la maîtrise d’une technique ou technologie particulière. Ce sont en général tous les travaux importants de maintenance corrective ou préventive (les réparations ou remplacement de composants, des réparations spécialisées et la vérification des appareils de mesures). Ces travaux sont effectués par un technicien ou une équipe spécialisée.

Niveau 5 :
Concerne toutes les opérations dont les procédures impliquent un savoir-faire, faisant appel à des techniques ou technologies particulières, des processus et/ou des équipements de soutien industriel (rénovation, reconstruction). Ces opérations sont effectuées par le constructeur. [8]

Les Transformateurs

Les transformateurs (Figure 3) servent à transformer la haute tension (HTA) de 20 KVA en basse tension (BTA) 400V. Leur installation est souvent doublée afin de fournir une alimentation globale de 800 V repartie selon les besoins de l’établissement de santé. Tous les trois ans, il doit être effectué un contrôle de serrage des connexions HTA et BT, les tests de fonctionnement des dispositifs de protection, la vérification du fonctionnement des déclenchements ainsi que le report d’alarme et l’analyse du diélectrique tous les trois et cinq ans [8].

Figure n°3 : Transformateurs HTA/BT du CH Compiègne : Photo stagiaire MTS-UTC

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Le Tableau Général de Basse Tension (TGBT)

Le réseau de distribution interne se résume au TGBT (Figure 4). Une panne sur cet élément prive l’établissement de santé d’électricité pendant la durée de sa réparation sauf si celui-ci est redondant. Il doit donc être protégé contre les foudres compte tenu de sa sensibilité. Il pilote le démarrage ou l’arrêt du ou des groupes électrogènes lorsqu’il détecte une absence ou présence de tension du réseau local en un temps très court grâce au système d’inverseurs normal/secours. Il facilite l’exploitation de la redondance des transformateurs HTA/BTA et palie à la défaillance d’un transformateur. Le TGBT est composé des disjoncteurs de commande débrochables dont certains sont motorisés et commandés par batteries. Son exploitation et sa maintenance doivent être effectuées avec le minimum de perturbations pour les utilisateurs. Il est choisi selon l’exploitation, l’évolutivité des installations, de la sécurité des intervenants et de l’environnement.

Figure 4 : TGBT du Ch Compiègne : Photo stagiaire MTS-UTC

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Le groupe électrogène (GE):

Les groupes électrogènes (Figure 5) sont constitués :
-   D’un moteur alternatif à combustion interne produisant une énergie mécanique
-   D’une génératrice convertissant cette énergie mécanique en énergie électrique
-   D’éléments de transmission de l’énergie mécanique (accouplement, réducteur, multiplicateur)
-   D’éléments de montage et de support.

Les GE servent à produire de l’électricité. Ils sont utilisés pour alimenter les installations sensibles en cas de perte de la source électrique normale. Ils ont une puissance de 800 à 1250 KVA et peuvent être doublés selon les besoins ou la stratégie des établissements.

Figure 5 : Groupe électrogène du CHR d’ Orléans : Photo stagiaires MTS-UTC

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Alimentation Sans Interruption (A.S.I) Statiques :

Les ASI statiques (Figure 6) sont communément appelées souvent « onduleur » qui n’est rellement qu’un élément de l’ASI. La réserve d’énergie est constituée par des batteries d’accumulateur ayant une autonomie variant de 10 min à 30 min selon le nombre de batteries. Elles servent à produire de l’énergie électrique pour les activités répondant au 1er niveau de criticité (activités ne supportant aucune coupure d’alimentation électrique, dont fait parti le bloc opératoire). Elles assurent l’autonomie et le temps du démarrage du groupe électrogène [8]. Le plus souvent, les ASI utilisées ont une puissance variant de 15 à 40 KVA pour répondre aux exigences de l’alimentation continue et la fourniture d’une tension stable pour l’exploitation des dispositifs électro-médicaux.
Ces appareils sont redondants, certains sont installés pratiquement près de toutes les zones critiques. Ils alimentent directement les prises identifiées par la couleur rougeau bloc opératoire.

Figure 6: ASI statique au CH Compiègne : photo stagiaires MTS-UTC

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La réglementation
Toute cette architecture doit donc respecter la réglementation en vigueur afin d’assurer la fiabilité de l’installation électrique. Le tableau 1 rassemble les textes réglementaires relatifs à la sécurité électrique.

Norme ou Texte	Applications
NFC 13-100	Raccordement au réseau de distribution HTA (15 à 20 000 V)
NFC 13-200	Relative aux installations électriques haute tension
NFC 14-100	Raccordement au réseau de distribution BTA (400V)
NFC 15-100	Relative aux installations électriques basse tension
NFC 15-211	Relative aux installations électriques basse tension dans les locaux à usage médical
NF X 60-010	Relative aux concepts et définitions des activités de maintenance
UTEC 18-510	Relative aux instructions générales de sécurité d’ordre électrique
UTEC 18-540	Relative aux instructions générales de sécurité d’ordre électrique destiné au personnel habilité basse tension
NF EN 60439-1	Relatif à la conformité des TGBT
NFC 17-100 et 17-102	Relatif aux dispositifs de protection contre la foudre
NF ISO 8528-1 à NF ISO 8528-7	Relatives aux exigences de conformité des groupes électrogènes
NF S 61-940	Relatives aux alimentations électriques de sécurité (AES)
Arrêté du 17 janvier 1989	Du Ministère de l’industrie portant approbation de l’UTEC 18-510
Arrêté du 7 janvier 1993	Relatif aux caractéristiques du secteur opératoire mentionné à l’article D 712-31 du CSP pour les structures pratiquant l’anesthésie ou la chirurgie ambulatoire visée à l’article R. 712-2-1
Arrêté du 3 Octobre 1995	Relatif aux modalités d’utilisation et de contrôle des matériels et des dispositifs médicaux assurant les fonctions et actes cités aux arts. D. 712-43 et D. 712-47
Arrêté du 14 avril 1995	Relatif aux conditions techniques de raccordement au réseau public des installations de production autonome d’énergie électrique
Arrêté du 25 avril 2000	Relatif aux locaux de pré- travail, de travail et aux dispositifs médicaux et aux examens pratiqués en néonatalogie et à la réanimation néonatale, à l’obstétrique

Tableau 1 : Synthèse des différents textes relatifs à la sécurité électrique

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I.3) Les corps humain et ses rapports avec l’électricité

I.3.1) Contexte

Le risque électrique prend naissance avec l’action du travailleur dans son milieu de travail. En 2005, 7 accidents d’origine électrique furent enregistrés dans les établissements de santé Français, générant 203 heures d’arrêts maladies [9]. Ce chiffre tient compte des acteurs intervenant activement sur le réseau électrique, néanmoins dans les centres de soins, le patient est généralement endormi et est incapable de ressentir une agression électrique.

Le patient est soumis à deux dangers principaux :
• L’arrêt de l’alimentation électrique qui ne permet plus de poursuivre les soins.
• Un choc électrique dû à un dispositif médical ou un opérateur.

Pour comprendre la susceptibilité électrique du patient au bloc opératoire, il est nécessaire de parcourir les caractéristiques résistives et de susceptibilité électrique du corps humain.

I.3.2) Physiologie humaine [10]

Le corps humain se laisse parcourir par le courant électrique avec plus ou moins de facilité suivant sa propre résistance électrique qui représente l’obstacle de la peau et des tissus intérieurs qui s’opposent au passage du courant. La peau constitue la barrière la plus efficace à la pénétration du courant à l’intérieur du corps et sa résistance électrique varie en fonction :

- De son état de surface (peau sèche, humide, imprégnée de produits chimiques…).
- De son épaisseur (peau fine ou calleuse).

Pour une peau sèche et fine, au-delà d’une tension électrique que l’on peut estimer à 40 ou 50 volts, la barrière isolante cède et le courant augmente très rapidement, il n’est alors plus limité par la résistance des tissus et liquides internes qui est faible par rapport à celle de la peau. On peut estimer cette résistance à 300 Ohms environ pour un adulte. Les effets du courant électrique diffèrent selon l’intensité du courant comme le montre le tableau 2.

Courant (milli ampère)	Effets Physiologiques
0.05	Perception sensorielle au niveau de la langue
0.8	Perception cutanée pour la femme
1	Perception cutanée pour l’homme
4	Perception cutanée douloureuse
8	Impossibilité de lâcher pour 0.5% des individus
12	Seul de lâcher, seuil de brûlure pour une surface de 1 mm²
16	Impossibilité de lâcher pour la quasi-totalité des individus
20	Possibilité d’asphyxie ventilatoire si durée > 3 mm
50	Possibilité de fibrillation si durée >2s
100	Possibilité de fibrillation ventriculaire si durée > 0.5s
200	Fibrillation ventriculaire à 50 % si durée > 0.5s
500	Fibrillation ventriculaire quasi certaine pour durée > 0.5s

Tableau 2 : Les Effets physiologiques du courant électrique sur le corps humain : [11]

Nous retiendrons dans ce tableau que le plus petit courant électrique est ressenti au niveau de la langue et est de 50 microampères.

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I.3.3) Les effets du courant électrique sur le corps humain

Le corps humain peut être considéré comme un récepteur électrique et la gravité des dommages corporels provoqués par le courant électrique résulte de la conjugaison de plusieurs facteurs concomitants.

•   Valeur de l’intensité du courant électrique circulant à travers le corps humain, valeur qui dépend elle-même de la source d’énergie électrique (puissance, tension) et du milieu dans lequel s’exerce habituellement l’activité du travailleur (emplacement de travail isolant ou très conducteur).
•   Durée de passage du courant électrique à travers le corps humain.
•   Trajet du courant dans l’organisme suivant que le contact s’établisse entre deux mains ou entre une main et les pieds.
•   Susceptibilité particulière de la personne soumise à l’action du courant électrique : corpulence, électrisation invasive (patient…).

Il y a deux modes de manifestation qui sont simultanés et dont le poids varie selon les circonstances [13]:

U = R . I (effet excito moteur électrisation)
W = R . I2 .t (effet thermique Brûlure)

Les manifestations électriques encourues par le corps humain sont alors multiples et sont regroupés dans le tableau ci-dessous :

Fibrillation	Trouble du rythme cardiaque caractérisé par des contractions rapides, désynchronisées et totalement inefficaces causées par une activité électrique désordonnée des fibres musculaires cardiaques.
Electrisation	Effet du passage d’un courant électrique à travers l’organisme
Electrocution	Effet mortels du passage d’un courant électrique à travers l’organisme.
Tétanisation	Contraction musculaire prolongée et involontaire sans possibilité d’exercer une commande motrice volontaire.
Brûlures	Les brûlures électriques superficielles peuvent se manifester pour les intensités de l’ordre de 10 milliampères maintenu pendant quelques minutes

Tableau 3 : Quelques définitions relatives aux différents accidents électriques sur le corps humain [12]

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Dans l’organisme, le courant électrique suit des trajets préférentiels qui passent par les organes offrant le moins de résistance : le cœur, les poumons, les reins. Des contacts établis entre deux doigts d’une même main n’offriront qu’un court trajet limité à la main, alors qu’une liaison entre les deux mains intéressera la totalité du thorax, c'est-à-dire le cœur et les poumons comme le montre le tableau 4 ci-dessous :

Facteurs	Trajets
1,5	Poitrine à Main gauche
1,3	Poitrine à Main droite
1	Main gauche à pied gauche, ou pied droit à deux pieds, ou des deux mains à deux pieds
0,8	Main droite à pied gauche, ou à pied droit ou à deux pieds
0,7	Dos à main gauche
0,4	Main gauche à main droite
0,3	Dos à main droite
0	Pied droit à pied Gauche

Tableau 4 : Facteurs de courant de cœur indiquant la pondération des intensités de courant traversant le cœur en fonction des trajets CEI 60601

Le cœur étant situé à gauche du thorax, nous comprenons le facteur de pondération le plus important (1,5) lorsque le trajet du courant passe de la poitrine à la main gauche, celui–ci passe à travers le cœur et les poumons sans que le trajet du courant ne soit diffusé dans les tissus car le trajet est court (poitrine main gauche)

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Voici les deux effets les plus graves du courant sur le corps humain :

Arrêt respiratoire = tétanisation et blocage des muscles respiratoires,
intercostaux et diaphragme => asphyxie
- ordre de grandeur : 20 à 30 mA à 50/60 Hertz pendant 2 à 3 minutes.

Arrêt circulatoire = arrêt total du coeur ou fibrillation cardiaque
- Ordre de grandeur : 100 à 500 mA à 50/60 Hz + probabilité maximale pendant la repolarisation ventriculaire (phase ascendante de l’onde T)
- Pour l’Homme (70 Kg, 50 % de la population) :
Imini de fibrillation = KT-0,5 avec : T = temps d’application = 10 millisecondes à 5 s
K = constante de 185 à 116 mAs-2

Ces notions de trajet du courant électrique dépendent de la corpulence de l’individu car le débit d’électrons parcourant le thorax, et donc les organes sensibles (cœur, poumons), utiliseront une section d’autant plus importante (diffusion) que la distance parcourue dans les tissus est importante. Ici nous discriminons donc la vulnérabilité d’un nouveau né par rapport à celle d’un adulte obèse. En effet, ce dernier diffusera d’avantage le courant, diminuant ainsi, dans un volume considéré, le flux d’électrons et donc son effet destructeur.

Mais au bloc opératoire, le cœur du patient peut être touché par des dispositifs médicaux d’une manière invasive comme avec le bistouri électrique. Il ne faut donc plus considérer la corpulence du patient mais un contact électrique direct sur le cœur. Ces courants sont transmis au patient sous la dénomination de courants de fuite. La probabilité des manifestations physiologiques est fonction de l’intensité du courant de fuite appliqué sur le corps, la figure 7 représente la probabilité de fibrillation ventriculaire en fonction du courant direct qui lui est appliqué.

Figure 7 : Probabilité de fibrillation ventriculaire en fonction de l’intensité du courant appliqué sur le cœur [11 & 20]

Au regard de ce graphique, un courant de 10 μA suffit à générer une défibrillation dans 0.2% des cas. La norme NF EN 60601-1 [11] précise, pour les dispositifs de type CF (à entrée flottante et à protection électrique patient maximale) utilisé en cardiologie, que le courant de fuite patient ne doit pas excéder 10 μA dans les conditions normales et 50 μA dans les conditions de premier défaut (Cf. Schéma IT médical qui évite la coupure de courant lorsqu’un défaut d’isolation apparaît, voir partie II.3.1.6 p33). Autrement dit, dans les conditions normales (sans défaut) le risque accepté par cette norme est un courant de 10 μA et donc une probabilité de 0.2% de fibrillation cardiaque et de 1% en cas de premier défaut. Par cette remarque, nous comprenons tout l’intérêt de résoudre le plus rapidement possible le premier défaut électrique survenant sur une structure IT médicale.

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I.3.4) Continuité électrique

- Le 14 Août 2007, pour une raison qui reste à déterminer, une armoire électrique prend feu dans le sous sol de l’HEGP (Hôpital Européen Georges Pompidou) [7]. Cette armoire qui alimentait deux des quatre secteurs de l’hôpital, a rencontré une situation de première criticité. Selon « le quotidien du médecin n°8205 » aucun blessé n’est à déplorer en revanche la moitié des services fut plongée dans le noir, et deux semaines après l’incident, certains étaient toujours dépourvus d’alimentation électrique. Par chance l’incendie n’aura pas trop perturbé les conditions de travail car le programme d’été est traditionnellement allégé durant les congés. Actuellement, cet incident est en cours d’expertise et selon les dernières déclarations du 6 décembre 2007 de Perrine COLLET, responsable du Service & Relation internationales de l’HEGP ; « Aucune autre déclaration ne peut être émise dans l’attente des résultats de l’expertise».

- Aussi, suite à l’accident survenu dans la nuit du vendredi 25 au samedi 26 septembre 1998 à l’hôpital Édouard-Herriot de Lyon qui doit être le second en importance au niveau national [3], une panne électrique de deux heures est à l’origine de la mort d’au moins deux patients. Les conséquences dramatiques de l’incident électrique ont entraîné la parution de la circulaire du 6 octobre 1998 qui a rappelé combien il était important pour les établissements de santé de se préoccuper de la sécurité électrique.

Le patient assisté par des dispositifs médicaux (DM) lors d’une intervention au bloc opératoire, peut être exposé à une insécurité due à une coupure de l’alimentation électrique.
Pour pallier à ce genre d’incident électrique, le premier principe de précaution à prendre concerne l’application de la réglementation et des normes. Les installations électriques doivent en effet les satisfaire et être vérifiées à une périodicité adéquate.

Type de domaine	Description
TBT	Domaine Très Basse Tension ( <50 Volts )
BTA	Domaine Basse Tension A ( 50 V< tension < 500 V )
BTB	Domaine Basse Tension B ( 500 V< tension < 1 000 V )
HTA	Domaine Haute Tension A ( 1 000 V< tension < 50 000 V )
HTB	Domaine Haute Tension B ( >50 000 V )

Tableau 5 : Classification des installations électriques en fonction des tensions qu’elles transportent.

Le personnel intervenant sur les différents domaines des installations électriques devra être habilité par des organismes certifiés.

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I.4) Identification de la problématique de notre étude

La sécurité électrique est donc fondamentale au sein d’un établissement de santé comme il a été constaté au travers de la susceptibilité électro-physiologique du corps humain mentionné dans la première partie. Une question se pose :

Comment prévenir les risques électriques afin d’assurer la sécurité des actes opératoires ?

Si une comparaison devait être faite, la sécurité électrique serait une grande chaîne constituée de beaucoup de maillons différents. Mais finalement, le patient subit le transfert d’énergie, il devient de ce fait un maillon capital de la chaîne qui le place au centre des débats. La mission prioritaire d’un établissement de santé est donc de prévenir le patient des chocs électriques et de poursuivre les soins en cas de panne. En effet, l’impédance électrique de la peau constitue dans certaines limites une protection contre les effets du courant. Cette protection disparaît lors de certains examens ou traitements invasifs (par exemple lorsqu’on insère des parties d’appareils dans le corps du patient). Ainsi, pour pouvoir traiter la protection contre les chocs électriques, la fiabilité de l’alimentation électrique doit également être développée : il faut donc assurer la continuité électrique puisque l’on doit disposer de toutes les ressources nécessaires afin de veiller à l’intégrité du patient. Nous avons par conséquent décidé de nous centrer sur l’étude de la fiabilité de l’installation électrique destinée à alimenter les dispositifs médicaux au bloc opératoire.

Les ingénieurs biomédicaux doivent donc se conformer aux exigences et aux recommandations à travers les circulaires et les normes. La réglementation est ainsi sans cesse mise à jour afin de coller au plus près à la « réalité du terrain ». Les accidents rencontrés par les établissements de santé sont le moteur des révisions des textes entraînant leur réédition dans le but de pallier à tous ces risques. Par exemple, et pour n’en citer qu’une, la norme NF C 15-211 de juin 1987 [14] fut mise à jour en Août 2006 [15] Le monde normatif est donc en perpétuel mouvement:

Face à ce besoin prioritaire des établissements de santé, nous nous sommes impliqués dans la recherche des principaux textes concernant la sécurité électrique dans les blocs opératoires pour en dégager les principaux pour établir un processus visant à simplifier leur lecture.

L’un des textes les plus importants à étudier est la Norme NFC 15-211 de août 2006. En effet, cette dernière fut rééditée il y’a peu de temps et est applicable depuis février 2007. Par contre, l’étude de cette norme à elle seule n’a pas de sens si elle est dépourvue de son contexte législatif. En conséquence, nous avons également choisi d’étudier la DHOS de septembre 2006 [6], l’arrêté du 3 octobre 1995 [16] et le décret de septembre 2007 [17].
En parallèle de l’étude de ces textes, une enquête fut élaborée et envoyée à différents établissements de santé afin de connaître, à l’heure actuelle, leur niveau de conformité à ces différents textes.

Un QQOQCP ci après (outil qualité) a permis de dégager la problématique de l’étude :

Donnée d’entrée : Comment prévenir les risques électriques afin d’assurer la sécurité des actes opératoires ?

Qui?	- Patients. - Personnel médical & paramédical. - Agents de maintenance (électrique)
Quoi ?	- Risque d’électrocution - Ruptures de continuité électrique
Ou ?	Bloc opératoire
Quand ?	Toujours
Comment ?	Satisfaire aux exigences (circulaires) et recommandation (normes).
Pourquoi ?	Assurer la continuité de soins et diminuer les risques d’accidents.

Donnée de sortie : Comment aider les établissements de santé à satisfaire la Norme NF C 15-211 relative à la sécurité et à la continuité électrique ?

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Chapitre II) Processus d’application de la nouvelle norme NF 15 211 au bloc opératoire

II.1) Lignes directrices émises par le Ministère de la Santé et de l’Agence Française de Normalisation

II.1.1) Présentation réglementaire et normative incontournable

Arrêté du 3 octobre 1995 [16] relatif aux modalités d’utilisation et de contrôle des matériels et dispositifs médicaux.
Définition d’un Arrêté : Décision exécutoire qui émane d'une autorité administrative et qui peut avoir une portée générale (par ex. exécution d'une loi) ou individuelle (par ex. nomination d'un fonctionnaire).

Il oblige l’exploitant de disposer d’un plan palliatif en cas de défaillance de l’alimentation électrique et en gaz à usage médical. La continuité des soins doit être effective jusqu’à la sortie du patient de la salle de surveillance post-interventionnelle. Les procédures permettant l’activation des dispositifs de relestage (mécanismes de suppléance en électricité) doivent être écrites et révisées tous les semestres.

La circulaire n° DHOS/E4/2006/393 du 8 septembre 2006 [6] relative aux conditions techniques d’alimentation électrique des établissements de santé publique et privée mentionne les points suivants :
Définition d’une circulaire : Les circulaires émanant d'un ministre, dont beaucoup ont pour fonction d'aider à l'interprétation d'un texte législatif, ne peuvent avoir qu'un usage administratif interne et ne créent pas le droit.

- Le distributeur n’ayant pas d’obligation de résultats, les établissements sensibles (laboratoire, bloc opératoires, urgences, réanimation…) doivent obligatoirement se doter de source(s) autonome(s) de remplacement.
- L’exploitant doit s’assurer auprès de son distributeur d’énergie que l’établissement est relié au réseau HTA en structures dites « en coupure d’artère » ou en « double dérivation » ou d’une alimentation par 2 lignes « en antenne » individualisées issues de deux postes sources différents.
- Conseille l’application de la norme NFC 15211 relative aux installations électriques à basse tension dans les locaux à usage médical.
- Maintenance et intervention doivent être archivées.

- Chargeurs et batteries nécessaires à la motorisation du disjoncteur de couplage des groupes électrogènes doivent être installées en redondance l’un de l’autre.
- La périodicité des essais des installations de secours ne doit pas excéder 1 mois, elles doivent être réalisées dans les conditions réelles de fonctionnement.
- Un chargé d’exploitation de la chaîne de distribution en énergie doit être clairement identifié.
- Une analyse des risques doit être menée pour mettre en œuvre des contre mesures immédiates.
- Les personnes intervenant sur la chaîne de distribution en énergie doivent être habilitées.
- Mettre en place une organisation de gestion de crise en tenant compte des préparations techniques aux risques électriques, la rédaction d’un guide des conduites à tenir ainsi que sa formation sous jacente. Cette cellule de veille doit s’articuler avec le plan blanc; une formation, révision et évaluation des procédures sont obligatoires.

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Décret n°2007-1344 du 12 septembre 2007 [17] relative à la modernisation de la sécurité civile.
Définition d’un Décret : Décision écrite de l'exécutif, dont les effets sont analogues à ceux d'une loi.

Ce présent décret élargit le périmètre d’application de l’obligation de maintenir la continuité électrique dans tous les établissements médicaux-sociaux. En effet, elle s’applique à tous les établissements qui assurent un hébergement collectif à titre permanent et des soins pris en charge en tout ou partie par l’assurance maladie. Aussi, elle oblige les points fondamentaux suivants :
- Garantir la sécurité en cas de défaillance des réseaux de distribution d’énergie électrique.
- Assurer la continuité électrique pendant 48 heures au moins.
- Prévoir des mesures permettant d’assurer la sécurité des personnes hébergées en cas de défaillance des réseaux d’énergie.
- Ecrire les mesures prévues en cas de défaillance des réseaux d’énergie.
- Au regard des niveaux de criticité des activités médicales dans les établissements de soins (hôpitaux…) et ceux dispensés dans les établissements médicaux sociaux (maisons de retraites…), une étonnante répartition des délais d’application du présent décret, (Art.3,) stipule que les établissements de soins disposent d’un délai de 5 ans alors que les établissements médicaux sociaux disposent de 2 ans pour appliquer ce décret.

Norme NF C15-211 Août 2006 [15]
Définition d’une norme : Document établi par consensus et approuvé par un organisme reconnu, qui fournit, pour des usages communs et répétés, des règles, des lignes directrices ou des caractéristiques, pour des activités ou leurs résultats garantissant un niveau d'ordre optimal dans un contexte donné. »
Dans le cas général, un fabriquant ou un prestataire de service n'est pas obligé de suivre une norme. Elles peuvent cependant être imposées par un donneur d’ordre pour la réalisation d’un contrat. Dans certains cas, le droit peut imposer l'utilisation d'une norme.

Citée pour son application dans la circulaire n° DHOS/E4/2006/393 du 8 septembre 2006, la norme NF C 15-211 de août 2006 remplace celle de juin 1987. Elle contient les prescriptions destinées à assurer la sécurité électrique des personnes dans les locaux à usage médical. Elle est effective pour tous les travaux effectués après le 31 janvier 2007. L’Agence Française de Normalisation (AFNOR) à joint en annexe à cette norme NF C 15-211 de août 2006 la circulaire DHOSE/E4/2005/295 du 30 mai 2005 [5]. Cette circulaire a pourtant été révisée, il faut donc considérer la circulaire n° DHOS/E4/2006/393 du 8 septembre 2006 [6].

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Avec l’ensemble des normes transversales citées dans la norme NF C 15-211, cette dernière parcourt les recommandations relatives aux items abordés dans le processus figure 8.

Figure 8 : Processus introduisant les chapitres de la norme NFC15211 ainsi que ses interactions avec les autres textes réglementaire.(Si la figure 8 n'est pas lisible, cliquer ici)

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L’étude de la norme NF C 15-211 est conséquente car elle intègre un nombre important de normes transversales. La partie suivante explique les points normatifs délicats et transforme la norme NF C 15-211 en processus afin de parcourir les recommandations normatives essentielles (Figure 9).
Les principaux processus intégrés dans le management de la sécurité électrique peuvent être schématisés sous la forme d’une cartographie des processus:

Figue 9 : Activités participant à satisfaire la sécurité électrique selon la norme NFC 15-211 :

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II.1.2) Classification des locaux à usage médical selon NF C 15 211

Les activités médicales sont classées en trois niveaux de criticité selon le temps de coupure admissible pour l’alimentation des activités concernées :

Figure 10 : Les niveaux de criticité

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Voici un exemple de classification des activités médicales les plus courantes, les exemples sont issues de la norme NFC 15-211 :

Activité		Equipements	Niveau 1	Niveau 2	Niveau 3
Bloc opératoire	Salle d’opération	Respirateur, Moniteur de surveillance, Bistouri électrique, Défibrillateur, Pompe à perfusion, Table d’opération, Scialytique	X
Bloc opératoire	Salle surveillance post-interventionnelle	Respirateur, Moniteur de surveillance		X
Bloc obstétrical			X
Salle d’accouchement		ECG, Respirateur, Scialytique, Défibrillateur		X
Anesthésie		Respirateur	X
Réanimation		Respirateur, Moniteur de surveillance	X
Unité de soins intensifs			X
Service de prématurés				X
Hémodialyse		Appareille d’hémodialyse		X
Imagerie interventionnelle			X
Explorations fonctionnelles				X
Imagerie médicale	Salle de radiologie conventionnelle	Table télécommandé			X
	Salle d’angiographie			X
	Salle de coronarographie		X
	Salle de scanographie	Scanner	X*	X
	Salle d’imagerie par résonance magnétique	IRM	X*	X
Médecine nucléaire	Salle de scintigraphie	PET, SCECT, Scanner	X*	X
Médecine nucléaire	Ventilation	Ventilateur		X
Radiothérapie					X
Laboratoire		Automate d’analyse, Centrifugeuse, Bain marie	X
Pharmacie		Conservateur		X
Unités d’hospitalisation					X

Tableau 6 : Niveau de criticité de certaines activités médicales selon norme NFC 15 211

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Les locaux à usage médical sont classés en 3 groupes (figure 11) pour aider à réaliser les mesures de protection contre les chocs électriques, ces mesures de protection destinées à empêcher que les personnes en examen ou en traitement puissent être soumises à des tensions de contact dangereuses, compte tenu des conditions physiologiques dans lesquelles elles se trouvent.

Figure 11 : Les différents groupes de mesures de protection contre les chocs électriques.

Le classement des groupes 1 ou 2 sera fait sous la responsabilité du chef d’établissement.

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II.1.3) Processus de mise en œuvre de la norme NF C 15-211

La maîtrise de l’alimentation électrique passe par une bonne application des exigences et recommandations nouvellement définies. Leur mise en œuvre exige donc une interaction de tous les acteurs à chaque niveau de responsabilité, comme le montre la figure 12 : ((Si la figure 12 n'est pas lisible, cliquer ici)

Légende : DHOS: Direction de l’Hospitalisation et de l’Organisation des Soins

DRASS: Direction Régionale des Affaires Sanitaires et Sociales

APAVE: Association des Propriétaires des Appareils à Vapeur et Electriques

DAO : Dossier d’Appel d’Offres

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II.2) Les différences fondamentales entre la nouvelle NF C 15-211 (août 2006) et l’ancienne NF C 15-211 (juin 1987)

II.2.1) Comparaison de la fiabilité électrique :

Concernant la fiabilité électrique, l’ancienne norme NFC 15-211 était divisée en « mesure de protection » alors que la nouvelle est basée sur la classification en groupe des locaux à usage médical comme le montre le tableau 7 :

Tableau 7 : Comparaison ancienne/nouvelle norme sur la fiabilité électrique

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II.2.2) Comparaison au niveau des sources de remplacement, analyse du niveau de criticité

L’évolution des règles de protection a entraîné à distinguer clairement les activités médicales selon leur importance du point de vue de la continuité électrique lorsqu’un défaut électrique se produit :

	Nouvelle norme NF C 15-211 (paragraphe 9)			Ancienne norme NF C 15-211 (partie 3)
	Classement des activités médicales et des installations liées à ces activités en trois niveaux de criticités selon le temps de coupure admissible. (tableau 1 page 12 de la norme)			Lorsqu’une alimentation de remplacement est nécessaire, ses caractéristiques doivent permettre l’alimentation de tous les matériels dont le fonctionnement doit être requis
	Niveau 1	Niveau2	Niveau 3	Pas de niveaux distingués
	Pas de coupures tolérées	Accepte coupure d’une durée inférieure à 15 secondes	Accepte les coupures d’une durée supérieure à 15 secondes et inférieur à 30 minutes	Lors de la défaillance de l’alimentation normale, l’alimentation doit assurer la puissance nécessaire dans un délai de 15 secondes
Choix des groupes électrogènes	Plusieurs cas possibles selon le niveau de criticité			Non mentionné
Choix des batteries	Plusieurs cas possibles selon le niveau de criticité			Non mentionné
ASI	Plusieurs cas possibles selon le niveau de criticité			Non mentionné
Eclairage opératoire	2 sources de remplacements, si l’une tombe en panne, la 2^ème doit prendre le relai sous 0.5 sec et avoir une autonomie de 1 heure			Délai de mise en service de 0.5 secondes avec une autonomie de 3H

Tableau 8 : Comparaison ancienne/nouvelle norme NFC 15-211 sur les sources de remplacements.

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II.2.3) Analyse des risques
L’analyse des risques sur plusieurs points critiques (alimentation, maintenance…) est également une composante de la nouvelle norme car il est nécessaire de mettre en place une nouvelle installation et de connaître exactement quels sont les besoins de l’établissement de santé :

	Nouvelle norme NF C 15-211	Ancienne norme NF C 15-211
Alimentation et structure des installations	Bien traité avec l'explication des niveaux de criticité de certaines activités	Non mentionné
Maintenance et essais des installations	Traité et explicité	Non mentionné
Mesures	Prises interdites en zone de risque	Prises interdites mais autorisées si elles sont munies de dispositifs de protection contre les risques d'incendies

Tableau 9 : Comparaison ancienne/nouvelle norme NFC 15-211 sur l’analyse des risques

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II.3) Les exigences de la norme (avec analyse transversale intégrée)

II.3.1) Protection contre les chocs électriques

II. 3.1.1) Mesure de protection par coupure automatique de l’alimentation

Généralité

La mesure de protection par coupure automatique de l'alimentation est destinée à empêcher qu'à la suite d'un défaut d'isolement, une personne puisse être soumise à une tension de contact supérieure à 50 V en courant alternatif (valeur efficace) ou à 120 V en courant continu pendant un temps tel qu'il puisse en résulter des dommages organiques. Pour respecter cette règle, tout défaut survenant sur un matériel électrique provoque la circulation d'un courant qui doit être interrompu dans un temps compatible avec la sécurité des personnes. Il en résulte que cette mesure de protection repose sur l'association de deux conditions :

a) La réalisation ou l'existence d'un circuit - dénommé "boucle de défaut" - pour permettre la circulation du courant de défaut. La constitution de cette boucle de défaut dépend du schéma des liaisons à la terre (TN, TT ou IT) (voir partie « II.3.1.6) Schéma IT médical »). Cette condition implique la mise en œuvre de conducteurs de protection reliant les masses de tous les matériels électriques alimentés par l'installation de façon à constituer une boucle de défaut.

b) La coupure du courant de défaut par un dispositif de protection approprié dans un temps dépendant de certains paramètres tels que la tension de contact à laquelle peut être soumise une personne, la probabilité de défauts et de contacts avec les parties en défaut. La détermination du temps de coupure est basée sur la connaissance des effets du courant électrique sur le corps humain et des conditions d'influences externes (voir Chapitre I). Cette condition implique la présence d'un dispositif de coupure automatique dont les caractéristiques sont définies suivant le schéma des liaisons à la terre TT, TN ou IT (voir II.3.1.6) ; Schéma IT médical).
La protection par coupure automatique de l’alimentation est une mesure de protection dans laquelle, nous avons :

- La protection contre les contacts directs
- La protection contre les contacts indirects
- Protection par coupure automatique de l'alimentation
- Protection par très Basse Tension Fonctionnelle (TBTF)

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II.3.1.1.1) La protection contre les contacts directs

Elle est assurée soit par l’isolation principale des parties actives, soit par des barrières ou des enveloppes.
Par isolation des parties actives
L'isolation est destinée à empêcher tout contact avec des parties actives de l'installation électrique. Ces parties actives doivent être complètement recouvertes d'une isolation qui ne peut être enlevée que par destruction. Pour les autres matériels, la protection doit être assurée par une isolation capable de supporter, d'une manière durable, les contraintes auxquelles elle peut être soumise, telles que des influences mécaniques, chimiques, électriques et thermiques.
Par barrières ou enveloppes
Les barrières ou enveloppes sont destinées à empêcher tout contact avec les parties actives de l'installation électrique. Ces parties actives doivent être placées à l'intérieur d'enveloppes ou derrière des barrières possédant au moins le degré de protection IP2X ou IPXXB
Les matériels ne répondant pas à ces dispositions doivent être protégés par des barrières ou enveloppes complémentaires.

II.3.1.1.2) La protection contre les contacts indirects

Elle est assurée par des liaisons de protection associées à la coupure automatique de l’alimentation :

Liaison équipotentielle principale
Dans chaque bâtiment, le conducteur principal de protection, la borne principale de terre et les éléments conducteurs suivants doivent être connectés à la liaison équipotentielle principale (Figure 13) aussi près que possible de leur point d’entrée (canalisations métalliques d’eau, gaz, de chauffage central, de conditionnement d'air, les câbles de communication et tous éléments métalliques de la construction).

Figure 13 : Connexions à la liaison équipotentielle principale (norme NFC 15-100).

Cette liaison équipotentielle principale permet notamment d'éviter qu'un élément conducteur ne propage un potentiel soit par rapport à la terre résultant d'un défaut d'origine externe au bâtiment, soit le potentiel de la terre lointaine.

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Mise à la terre des masses

Les masses doivent être reliées à un conducteur de protection selon les conditions particulières des divers schémas des liaisons à la terre comme spécifié dans les schémas TN, TT et IT (voir partie « II.3.1.6) Schéma IT médical »). Les masses simultanément accessibles doivent être connectées à la même prise de terre selon le schéma de connexion générale suivant (Figure 14).

Figure 14 : Schéma de principe de mise à la terre d’un bâtiment (norme NFC 15-100)

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II.3.1.1.3) Coupure automatique de l'alimentation

Un dispositif de protection doit séparer automatiquement de l'alimentation le circuit ou le matériel concerné en cas de défaut entre une partie active et une masse ou un conducteur de protection dans le circuit ou le matériel, dans un temps maximal donné (tableau 10).

	50 V < U_o < =120 V		120 V < U_o < = 230 V		230 V < U_o < = 400 V		400 V < U_o
	AC	DC	AC	DC	AC	DC	AC	DC
temps de coupure en TN ou IT	0.8	5	0,4	5	0,2	0,4	0,1	0,1
temps de coupure en TT	0,3	5	0,2	0,4	0,07	0,2	0,04	0,1

Tableau 10 : Temps de coupure maximal (en secondes) pour les circuits terminaux

Remarque :
Dans le schéma IT (voir figure 20 et 21), en général, la coupure automatique n'est pas prescrite lors d'un premier défaut. En pratique, les temps de coupure des dispositifs de protection ne sont à prendre en considération que si ces dispositifs sont des fusibles ou des disjoncteurs dont le déclenchement est retardé. Lorsque la protection est assurée par d'autres types de disjoncteurs, il suffit de vérifier que le courant de défaut est au moins égal au plus petit courant assurant le fonctionnement instantané du disjoncteur.

II.3.1.1.4) Protection par très Basse Tension Fonctionnelle (TBTF)

Lorsque, pour des raisons fonctionnelles, il est fait usage d’une tension nominale ne dépassant pas 50 V efficace en courant alternatif ou 120 V en courant continu lisse, mais que toutes les prescriptions relatives à la TBTS (voir II.3.1.4 : mesure de protection par très basse tension) ou à la TBTP ne sont pas respectées, et lorsqu'une TBTS ou une TBTP n'est pas nécessaire, il faut prendre les mesures de protection complémentaires pour assurer aussi bien la protection contre les contacts directs que la protection contre les contacts indirects. De telles conditions peuvent, par exemple, se rencontrer lorsque le circuit comporte des matériels (transformateurs, relais, télérupteurs, contacteurs) ne présentant pas un isolement suffisant par rapport à des circuits à tension plus élevée.
La protection contre les contacts directs doit donc être assurée :
- Soit au moyen d'une isolation correspondant à la tension minimale d'essai requise pour le circuit primaire.
- Soit au moyen de barrières ou enveloppes.
Les prises de courant utilisées dans ce cas doivent satisfaire les exigences suivantes :
- Les fiches ne doivent pas pouvoir entrer dans les socles alimentés sous d'autres tensions.
- Les socles doivent empêcher l'introduction de fiches conçues pour d'autres tensions.
- Les socles doivent présenter un contact de protection.

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II.3.1.2) Mesure de protection par isolation double ou renforcée

L’isolation double ou renforcée est une mesure de protection dans laquelle :
• La protection contre les contacts directs est assurée par une isolation principale et la protection contre les contacts indirects est assurée par une isolation supplémentaire,
• Ou la protection contre les contacts directs et contre les contacts indirects est assurée par une isolation renforcée entre les parties actives et les parties accessibles.
Cette mesure est prévue pour empêcher l'apparition de tensions dangereuses sur les parties accessibles des matériels électriques lors d'un défaut de l'isolation principale.
La mesure de protection par isolation double ou renforcée est applicable dans toutes les situations. Elle est prescrite pour la protection contre les contacts directs et indirects.

La protection doit être assurée par l’utilisation de matériels ayant une isolation double ou renforcée (matériels de la classe II) ou d’ensembles de série et dérivés de série et possédant une isolation totale. Ces matériels sont marqués du symbole (double carré inscrit).

II.3.1.3) Mesure de protection par séparation électrique

La séparation électrique est une mesure de protection dans laquelle :
- la protection contre les contacts directs est assurée soit par une isolation principale des parties actives, soit par des barrières ou des enveloppes
- la protection contre les contacts indirects est assurée par une séparation de protection entre le circuit séparé et les autres circuits.

Cette mesure de protection par séparation électrique consiste à séparer le circuit d'utilisation de l'installation d'alimentation de telle sorte qu'en cas de défaut d'isolement dans le circuit séparé, aucune tension de contact dangereuse ne puisse apparaître. Le circuit doit être alimenté par l'intermédiaire d'une source de séparation, c'est à dire d'un transformateur de séparation, ou d'une source de courant assurant une sécurité équivalente à celle du transformateur de séparation, par exemple un moteur générateur ayant des enroulements procurant une séparation équivalente.

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II.3.1.4) Mesure de protection par très basse tension

La protection par très basse tension est une mesure de protection constituée par deux types différents de circuits à très basse tension :
- Très Basse Tension de Sécurité (TBTS, circuits non reliés à la terre),
- Très Basse Tension de Protection (TBTP, circuits reliés à la terre), pour lesquels la protection est assurée par :
- Une limitation de la tension TBTS ou TBTP à 50V en courant alternatif et 120V en courant continu ;
- Une séparation de protection entre les circuits TBTS ou TBTP et tous les autres circuits autres que TBTS ou TBTP, et une isolation principale entre les circuits TBTS et TBTP,

Pour les seuls circuits TBTS, une isolation principale est assurée entre le circuit TBTS et la terre.

L’utilisation de la TBTS ou de la TBTP est considérée comme une mesure de protection dans toutes les situations. Ces tensions sont produites par des transformateurs de sécurité conformes à la NF EN 61558-2-6, une source électrochimique (piles ou accumulateurs) ou une autre source qui ne dépend pas de circuits de tension plus élevée tel que les groupes moteur thermique générateur.

Lorsque la tension nominale du circuit TBTS est supérieure à 25 V valeur efficace en courant alternatif ou 60 V en courant continu lisse, la protection contre les contacts directs doit être assurée soit par une isolation soit par des barrières ou enveloppes
Lorsque la tension nominale du circuit TBTP est supérieure à 12 V valeur efficace en courant alternatif ou 30 V en courant continu lisse, la protection contre les contacts directs est identique à celle de TBTS mais la protection contre les contacts directs n’est pas nécessaire.


U en AC	U <=12V	12 < U <=25	25 < U <= 50
U en DC	U <= 30 v	30 < U <= 60	60 < U <=120
TBTS	pas nécessaire	pas nécessaire	nécessaire
TBTP	pas nécessaire	nécessaire	nécessaire

Tableau 15 – Synthèse de la protection contre les contacts directs

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II.3.1.5) Protections complémentaires

II .3.1.5.1) Par dispositifs à courant différentiel - résiduel :

Courant résiduel : courant de fuite lorsqu’un conducteur est mal isolé.

Une protection complémentaire aux mesures de protection par coupure automatique peut être assurée par l’emploi de dispositifs à courant différentiel-résiduel dont la valeur du courant différentiel nominal de fonctionnement est inférieure ou égale à 30 mA. Elle représente une mesure complémentaire en cas de défaillance de la disposition de protection contre les contacts directs ou en cas d’imprudence des usagers. Cette mesure complète toutes les autres mesures de protection contre les contacts directs, elles sont de caractère préventif et peuvent se révéler occasionnellement défaillantes soit par défaut d'entretien soit par usure normale ou anormale de l'isolation. Le meilleur moyen permettant d'éliminer une partie des risques d'accidents par la mise hors tension de l'installation électrique, ou de la partie d'installation intéressée, dès l'apparition d'un très faible courant de défaut à la terre, est l’utilisation d’un dispositif de protection à courant différentiel-résiduel tel que désigné dans la figure 16 ci dessous

Figure N°16 : Exemple de dispositif de protection à courant résiduel de protection dans une installation.

Source : www.geea.org/IMG/doc/Protection_des_personnes_en_TT_-_cours.doc le 18/11/07

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II.3.1.5.2) Liaison équipotentielle supplémentaire (LES)

La liaison équipotentielle supplémentaire doit comprendre toutes les parties conductrices simultanément accessibles, qu'il s'agisse des masses des matériels fixes ou des éléments conducteurs, y compris, dans la mesure du possible, les armatures principales du béton armé utilisées dans la construction des bâtiments. A ce système équipotentiel doivent être reliés les conducteurs de protection (PE) de tous les matériels, y compris ceux des prises de courant.
Le courant de défaut ou courant résiduel va circuler par le PE. La boucle n'est pas parfaite, mais résistive. Les différentes résistances proviennent de la qualité de la mise à la terre, de la nature du sol et de la résistance des conducteurs. Les résistances sont ramenées en deux points par des résistances équivalentes notées Ra et Rb

La liaison équipotentielle bas_droite (L.E.P.) annule toute différence de potentiel.
Situation dangereuse si un défaut d'isolement met les 2 canalisations à des potentiels différents, ou une canalisation à un potentiel différent de celui de la terre.
Ainsi tous les éléments présentant une surface conductrice de 2 dm2 ou pouvant être saisie à la main doivent être reliés par un ceinturage d’équipotentialité (la résistance des connecteurs de devant pas excéder 0.2 ohm afin de faciliter l’évacuation du courant de défaut).

En cas de doute sur l'efficacité de la liaison équipotentielle supplémentaire, elle doit être vérifiée en s'assurant que la résistance R entre toute masse considérée et tout élément conducteur simultanément accessible remplit la condition suivante

en AC : R ≤ 50 / I_a

en DC: R ≤ 120 / I_a

I_a est le courant de fonctionnement en 5 secondes au plus pour les dispositifs de protection contre les surintensités

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II.3.1.6) Schéma IT médical

NB : cette rédaction ne contient que des explications concernant la mise en place du schéma IT médical, des Dispositifs Différentiels Résiduels à Haute sensibilité (DDR HS) et des liaisons équipotentielles supplémentaires (points 5.3 à 5.5 de la norme).
Selon la figure 19, il est important de noter que le neutre est relié à la terre par une impédance particulière : ZNT. L’étude des liaisons à la terre porte le nom de « régimes de neutres » et constitue une particularité qui modifie profondément la nature et le fonctionnement des protections.
Il existe trois façons de relier le neutre et les masses des installations à la terre. Parmi ces trois régimes (TT, TN, IT), nous étudierons le schéma IT [18] :

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Quel est le principe du régime de neutre IT ?

Ce régime est utilisé lorsque les défauts d’isolation doivent être détectés mais sans provoquer de coupure afin d’assurer la continuité de service. Deux cas peuvent se présenter, le neutre n’est pas relié à la terre (figure 20) ou est relié à travers une impédance de forte valeur (figure 21). Par contre, les masses des appareils, elles, sont reliées à la terre.

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Cette installation permet la poursuite de l’exploitation d’énergie malgré un premier défaut d’isolement même important. En effet, si un premier défaut d’isolement apparaît, le courant de défaut est suffisamment faible pour pouvoir être négligé, comme nous le montrent les figures 22 et 23:

Cas du premier défaut d’isolement :

Lorsque le neutre est isolée de la terre (figure 22), le courant de défaut se répartit sur l’ensemble des capacités parasites que forment les différentes phases avec le neutre (l’impédance résultante de ces capacités est suffisamment importante pour limiter le courant). Aucun danger pour l’utilisateur.
Lorsque l’installation est reliée à la terre par une impédance (figure 23), l’intensité du courant de premier défaut est limitée par la valeur de l’impédance résultant de la mise en parallèle de Zs et des capacités des deux autres phases par rapport à la terre. Aucun danger pour l’utilisateur.

Source : http://www.electromate.org/pdf/cours/securite/securite_personnes.pdf visité le19/12/07
Dans les deux cas, le courant et la tension de défaut sont faibles (de l’ordre de 70 mA et 0,7V). Il est cependant souhaitable d’éliminer le défaut rapidement pour éviter qu’un autre défaut apparaisse. Un contrôleur permanent d'isolement (CPI) doit donc être prévu pour indiquer l'apparition d'un premier défaut d'une partie active à la masse ou à la terre. Ce dispositif doit actionner un signal sonore ou un signal visuel. Il est branché au circuit Basse Tension (BT) à la sortie du transformateur. Voici la figure 24 qui nous présente le schéma simplifié du schéma IT :

Figure 24 : schéma simplifié du schéma IT, Source : http://perso.netpratique.fr/michel.martin47/electr/electricite/documents/differents_regimes_de_neutres.htm

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En revanche, Si le premier défaut n'est pas éliminé et que se produit un deuxième défaut d'isolement affectant un autre conducteur actif, un courant de double défaut, (lequel est un courant de court-circuit entre phases (ou entre phase et neutre)), va s’établir, mais dont l'intensité est nettement inférieure à un courant de court-circuit dans un circuit, du fait qu'il intéresse deux circuits comme le montrent les figures 25 et 26 :

On peut remarquer que dans les deux cas, nous sommes en présence d’un court-circuit, il faut donc protéger chaque groupe de masse par un Dispositif Différentiel Résiduel à Haute Sensibilité (ou DDR HS) :

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II.3.1.7) Protection par DDR HS

NB : Cette partie fait l’objet d’une étude plus détaillée dans la partie II-3-1-5-1
La norme NF C 15-211 précise qu’il faut utiliser, selon les cas, des DDR HS de type A ou B et à immunité renforcée.
Enfin, toujours dans le cadre de la protection contre les chocs électriques, la norme stipule que dans tout local à usage médical des groupes 1 et 2, une liaison équipotentielle doit être mise en place :

II.3.1.8) Liaison équipotentielle supplémentaire

NB : cette partie fait l’objet d’une étude plus détaillée dans la partie II-3-1-5-2.
L'ensemble des carcasses doit être relié à la terre par le conducteur PE (Equipotentielle - fil de couleur vert-jaune). Le courant de défaut ou courant résiduel va circuler par le PE. La boucle n'est pas parfaite, mais résistive. Les différentes résistances proviennent de la qualité de la mise à la terre, de la nature du sol et de la résistance des conducteurs. Les résistances sont ramenées en deux points par des résistances équivalentes notées Ra et Rb

En résumé, les conditions à respecter pour mettre en place le schéma IT sont récapitulées dans la figure 27:

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Le schéma IT est donc performant, mais uniquement sous certaines conditions. Ainsi, suivant la nature du réseau, des récepteurs et des types d’activités, il s’avère nécessaire d’être vigilant comme le montre le tableau 16 :

	schéma IT conseillé	schéma IT déconseillé
nature du réseau	-Réseau où la protection nécessite des organes de sécurité ou quand la continuité d’exploitation prédomine -Installations de très courtes dimensions	-Réseau très étendu avec de bonnes ou mauvaises prises de terre -pour les réseaux perturbés et réseaux avec lignes aériennes
nature des récepteurs	récepteurs d’une fonction de sécurité	-nombreux récepteurs monophasés, mobiles, semi-fixés portatifs équipements électroniques, calculateurs, automates programmables
type d'activité	-Salles d’opération, salles d’anesthésies associées et salles de cathétérisme cardiaque -les circuits de sécurité

Tableau 16 : Conditions d’utilisation du schéma IT [8]

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Comme cité précédemment, il existe deux autres régimes de neutres (TT, TN). Selon le type de local alimenté, le choix entre ces trois régimes peut se révéler délicat. Ainsi, le tableau 17 compare le schéma IT par rapport aux autres régimes de neutres :

Tableau 17 : Le schéma IT par rapport aux autres types de protection
Source : http://www.ac-grenoble.fr/ecole.entreprise/CRGE/ref/Docs/GT_Schemas_neutre.pdf le 15/10/07

L’avantage du schéma IT est qu’il offre la continuité de service même en cas de premier défaut d’isolement. Néanmoins, ce premier défaut doit être résolu avant l’apparition d’un second défaut par un personnel qualifié.

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II.3.2) Protection contre l’incendie [15]

Les installations électriques dans le bloc opératoire doivent respecter la norme NFC 15-211:
Les matériels électriques ne doivent pas présenter de danger d’incendie pour les matériaux voisins.

Lorsque les températures extérieures des matériels fixes peuvent atteindre des valeurs susceptibles de provoquer un incendie de matériaux voisins, les matériels doivent être :
- Soit installés sur, ou à l’intérieur des matériels fixes pouvant atteindre une grande valeur de conductivité thermique ;
- Soit séparés des éléments de construction par des matériaux supportant de telles températures et de faible conductivité thermique.
- Soit installés à une distance suffisante de tout matériau dont la conservation pourrait être compromise par de telles températures, en permettant une dissipation de la chaleur, en utilisant des matériels de support ayant une faible conductivité thermique.

Lorsque les matériels électriques installés dans le même local contiennent une quantité importante de liquide inflammable, des dispositions doivent être prises pour empêcher le liquide enflammé et les produits de combustion (flamme, fumée, gaz toxique) de se propager dans d’autres parties du bâtiment.
Les conduits, goulottes posés en apparence et les chemins de câbles doivent satisfaire aux caractéristiques de non propagation de la flamme.

Les règles de protection des conducteurs contre les surintensités [15]:
Les conducteurs actifs doivent être protégés par un ou plusieurs dispositifs de coupure automatique contre les surcharges et contre les courts-circuits.
Il faut assurer une protection des conducteurs de phase et du conducteur neutre, (le point neutre étant relié directement à la terre (schémas IT exigé dans un Bloc Opératoire).

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II.3.3) Protection contre l’explosion [15]

Les blocs opératoires correspondent aux locaux AIA (Anesthésiques Inflammables Autorisés). La norme NFC 15-211 de août 2006 recommande les points suivants :

a) En l’absence d’indications particulières, dans les locaux où sont utilisés des produits anesthésiques inflammables,les zones de risques des salles d’opération et d’anesthésie sont définies comme suit (Figure 28) :

•   Le volume limité par :
-   La table d’opération ou le support du patient en position haute,
-   La surface conique circonscrite à la table d’opération ou au support du patient et présentant, par rapport à ces derniers, un angle de 30° avec la verticale,
-   Le sol.

•   La zone sphérique de 25 cm de rayon centrée sur la bouche du patient ;

•   La zone sphérique de 25 cm de rayon centrée sur le raccordement du système d’extraction des gaz d’anesthésie.

Figure 28 : Source : http://www.curie.fr: Eléments présentant un risque d’explosion dans une salle d’opération

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1. Soufflerie ;
2. Suspension avec bornes d’alimentation électrique, distribution de gaz, de vide et aspiration pour les appareils électromédicaux ;
3. Eclairage opératoire ;
4. Appareil électromédical ;
5. Table d’opération ;
6. Pédale ;
7. Zones de risque ;
8. Appareil d’anesthésie,
9. Système d’extraction des gaz d’anesthésie.
10. Prises électrique

b) Dans les zones de risque d’explosion
Les appareils électromédicaux utilisés doivent être du type AP ou APG [11]
Un appareil de type AP est conçu pour éviter l’apparition de sources d’inflammation dans un mélange anesthésique inflammable avec l’air.
Un appareil de type APG est conçu pour éviter l’apparition de sources d’inflammation dans un mélange anesthésique inflammable avec de l’oxygène ou du protoxyde d’azote.
Les matériels électriques doivent être choisis comme prescrit dans le paragraphe 424.2 de la norme NF C 15-100 pour les risques d’explosion [15]. Le tableau donne les références des normes à considérer, ainsi que les zones dans lesquelles peuvent être installés les matériels des différents modes de protection (tableau 18).

Mode de protection	Norme	Zone d’atmosphère (G)
Mode de protection	Norme	Zone 0	Zone 1	Zone 2
Enveloppe antidéflagrante (d)	NF EN 50018		X		X
Sécurité intrinsèque (e)	NF EN 50019		X		X
Sécurité intrinsèque Mode de sécurité (ia) Mode de sécurité (ib)	NF EN 50020	X	X X		X X
Encapsulage (m)	NF EN 50028		X		X
Immersion dans l’huile (o)	NF EN 50015		X		X
Surpression interne (p)	NF EN 50016		X		X
Remplissage pulvérulent (q)	NF EN 50017		X		X
Mode de protection (n)	NF EN 50021				X

Tableau 18 : Indication sur l’utilisation des matériels conformes aux normes spécifiques des modes de protection en atmosphère explosive gazeuse
NB: ‘X’ Utilisation possible sous réserve de l’adéquation à la nature de l’atmosphère explosive

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c) Le revêtement des sols des locaux comportant des zones de risque doit présenter une résistance au plus égale à 25 mégohms : sol antistatique.

Un sol antistatique n'est requis que dans les locaux où se pratique l'anesthésie par inhalation à l'aide de produits susceptibles de former avec l'atmosphère ambiante un mélange pouvant s'enflammer ou exploser (salles classées AIA : Anesthésiques Inflammables Autorisés). Pour « évacuer » le courant de fuite, un fil de cuivre est relié avec la masse dans l’armoire électrique de la salle d’opération (Figure 29).

II.3.4) Limitation des perturbations électromagnétiques [15]

Dans les locaux médicaux, le fonctionnement des appareils électromédicaux peut être perturbé par des rayonnements électriques ou magnétiques.
Parmi les mesures de limitation des perturbations, les précautions suivantes peuvent être prises :
•   L’éloignement des matériels perturbateurs ;
Les matériels électriques susceptibles de perturber le fonctionnement des appareils électromédicaux comprennent notamment :
- Les canalisations électriques lorsque le courant n’est pas réparti régulièrement entre les différents conducteurs d’un même circuit.
- Les convertisseurs, les moteurs, les variateurs, etc.…
- Les transformateurs, les tableaux de distribution, etc.…
- Les ballaste des luminaires à fluorescence.
•   Le blindage des parois, sols et plafonds ;
•   La mise en œuvre de filtres (ex : Ferrites sur câble d’alimentation…) ;
Le choix de câbles avec écran mis à la terre pour les canalisations électriques pénétrant dans ces locaux.

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II.3.5) Sources de remplacement [15]

Décret n°2007-1344 du 12 septembre 2007 [17] relative à la modernisation de la sécurité civile.
• Assurer la continuité électrique pendant 48 heures au moins.
La circulaire n° DHOS/E4/2006/393 du 8 septembre 2006 [6] relative aux conditions techniques d’alimentation électrique des établissements de santé publique et privée recommande que les dispositifs de remplacement doivent fonctionner dans les conditions prévues par la norme NF C 15-211
Le logigramme (figure 30) suivant permet de parcourir les principales exigences et recommandations de la partie sources de remplacements de la norme NF C15 211 en intégrant les relations normatives transversales.

Figure 30 : Processus décisionnel pour le choix des sources de remplacement.

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II.3.6) Protection contre les effets de la foudre [15]

La protection des établissements de santé contre la foudre est fortement recommandée compte tenu des risques encourus pour les bâtiments, et pour les installations électriques et leurs conséquences pour les personnes.

Les dispositifs de protection mis en place sont [19] :
- Les paratonnerres à tige simple : hauteur de 2 à 8 m. Ils présentent une pointe très effilée (diamètre du corps : 18 mm minimum)et sont fixés de telle sorte qu’ils résistent aux intempéries (neige, vent).
- Fils tendus : ce système est composé d’un ou de plusieurs fils conducteurs tendus au-dessus des installations à protéger.
- Conducteurs maillés : pour les paratonnerres à cage maillée, les conducteurs de toiture forment un polygone fermé dont le périmètre est voisin du pourtour de la toiture. Ce polygone est complété par des transversales dont l’une suit le faîtage (conducteur de faîte) et dont les autres relient les pointes polygone.

II.3.7) Maintenance, essais, vérification du réseau électrique des établissements de santé [15].

La fiabilité d’une installation électrique dépend de son architecture, des matériels, mais aussi de son exploitation et de sa maintenance. En effet, le risque de panne simultanée sur le réseau secours de l’établissement et sur le réseau de distribution est faible mais non nulle. Lorsque l’exploitation et la maintenance sont insuffisantes, le réseau peut rester indisponible plusieurs semaines sans que l’on s’en aperçoive. Dans ce cas, le risque de panne simultanée sur les réseaux « normal » et « secours » d’un établissement est accru.

Les recommandations de la norme NF C 15 211 en terme de maintenance et des essais périodiques renvoie à la circulaire DHOS/E4/2005/256 du 30 mai 2005 abrogée par le circulaire n° DHOS/E4/2006/393 du 8 septembre 2006, elle-même préconise de suivre les recommandations de la norme NF C 15-211.

L’analyse des 4 textes suivants (Arrêté du 3 octobre 1995, Circulaire n° DHOS/E4/2006/393 du 8 septembre 2006, Norme NF C15-211 Août 2006, décret n°2007-1344 du 12 septembre 2007) a permis d’intégrer dans un processus (figure 31) parcourant les principales recommandations et exigences relatives aux essais et à la maintenance du réseau électrique.

Figure 31 : Principales recommandations et exigences des textes réglementaires relatives à la sécurité électrique au bloc opératoire.

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Chapitre III) Etat de lieu et enseignements

III.1) Objectifs et méthode de rédaction de l’enquête

La visite des installations électriques de deux centres hospitaliers, a permis de confronter la théorie de la pratique et de se faire une meilleure idée quant aux choix des objectifs :

•   Connaissance du type d’installation électrique dont dispose l’établissement de santé (distribution en coupure d’artère, en antenne…).

•   Moyens techniques, organisationnels et humains (concernant la continuité et sécurité électrique) dans le but de comparer les différentes méthodes que les établissements de santé utilisent en vue d’assurer la sécurité du patient.

•   Impact de la réglementation (Norme NF C 15-211d’Aout 2006, DHSO/E4/2006/393 du 8 septembre 2006 et décret n°2007-1344 du 12 septembre 2007) en matière de sécurité électrique. Le but est d’identifier les difficultés rencontrées dans leur mise en œuvre et d’avoir une idée sur le nombre d’établissements satisfaisant la réglementation.

•   Problèmes électriques rencontrés avec incidences sur patients pour apprécier la fiabilité des installations

Cette enquête, composée de 18 questions, concernait les services biomédicaux (ingénieurs, techniciens) ou les services techniques le cas échéant. Elle a été envoyée par mail à tous les ingénieurs Biomédicaux inscrits à l’Association Française des Ingénieurs Biomédicaux (AFIB) soit 168 ingénieurs biomédicaux.

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III.2) Résultats et analyse de l’enquête (questionnaire en annexe 1)

II.2.1) Synthèse générale

Sur 168 ingénieurs biomédicaux contactés, seuls 32 ont répondu soit 19% des services contactés:

-    15 retours, soit 47% des réponses, sans questionnaire rempli mentionnant que « la cellule biomédicale n’est pas concernée ».
-    14 retours, soit plus de 43% des réponses, avec questionnaire rempli à plus de 70%. Ces 14 retours feront l’objet d’une analyse considérant que les personnes ayant répondu à moins de 70% n’avaient pas les compétences pour répondre correctement à celui-ci.
-   3 retours, soit 10% des réponses, avec questionnaire rempli à moins de 70%

Au regard de ce faible taux de réponse, il est à constater que certains services biomédicaux ne se sentent pas vraiment concernés par l’installation électrique de leur établissement, l’idée générale étant que celle-ci relève plutôt des compétences des services techniques. Il est d’ailleurs à noter que plusieurs questionnaires furent remplis par les services techniques (transmission du questionnaire par l’ingénieur biomédical).

   III.2.2) Répartition du type de raccordement au réseau public

Les statistiques réalisées sur les 14 questionnaires retournés (soit 14 établissements) et remplis à plus de 70 % sont issues de 2 cliniques et de 12 Hôpitaux.
   La répartition des types de raccordement des établissements (Figure 32) ne semble pas écarter significativement une architecture particulière, la conception des raccordements diffère aisément d’un établissement à l’autre.

Figure 32 : Répartition du type de raccordement au réseau électrique publique sur 14 établissements. (Raccordement en antenne, Raccordement en coupure d’artère, Raccordement en double dérivation)

Concernant la question : « Dérégulation de l'électricité: Rencontrez vous des difficultés pour rentrer en contact avec votre fournisseur d'énergie (citez le) pour vérifier les points de raccordement à la Haute Tension …? (si oui, lesquels) ? »
Sur les 14 établissements interrogés : 6 estiment avoir rencontré des difficultés, 4 semblent satisfait et 3 ne se sont pas prononcé. Selon les remarques précisées par les établissements de santé, les principales difficultés apparaissent lorsqu’il existe un partage des activités entre plusieurs sociétés intervenant sur le réseau électrique.

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III.2.3) Evaluation du degré de satisfaction réglementaire des 14 établissements de santé ayant répondu à l’enquête.

Le graphique suivant synthétise plus de 50% des questions posées dans l’enquête. Il a pour objectif de donner un aperçu global du suivi de la réglementation par les établissements de soins.
Une difficulté de représentation des résultats au sein d’un même graphique s’est avérée délicate étant donné que le taux de réponse pour chaque question est différent. Pour interpréter correctement les données de ce graphique il est nécessaire de comprendre comment les données ont étés uniformisés afin de les représenter ensemble.
Si l’on considère chaque barre de puissance figurant dans le radar ci-dessous (Figure 33) celle-ci correspond à la valeur Z1 en % :
Z1 brut =   Nombre d’observation ayant répondu « oui »
       Nombre de réponses renseignées= « oui+non »
Z1 est un ratio (ex : 8/11), qui nous informe que sur les 14 questionnaires retournés rempli à plus de 70%, seulement 11 réponses ont été renseignées, parmi elle, 8 ont répondu favorablement.
Si nous traitons une autre question, il est possible de rencontrer le ratio Z1= 9/14.
Pour que les valeurs puissent être comparées entre elles, nous représenterons les pourcentages soit « Z1 en % » (Figure 33) accompagnés des valeurs « brute » (Tableau 19). Les données brutes permettront d’évaluer :
•   Le nombre de réponses avec lesquels les pourcentages ont été calculés,
•   La représentation des abstentions (Ne Se Prononce Pas = NSPP) correspond à la partie coloriée en bleu ciel.

Seules les données tracées en bleues sont interprétables.

	oui	non	NSPP= Ne Se Sont Pas Prononcés	Pourcentages uniformisés (Z1%)	Pourcentages uniformisés si NSPP = "non"	Pourcentages uniformisés si NSPP = "oui"
Référent électricité	12	2	0	86	86	86
Formation du personnel	12	0	2	100	86	100
Electricien présent sur site 24h/24h	5	9	0	36	36	36
Evaluation des Risques électriques	9	5	0	64	64	64
Maintenance en Interne	10	1	3	91	71	93
Contrôles périodiques	12	1	1	92	86	93
Autonomie de 48 heures	13	1	0	93	93	93
Utilisation de Groupes électrogène	14	0	0	100	100	100
Liaisons Equipotentielles supplémentaires au bloc-opératoire	8	3	3	73	57	79
Schémas IT médical au bloc opératoire	12	2	0	86	86	86
Commutateur automatique	6	6	2	50	43	57
Archivage	2	10	2	17	14	29
Transformateur	5	7	2	42	36	50
Tableau Général Basse Tension	6	8	0	43	43	43

Tableau 19 : Partie des données brutes de l’enquête utilisées pour tracer le graphique.
Note : Pour retrouver les questions vous pouvez consulter le questionnaire en annexe 1.

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Sur 14 questionnaires retournés pas plus de 3 champs non renseignés ont été observés pour chacune des questions représentées ci-dessus. Nous pouvons extraire de multiples observations :

•   Le personnel est formé de façon très satisfaisante (entre 86% et 100%), sur les réponses recueillies la périodicité moyenne des formations est de 1.5 années.
•   Les six réponses ayant précisées le niveau de maintenance interne réalisé dans leur établissement ont permis de calculer la moyenne des niveaux de formation celle-ci étant d’un niveau moyen de 2,2.
•   Un seul établissement sur 14 semble ne pas satisfaire les recommandations des 48 heures d’autonomie électrique.
•   Le schéma IT médical étant imposé par la norme NFC 15 211 n’est rencontré que dans 12 cas sur 14 réponses renseignées les 2 autres établissements utilisent un autre schéma électrique.

Nous remarquons néanmoins que la redondance des éléments constituants le réseau électrique est insuffisante, en effet, seulement [14% à 29%] des établissements ont doublé leur système d’archivage et [43% à 57%] leurs commutateurs (taux le fort). La présence d’un technicien de garde présent sur site 24/24h n’est observé que dans 36% des cas ce qui permettrait pourtant une réactivité sur le réseau nettement améliorée.
L’ensemble des dispositions de sécurité électrique doit trouver toute sa cohérence en menant une évaluation complète des risques électriques du réseau de l’établissement ; l’analyse complète des risques encourus par les établissements est donc méconnue de ces derniers puisque seulement 64 % des répondants ont réalisé cette étude.

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III.2.4) Critiques de l’enquête

Bien que certains établissements ont répondu « non » à certaines questions, ils se classent ainsi dans la part des établissements ne répondant pas à la réglementation, néanmoins, un texte est applicable si et seulement si l’établissement apporte des modifications architecturales en son sein après la parution du texte au journal officiel, en effet les textes ne sont pas rétroactifs. Dans notre étude une réponse « non » (ne satisfaisant pas les textes) ne peut pas être interprété comme un non respect de la réglementation. Néanmoins cette étude permet de rendre compte des insuffisances architecturales des établissements de santé.

La question n°18 : « Quels sont les problèmes électriques avec incidences sur patient au bloc opératoire que vous avez rencontré et ayant induit une modification de l'installation électrique?» avait pour but de connaître les éventuels incidents électriques survenus dans les établissements. Sur les 14 répondants 100% n’ont pas rencontrés d’incidents. Ce taux de réponse n’est peut être pas représentatif de la réalité puisque des incidents électriques ont été recensé sur le territoire français sans parler des disfonctionnements dont les organisations se réservent le droit de ne pas rendre publics.

La question n°17 du questionnaire «Quels délais vous êtes vous accordés pour être conforme aux nouvelles réglementations qui suivent? (date?) » avait pour objectif de connaître les délais (Tableau 20) que se sont fixés les établissements de santé pour satisfaire la norme NF C 15 211, le décret n°2007-1344 du 12 septembre 2007, ainsi que la circulaire DHOS/E4/2006/393 du 8 septembre 2006. Voici leur représentation graphique (figure 34) :

Le nombre important d’abstention peut être expliqué par le fait que la veille réglementaire est difficile à mettre en place et que les prévisions temporelles sont parfois difficiles à connaître puisque les crédits financiers ne sont pas toujours suffisants pour satisfaire pleinement la réglementation de plus en plus exigeante et donc coûteuse.

	Délais moyens en mois requis pour satisfaire la réglementation	Nombre de réponses ayant proposé ces délais
NFC 15 211	40	3
DHOS/E4/2006/393 du 8/9/2006	33	4
Décret n°2007-1344 du 12/9/2007	32	3

Tableau 20 : Délais proposés par les 14 établissements de santé au mois de décembre 2007 pour satisfaire la réglementation.

Il existe donc un délai conséquent et nécessaire pour que les établissements s’organisent afin de satisfaire la réglementation.

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Conclusion

Une bonne maîtrise de l’électricité à l’hôpital vise à minimiser le nombre d’incidents potentiellement mortels. La réglementation étudiée dans ce projet a pour but d’aider les services biomédicaux et techniques à sécuriser le réseau électrique et de guider les responsables dans le choix des dispositifs lors des constructions et des restructurations des établissements de santé. La réglementation ne doit pas être vécue comme une contrainte mais considérée comme une aide pour identifier les risques et adapter l’architecture électrique aux exigences de sécurité.

L’externalisation des compétences observée au sein des établissements de santé est favorisée sociétés qui proposent des installations électriques « clefs en mains », limitant ainsi les services internes des établissements des responsabilités et des moyens d’actions sur le réseau. Cette perte de savoir faire des acteurs internes sur les nouvelles installations peut expliquer le faible taux de réponse exploitable (43% des répondants) sur les questionnaires envoyés aux services biomédicaux. Il semble pourtant fondamental de capitaliser sur les nouvelles connaissances ou technologies et de se former continuellement en matière de réseau électrique au sein de chaque établissement de santé. Ceci afin d’être capable de mener une analyse cohérente des risques, de pouvoir exploiter concrètement la nouvelle réglementation avec un regard averti, et de participer aux projets de restructuration.

L’enquête a également révélée que la majorité des services biomédicaux ne se sent pas vraiment concerné par l’installation électrique dans les établissements, l’idée générale étant que cette responsabilité relève plutôt des compétences des services techniques. L’unité biomédicale doit donc unir sa réflexion avec les autres acteurs afin de prendre connaissance de l’organisation d’une installation électrique et de mener une activité cohérente avec les activités de son service.

Avec des techniques de soins de plus en plus assistées par des dispositifs électromédicaux, tous les acteurs concernés doivent s’inscrire dans une logique d’amélioration continue de la qualité des soins et de la sécurité des patients dans les établissements de santé.

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Bibliographie

[1] : Grynfogel Bernard – Guey Alain - « Le Patrimoine Hospitalier 2007 » - imprimerie chirat - Edition juin 2007- 638 pages
[2] : Rapport sur la consommation d’électricité produite à partir de sources d’énergie renouvelable en France – [PDF] – Rapport de la République Française – en application de l’article 3 de la directive n°2001 :77/CE du 27/09/2001 (Page consultée le 14/12/2007) disponible sur : http://www.industrie.gouv.fr/energie/renou/rapp-art3.pdf
[3] : Article du Monde Libertaire – Editorial du n°1136 du jeudi 15 octobre 1998 – 2735 caractères – rubrique santé service publique – consulté le 02/11/2007 – Disponible sur http://ml.federation-anarchiste.org/rubrique1277.html
[4] : « Sécurité électrique » Agence de Presse Médicale du 18/05/2006 19 :03 ACTU réf : cb/eh/APM Polsan, EHJEI011 - Page consultée le 05/12/2007 - Disponible sur : http://www.apmnews.com/Hopital_Expo_2006/depeche.php?numero=155851
[5] : Circulaire DHOS/E 4 no 2005-256 du 30 mai 2005 relative aux conditions techniques d’alimentation électrique des établissements de santé publics et privés – Bulletin Officiel N°2005-7 : Annonce N°14- Application immédiate - P. Douste-Blazy
[6] : Circulaire N°DHOS/E4/2006/393 du 8 septembre 2006 – Conditions techniques d’alimentation électrique des établissements de santé publics et privés. Non parue au journal Officiel, Application immédiate, 6 pages.
[7] : « Après l’incendie à l’Hôpital Pompidou » Le Quotidien du médecin – N°8205 - Jeudi 30 Août 2007 – Rubrique Informations Professionnelles – Delphine Chardon.
[8] Couty E, Goldberg. S, Information Hospitalières, La sécurité électrique dans les établissements de santé, dec 2000/Fev 2001, N°54, 188p.
[9] INRS Paris – L’électricité – Edition INRS ED 596 – 7 ème édition (1991) ISBN 2-55599-16-7– Réimpression avril 2006 – 100 pages.
[10] CRAM Rhone-Alpes. Service prévention des risques professionnels – SP1075 – L’énergie électrique, risques et préventions- juin 2002 – 110p
[11] Norme UTE 60 601.NF EN 60601-1 Appareils électromédicaux - Partie 1 : règles générale de sécurité (IEC 601-1:1991)
[12] INRS Paris – L’électricité – Edition INRS ED 596 – 7 ème édition (1991) ISBN 2-55599-16-7– Réimpression avril 2006 – 100 pages.
[13] CRAM Rhone-Alpes. Service prévention des risques professionnels – SP1075 – L’énergie électrique, risques et préventions- juin 2002 – 110p
[14] : NF C15-211 Installations électriques à basse tension – Installations dans les locaux à usage médical. Juin 1987 – Union Technique de l’Electricité et l’Association Française de Normalisation (AFNOR). Abrogée par NFC 15 211 de Août 2006
[15] : Norme Française : NF C 15-211 Installations électriques à basse tension – Installations dans les locaux à usage médical. Association Française de Normalisation (AFNOR). Edité et diffusée par l’union Technique de l’électricité (UTE) et diffusé par AFNOR. Momentanément indisponible au 09/01/2008, document non livré par UTE. Août 2006 – 31 pages
[16] : Arrêté du 3 octobre 1995 – Modalité d’utilisation et de contrôle des matériels et dispositifs médicaux assurant les fonctions et actes cités aux articles D.712-43 et D. 712-47 du code de la santé publique. J.O n°239 du 13 octobre 1995, Page 14932 – 3 pages.
[17] : Décret n° 2007-1344 du 12 septembre 2007 pris pour l’application de l’article 7 de la loi n°2004-811 du 13 août 2004 relative à la modernisation de la sécurité civile. J.O n°213 du 14 septembre 2007 page 15298 texte n°6 - 2 pages
[18] : http://perso.netpratique.fr/michel.martin47/electr/electricite/documents/differents_regimes_de_neutres.htm visité le 12/12/07
[19] : NF C 17-100: Protection contre la foudre - Protection des structures contre la foudre - Installation de paratonnerres -décembre 1997- (39 pages)
[20] : Cours « sécurité électrique » - Gilbert Farges – Enseignant chercheur Génie Biologique – Université technologique de Compiègne - PDF – 22 pages – Cours suivi le 10 octobre 2007.

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Annexe 1: Présentation du questionnaire envoyé (exemple du questionnaire vierge)

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