Mise à la terre d'un rig de minage : 100 ohms au sol, 2 ohms au châssis

100 ohms au sol, 2 ohms entre le châssis et la broche de terre de la prise. Ces deux valeurs décident si un rig de minage est relié à la terre, elles ne se relèvent ni au même endroit ni avec le même appareil, et la seconde est celle que presque personne ne mesure. Un châssis monté sur profilé aluminium anodisé, vissé dans les règles, affiche couramment plusieurs milliers d’ohms jusqu’à cette broche : la couche d’oxyde qui lui donne sa teinte noire fait environ 25 micromètres et se comporte en isolant, si bien qu’une vis qui ne l’a pas percée ne transporte rien.

La mise à la terre d’un rig de minage n’est donc pas une case à cocher au montage. C’est une suite de quatre relevés, dont trois se font avec un appareil à quinze euros, et qui se terminent par un chiffre qu’on note avec sa date.

Ce que la mise à la terre d’un rig protège, et ce qu’elle ne protège pas

Une alimentation d’ordinateur est un appareil de classe I : son isolation de base est doublée d’une liaison obligatoire au conducteur de protection, le fil vert-jaune. Le jour où la phase touche le boîtier métallique, par une vis qui a migré, un condensateur percé ou une cosse mal sertie, ce boîtier passe au potentiel du réseau. La terre lui offre alors un chemin de retour de faible résistance, le courant de défaut grimpe, et le dispositif différentiel coupe.

Sans ce chemin, rien ne grimpe et rien ne coupe. Le châssis reste sous tension. Silencieux. La personne qui vient rebrancher un riser devient alors le chemin de retour à sa place. La norme NF C 15-100 fixe pour cette raison une tension limite conventionnelle de 50 volts en milieu sec et de 25 volts dans un local humide : au-delà, le contact n’est plus considéré comme tolérable.

Trois croyances circulent sur les forums de minage, et aucune ne tient.

La terre ne change pas le hachage. Un rig relié à la terre et le même rig sans terre produisent le même nombre de mégahashs, aux mêmes températures, et le relevé de consommation au wattmètre donne le même nombre de watts. Le compteur ne bouge pas d’un centième.

Elle ne remplace pas un parafoudre. Celui-ci a besoin d’une terre de faible résistance pour évacuer une surtension, mais c’est lui qui écrête.

Elle ne remplace pas non plus le dispositif différentiel, et l’inverse est vrai aussi. Sans terre, un différentiel ne détecte un défaut d’isolement qu’à la seconde où quelqu’un le touche ; sans différentiel, une terre ne coupe rien du tout sur un défaut résistif de quelques dizaines de milliampères. Le disjoncteur et le différentiel d’une ligne de minage se traitent à part, et une installation qui porte plusieurs machines pose sur ce point des questions que la terre ne règle pas.

Une protection des personnes, d’abord. Le matériel en profite ensuite.

Étape 1 · Vérifier que la prise qui alimente le rig a une terre

Un testeur de prise coûte entre dix et quinze euros. Il se branche, il allume deux ou trois voyants, et leur combinaison se lit sur l’étiquette collée dessus. En dix secondes il dit ce que personne ne devine à l’œil : terre absente, phase et neutre inversés, neutre coupé.

Ce qu’il ne dit pas compte autant. Il ne donne aucune valeur de résistance, il ne fait pas la différence entre une terre à 30 ohms et une terre à 900, et il déclare conforme une installation où le conducteur de protection a été raccordé au neutre, montage qu’on trouve encore dans des dépendances bricolées et qui est interdit en France sur une installation domestique.

Un rig ne s’installe jamais dans le salon. Il finit au garage, alimenté par une ligne tirée un été en deux conducteurs ; à la cave, sur un départ qui date d’avant la rénovation du tableau ; dans un abri de jardin, au bout d’une rallonge. Ce sont exactement les endroits où la terre manque. Et le cas le plus fréquent de tous n’a rien à voir avec l’installation : c’est la rallonge à deux pôles ou le bloc multiprise sans broche, qui coupe la terre entre une prise correcte et la machine.

À la fin de l’étape, le voyant de terre s’allume, aucune inversion n’est signalée, et tout ce qui se trouve entre la prise et le rig porte trois conducteurs. Sinon la ligne se reprend d’abord, et le montage du rig attend.

Étape 2 · Relever la résistance de la prise de terre et lire le bon seuil

Le chiffre de 100 ohms circule partout, et la justification qui le suit est presque toujours fausse : on lit qu’il assure le déclenchement du différentiel 30 milliampères du tableau. Le calcul dit autre chose.

La règle est R × IΔn ≤ UL. La résistance de la prise de terre, multipliée par le courant de fonctionnement du dispositif différentiel, doit rester sous la tension limite. Avec les 500 milliampères du disjoncteur de branchement qui se trouve en tête d’installation et les 50 volts du milieu sec, on obtient 50 ÷ 0,5 = 100 ohms. Le seuil vient de là, du différentiel le plus grossier de l’installation, celui du distributeur.

Appliquée au 30 milliampères du tableau, la même formule donnerait 1 667 ohms. La contrainte vient donc du 500 milliampères placé en amont, jamais du différentiel qu’on a sous les yeux. Dans un local humide, la tension limite tombe à 25 volts et le plafond avec elle, à 50 ohms. Sous un parafoudre, on vise 10 ohms, parce qu’une surtension ne s’évacue pas dans une résistance élevée.

La mesure demande un telluromètre conforme à la NF EN 61557-5. Un multimètre ne sait pas la faire : il n’a ni le courant injecté ni le filtrage des tensions parasites qui circulent dans le sol. Comptez 350 à 600 euros à l’achat pour un appareil trois piquets, 40 à 80 euros la journée en location chez un loueur de matériel de chantier.

La méthode dite des 62 % est celle qu’on applique en maison individuelle. On déconnecte la barrette de terre, ce qui sépare la prise de terre du reste de l’installation ; on plante le piquet de courant à vingt mètres au moins, le piquet de tension aux 62 % de cette distance ; on lit ; puis on déplace ce second piquet de 10 % dans un sens et dans l’autre. Trois valeurs proches, la mesure vaut. Trois valeurs qui s’écartent, le piquet est trop près de la prise de terre et il faut aller plus loin.

Le Consuel conseille de mesurer en période sèche, et la raison est arithmétique : la résistance d’une prise de terre dépend de la teneur en eau du sol. La même boucle relève 40 ohms en mars et 130 en août. Une valeur prise après une semaine de pluie ne prouve rien pour le mois de juillet, quand le rig tourne et que la terre est cuite.

Une valeur trop haute ne se corrige pas en serrant une cosse. Il faut agrandir la surface de contact avec le sol : piquet supplémentaire relié en parallèle, boucle à fond de fouille, piquet plus profond. On creuse. Ce chantier appartient à un électricien.

La valeur se note avec sa date et la saison où elle a été prise. Sous 100 ohms, l’installation tient le seuil. Sous 50, il reste de la marge pour l’été suivant.

Étape 3 · Mesurer la continuité entre le châssis du rig et la broche de terre

C’est l’étape que tous les guides de montage sautent. C’est aussi la seule où un rig correctement assemblé se retrouve isolé de la terre sans que personne ne s’en doute.

Un rig ouvert n’a pas de boîtier. Son châssis est un assemblage de profilés et de plaques, et son seul lien avec la terre passe par le boîtier de l’alimentation, vissé dessus. Quatre vis, une plaque peinte, un profilé anodisé : chacun de ces contacts peut être excellent ou nul. Rien ne se voit.

Pourquoi l’aluminium anodisé ne conduit pas

L’anodisation fait croître une couche d’alumine à la surface du métal. Épaisseur usuelle sur un profilé de châssis, 20 à 25 micromètres, le tiers d’un cheveu. Et cette alumine est un isolant. Un profilé anodisé noir se comporte donc en métal recouvert de céramique : conducteur au cœur, isolant en surface.

Une vis serrée sur cette couche ne la perce pas toujours. Elle peut mordre franchement et donner quelques centièmes d’ohm, ou reposer sur l’oxyde et donner un circuit ouvert, sans que rien ne distingue les deux à l’œil ni au serrage. Les entretoises plastique sous la carte mère, les plaques acryliques et les fonds en bois contrarié qu’on trouve sur les châssis bon marché ajoutent leurs propres coupures. C’est d’ailleurs un des points que le choix du châssis par sa contrainte laisse de côté au profit de l’encombrement des cartes.

Le geste, en trois points

Rig complètement débranché du secteur. On garde le cordon d’alimentation connecté à l’alimentation du rig, mais sa fiche pend dans le vide : c’est elle qui porte le point de mesure.

Une pointe de touche sur la broche de terre de cette fiche, la broche mâle centrale d’une prise française. L’autre pointe sur un point du châssis gratté au cutter, franchement, jusqu’au métal blanc. On lit.

Moins d’un ohm, la liaison est bonne. Entre 1 et 2 ohms, elle passe : la valeur admise entre le conducteur de protection et un élément conducteur relié à la liaison équipotentielle est de 2 ohms. Au-delà, ou en circuit ouvert, le châssis n’est relié à rien.

L’essai normalisé se fait sous 200 milliampères, en 4 à 24 volts, avec un contrôleur d’installation conforme à la NF EN 61557-4. L’ohmmètre d’un multimètre ne délivre pas ce courant et sa valeur n’est pas opposable à un organisme de contrôle, mais il dépiste : entre 0,3 ohm et l’affichage « OL », l’écart ne laisse aucun doute sur ce qu’il faut faire ensuite.

Ce qu’il faut faire, justement, tient en un fil. Un conducteur vert-jaune de 2,5 millimètres carrés, une cosse à œil sertie à chaque bout, du châssis vers une vis du boîtier de l’alimentation. Sous chaque vis, une rondelle éventail : ses dents mordent l’anodisation et fabriquent le contact que la vis seule ne donnait pas. Puis on remesure, parce qu’un remède qu’on ne vérifie pas ne vaut pas mieux que le défaut.

Sur un ASIC, la question ne se pose pas dans les mêmes termes : le boîtier tôle d’une machine comme le S21 Pro est fermé et l’alimentation y est solidaire du châssis. Le rig ouvert est un cas particulier, et c’est celui des rigs vendus en kit.

Étape 4 · Une seule masse quand le rig a deux alimentations

Un kit six cartes passe souvent à deux alimentations, et la carte add2psu sert alors à synchroniser leur démarrage. Elle fait ça. Rien d’autre. Elle ne relie pas les masses des deux appareils autrement que par le conducteur de son propre connecteur.

La répartition qui circule dans les tutoriels est la bonne, et sa raison est rarement donnée : une alimentation pour la carte mère et les risers, l’autre pour les connecteurs PCIe des cartes graphiques. La masse d’un riser vient alors de la même alimentation que celle de la carte mère à laquelle il est relié.

Inversez, et le retour de courant de la carte graphique cherche son chemin. Le riser porte un câble USB 3 qui transporte du signal, pas de la puissance, et sa tresse de masse se retrouve à écouler la différence de potentiel entre deux alimentations qui n’ont aucune raison d’être au même potentiel exact. Un connecteur noircit. Une carte disparaît du logiciel une nuit sur deux, et le riser prend la responsabilité d’un défaut qui vient du câblage des alimentations. Ce que le câble d’un riser transporte vraiment explique le reste de sa mortalité, mais cette cause-là ne se voit qu’à l’ohmmètre.

Le contrôle prend trente secondes, machine débranchée : une pointe sur le boîtier de la première alimentation, l’autre sur le boîtier de la seconde. Moins d’un ohm. Si les deux alimentations sont branchées sur deux prises différentes, vérifiez aussi que ces prises appartiennent au même départ. Sur une installation triphasée, deux départs peuvent tomber sur deux phases différentes, et il y a alors 400 volts entre elles au lieu de 230.

Deux boîtiers à moins d’un ohm l’un de l’autre, chacun à moins de deux ohms de la broche de terre : le rig est monté juste.

Ce que la statique détruit pendant le montage, et ce que chaque geste vaut

3 000 volts : c’est à partir de là qu’une décharge électrostatique se sent. 5 000 pour voir l’étincelle. Un composant, lui, se détruit en dessous de 100 volts, et les plus fragiles à 30. Toute la zone dangereuse se trouve donc sous le seuil de perception. Le monteur abîme sans rien sentir, et il n’a rien à corriger : la carte a simplement changé sans le dire.

Le dommage latent coûte plus cher que la destruction franche. La jonction endommagée continue de fonctionner, passe le premier démarrage, tourne trois semaines, puis lâche. Aucune trace visible sur le circuit, aucune corrélation apparente avec le montage. C’est aussi une des choses qu’on ne peut pas contrôler en achetant d’occasion, et que les repères d’une carte qui a miné ne révèlent pas davantage.

Ce que vaut chacune des trois parades

Trois parades circulent, et elles ne valent pas la même chose.

Le bracelet antistatique relié au châssis tient pendant toute la durée du montage, et c’est son avantage sur tout le reste. Il porte une résistance d’un mégohm en série, qui écoule les charges sans exposer celui qui le porte en cas de contact accidentel avec une tension. Un bracelet sans cette résistance, ou dont le fil a été remplacé par du fil ordinaire, est à jeter.

La main posée sur le boîtier de l’alimentation fonctionne, à trois conditions. Le cordon reste branché sur la prise murale ; l’interrupteur de l’alimentation est sur O, ce qui coupe la phase et le neutre mais jamais le conducteur de protection ; et la prise a une terre, ce qui ramène à l’étape 1. Le geste se refait après chaque déplacement, chaque fois qu’on s’est levé, chaque fois qu’on a retiré un vêtement. C’est là qu’il perd contre le bracelet : on oublie.

Le sachet métallisé protège son contenu quand il est fermé. Une carte posée dessus, sachet ouvert, n’est protégée par rien du tout, et l’intérieur du sachet n’est pas un plan de masse.

Ce qui charge le monteur tient en quatre choses : la moquette, la chaise de bureau à roulettes dont on se relève, la polaire et l’air de janvier, que le chauffage assèche au point de faire chuter l’humidité relative de la pièce. Un rig se monte debout, sur un plan de travail dur, en coton.

Reste l’erreur qui a l’air prudente. Couper l’alimentation au disjoncteur pendant le montage supprime la référence de terre sur laquelle le monteur s’appuie : le châssis ne mène plus nulle part, et la main posée dessus ne sert plus à rien. On laisse le cordon branché, interrupteur de l’alimentation sur O.

Les cinq relevés qui disent qu’un rig est à la terre

Un rig est à la terre quand ces cinq lignes sont vraies en même temps. Quatre se relèvent avec un appareil qu’on garde dans un tiroir.

Le deuxième relevé se refait en été, les autres après chaque démontage. Un rig qu’on ouvre pour remplacer une carte perd parfois sa continuité de châssis au remontage, parce qu’une vis a été reprise sans sa rondelle éventail.

Ces cinq lignes valent pour une machine comme pour six. Une installation de plusieurs machines chez soi ajoute le cumul des courants de fuite, qui relève du différentiel et pas de la terre, et qui se traite sur le tableau.

« Earthing » : le même mot pour deux choses sans rapport

En anglais, « earthing » et « grounding » désignent la mise à la terre électrique. C’est le vocabulaire des normes, des schémas et des notices d’alimentations, et c’est le mot qu’on lit sur l’étiquette d’un boîtier importé.

Cherchez-le en français, et vous tomberez surtout sur autre chose. Depuis une quinzaine d’années, le même mot sert au commerce d’accessoires de bien-être : tapis, draps et bracelets reliés par un cordon à la broche de terre d’une prise murale, censés mettre le corps au potentiel du sol. Les boutiques qui en vivent, comme Tapis Earthing, emploient le mot dans ce sens-là, et ce qu’on prête à ces produits en matière de sommeil ou de récupération relève d’un débat qui n’est pas celui de cette page.

La confusion technique, elle, se tranche. Un tapis de ce type utilise la broche de terre en terre fonctionnelle, pour fixer un potentiel. Le conducteur de protection d’un rig utilise la même broche en terre de protection, pour écouler un courant de défaut. Même fil, deux emplois sans rapport : le tapis ne protège aucun matériel, ne remplace aucune liaison de masse, et ne change rien à un châssis de rig.

Un seul point rapproche vraiment les deux objets. Un tapis destiné au corps, comme un bracelet antistatique d’atelier, se relie à la terre à travers une résistance en série, de l’ordre du mégohm sur les modèles corrects. Le cordon en liaison directe, lui, ne limite rien le jour où le conducteur de protection de l’installation se retrouve porté à un potentiel qu’il ne devrait pas avoir.

Le mineur qui cherchait « earthing » pour son rig cherchait donc le fil vert-jaune, la broche centrale et les deux ohms de l’étape 3.

Questions fréquentes

Faut-il relier le châssis à la terre si l’alimentation l’est déjà ? Oui, tant que la mesure n’a pas été faite. L’alimentation est reliée au conducteur de protection par son cordon, mais la liaison entre son boîtier et le châssis passe par quatre vis, et aucune des quatre ne conduit forcément sur un profilé anodisé. Sous 2 ohms entre le châssis et la broche de terre, rien à ajouter ; au-delà, un fil vert-jaune de 2,5 millimètres carrés et deux rondelles éventail.

Une prise de terre mesurée à 180 ohms est-elle dangereuse pour un rig ? Elle dépasse le plafond de 100 ohms qui découle du disjoncteur de branchement à 500 milliampères. Le différentiel 30 milliampères du tableau continue de protéger, et le calcul lui laisse de la marge jusqu’à 1 667 ohms, mais l’installation ne repose plus que sur ce seul niveau. La prise de terre se reprend, et elle se remesure en période sèche.

La mise à la terre change-t-elle le hachage ou la consommation ? Ni l’un ni l’autre. Aucun mégahash en plus, aucun watt en moins, aucune température modifiée. Une machine non reliée à la terre produit exactement la même chose, et c’est bien le problème : rien dans les chiffres d’un rig de minage en fonctionnement ne signale l’absence de terre.

Un bracelet antistatique branché sur la broche de terre d’une prise présente-t-il un risque ? Seulement s’il a perdu sa résistance série. Le mégohm intégré au cordon ramène à une valeur sans effet le courant qui traverserait le porteur. Un fil nu reliant un poignet à la terre d’une prise murale supprime cette limitation, et c’est la modification qu’on voit passer sur les forums de bricolage.

Peut-on faire tourner un rig sur une prise sans terre ? La machine démarre et mine, l’alimentation ne demande pas l’avis du conducteur de protection pour fonctionner. Mais elle est de classe I : sa sécurité repose sur ce conducteur, et son boîtier métallique est accessible en permanence sur un rig ouvert. Sur une installation qui tourne vingt-quatre heures sur vingt-quatre à côté d’une machine à laver ou dans un garage au sol humide, la question ne se discute pas.