Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La protection d’une structure contre la foudre est réalisée par un Système de Protection Foudre comprenant une partie extérieure (capture, conducteurs de descente, prise de terre foudre et équipotentialité) et une partie intérieure (blindage, parafoudres). Le niveau de protection de I à IV caractérise l’efficacité du SPF, I étant le meilleur niveau.
L’Analyse du Risque Foudre est la technique qui permet de déterminer ce niveau de protection. Une fois le niveau de protection fixé, il est possible de positionner les dispositifs de capture. Le nombre de conducteurs de descente, ainsi que la prise de terre, dépendent de ce niveau de protection de même que les parafoudres de Type 1 qui réalisent l’équipotentialité entre les réseaux électriques entrant dans la structure et la prise de terre.
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Alain ROUSSEAU : Ingénieur de l’École Centrale de Lyon – DEA de Génie électrique - Président SEFTIM – Président des Comités de Normalisation Protection Foudre AFNOR et CENELEC. Président des Comité de Normalisation Parafoudre IEC - SEFTIM, Vincennes (France)
INTRODUCTION
Conception générale d’une installation de protection contre la foudre
Une protection totale contre la foudre est illusoire. Le risque encouru doit donc être analysé et maîtrisé et c’est l’objet d’une méthode d’analyse appelée ARF (Analyse du Risque Foudre). Dans le cas où une protection contre les impacts directs de la foudre et également les effets induits du courant de foudre est nécessaire, la seule solution consiste à entourer l’objet à protéger par une cage de Faraday, à moins que l’objet ne soit lui-même en métal conducteur.
Cependant, l’application qui est faite de la cage de Faraday pour la protection directe contre la foudre, la cage maillée, a une efficacité qui varie en fonction de la dimension des mailles et également de la hauteur de la maille par rapport à la toiture. Pour la protection contre les effets induits, c’est essentiellement le fait de réduire le courant dans chaque conducteur par distribution du courant initial dans les différentes mailles qui apporte un effet bénéfique.
Si, dans le langage courant, on parle souvent de « paratonnerre » pour parler de la protection contre les chocs de foudre direct, le paratonnerre est en fait un seul des dispositifs de capture. Par ailleurs, la protection contre les impacts et les effets de la foudre ne se résume pas à la simple capture du choc de foudre mais doit aussi conduire la foudre à la terre de façon sûre. On parle donc plutôt de SPF (Système de protection contre la foudre) pour décrire cette protection.
Parallèlement, des paratonnerres, appelés PDA (Paratonnerre à dispositif d’amorçage), sont réputés plus efficaces que les tiges de type Franklin (appelé PTS (Paratonnerre à tige simple) par opposition aux PDA).
Ce qui vient d’être indiqué concerne la conception traditionnelle de la protection des structures (bâtiments, édifices, immeubles …) qui a pour fonction d’éviter les dégâts par coups de foudre directs et qu’il est convenu de désigner par « système de protection extérieure ».
le mot générique employé dans la norme est « structure » qui peut désigner un bâtiment ou une structure industrielle (par exemple un hangar) ou encore un ouvrage d’art (par exemple un pont) et peut être assimilé au terme « construction ». Un bâtiment est une structure d’habitation ou de bureaux. Un édifice a généralement des propriétés architecturales remarquables. Un immeuble désigne tout bâtiment urbain divisé en appartements ou aménagé en bureaux. En fonction des cas, ces termes seront employés dans le texte avec un sens similaire de « structure ». Le terme « structure » ne doit pas être confondu avec la structure porteuse qui n’est qu’une partie de la structure.
Mais, aujourd’hui, il existe une très nette tendance à insister, parallèlement, sur la nécessité d’installer un « système de protection intérieure ». En effet, les équipements électriques et électroniques, l’informatique, l’audiovisuel, les télécommunications, envahissent tous les domaines de l’activité humaine comme l’industrie, l’artisanat, le tertiaire, la domotique ou encore les énergies renouvelables. Le développement accéléré de ces techniques, dont les équipements ont une vulnérabilité importante aux effets de la foudre, a induit la nécessité de nouvelles recherches sur les phénomènes orageux et sur les moyens pour se protéger contre leurs effets néfastes.
le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes et expressions importants de l’article, ainsi qu’un tableau des sigles, notations et symboles utilisés tout au long de l’article.
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MOTS-CLÉS
Risque paratonnerre foudre protection au feu Protection collective Protection individuelle
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Installation de protection extérieure
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1. Conception générale d'une installation de protection
1.1 Système de protection foudre
Un Système de protection foudre comprend deux systèmes de protection, qui sont complémentaires l’un à l’autre.
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Les systèmes de protection extérieure ont pour fonction de capter les coups de foudre qui, en leur absence, auraient frappé la structure, puis d’écouler les courants de foudre vers la terre, sans que ceux-ci puissent causer des dégâts ou pénétrer à l’intérieur du volume à protéger. L’équipotentialité avec les éléments métalliques de la structure ou les services métalliques connectés (tuyaux par exemple) fait également parti du système extérieur.
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Les systèmes de protection intérieure ont pour fonction de protéger les installations et équipements électriques intérieurs, ainsi que les personnes, contre les surtensions conduites ou induites et les montées en potentiel (nous verrons par la suite ce qu’il faut entendre par ces termes). L’élément de base de ce système intérieur est le parafoudre de Type 1 (D1 pour les réseaux de signal, données et télécommunications) qui assure l’équipotentialité entre un service conducteur entrant dans la structure et le SPF. Ces parafoudres peuvent être complétés de parafoudres de Type 2 (ou C2 pour les réseaux de signal, données et télécommunications) qui assurent la protection des équipements sensibles ou importants. Ces parafoudres de Type 2 doivent être coordonnés avec le parafoudre de Type 1 et on parle alors de système de parafoudres coordonnés.
Le système de protection intérieur comprend également les moyens aptes à réduire l’effet du champ rayonné de la foudre : blindage, chemins de câbles, câbles blindés, circulation des câbles pour éviter les boucles de grande taille notamment entre deux services différents (par exemple alimentation et réseau de donnée). La proximité des câbles recherchée dans le domaine de la protection contre la foudre, ne doit toutefois pas enfreindre les règles de câblages usuelles (séparation minimale entre les câbles de puissance et de données ou entre la HTA et la BT).
Aujourd’hui, les équipements électriques, mais surtout les télécommunications, l’informatique, l’audiovisuel envahissent tous les domaines de l’activité humaine, l’industrie,...
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Conception générale d'une installation de protection
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - PEDEBOY (S.) - Review of the lightning dataset and lightning locating system performances as recommended by the IEC 62858 standard - CIGRE ICLPS (2019).
-
(2) - SCHMITT (S.), ROUSSEAU (A.) - Thunderstorm warning systems : IEC 62793 standard – - ICLP (2016).
-
(3) - UMAN (A.) - Lightning - Dover Publ. Inc., New York (1982).
-
(4) - GARY (C.) - La Foudre. Histoire des connaissances. Nature du phénomène. Risques et mesures de protection - 2e édition Masson (1999).
-
(5) - RAKOV (V), al. - Lightning: physics and effects - Cambridge university press (2003).
-
(6) - Récents progrès dans les recherches sur la foudre - Journées d’études SEE Club 11, 23 et 24 nov....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Parafoudres basse-tension – Partie 11 : parafoudres connectés aux systèmes basse tension – Exigences et méthodes d’essai - NF EN 61643-11/A11 - 2018
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Parafoudres basse tension – Partie 21 : parafoudres connectés aux réseaux de signaux et de télécommunications – Prescriptions de fonctionnement et méthodes d’essais - NF EN 61643-21/A2 - 2013
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Protection contre la foudre Partie 1 : Principes généraux - NF EN 62305-1 - 2013
-
Protection contre la foudre Partie 2 : Évaluation des risques - NF EN 62305-2 - 2012
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Protection contre la foudre Partie 3 : Dommages physiques sur les structures et risques humains - NF EN 62305-3 - 2012
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Protection contre la foudre Partie 4 : Réseaux de puissance et de communication dans les structures - NF EN 62305-4 - 2012
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Systèmes de traçage par résistance électrique pour applications industrielles et commerciales – Partie 2 :...
ANNEXES
Arrêté dit ICPE : Arrêté du 11 mai 2015 modifiant une série d’arrêtés ministériels pour prendre en compte la nouvelle nomenclature des installations classées pour la protection de l’environnement entrant en vigueur au 1er juin 2015 dans le cadre de la transposition de la directive no 2012/18/UE du 4 juillet 2012.
Arrêté dit INB : Arrêté du 07/02/12 fixant les règles générales relatives aux installations nucléaires de base.
Arrêté dit INBS : Arrêté du 1 octobre 2007 définissant les modalités relatives à la protection contre la foudre des installations nucléaires de base secrètes et des installations de mise en œuvre et de maintenance associées aux systèmes nucléaires militaires.
HAUT DE PAGEConstructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Duval-Messien
nVent
https://www.nvent.com/fr/fr.html
Franklin-France
France Paratonnerres
https://france-paratonnerres.com/
Indelec
Société Alsacienne de Paratonnerres
Organismes – Fédérations...
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