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Foudre et surtensions : des risques bien réels

30 septembre 2009 Paru dans le N°324 à la page 74 ( mots)
Rédigé par : Marc MAUDUIT

La sécurisation des ouvrages de gestion de l'eau vis-à-vis du risque foudre est essentielle. La prolifération d'instruments sensibles, la multiplication des équipements de communication et la généralisation des réseaux augmentent de façon exponentielle la vulnérabilité des process de gestion de l'eau visà- vis de ce risque et finalement mettent en cause la notion même de continuité du service. Pourtant des solutions fiables et peu onéreuses existent qui permettent de se prémunir des risques liés à la foudre et aux surtensions.

La foudre est un phénomène naturel de décharge électrostatique disruptive qui se produit lorsque de l’électricité statique s’accumule entre des cumulonimbus et la terre. Lorsque le champ électrostatique dépasse les limites diélectriques de l’air, il s’ensuit une décharge de foudre visant à un rééquilibrage électrostatique. On estime que les deux millions de coups de foudre qui frappent chaque année le territoire national occasionnent plus de 20 000 sinistres dont 15 000 incendies. Montant estimé des dégâts : plus de 1 milliard d’euros. Tous les secteurs d’activités sont potentiellement concernés par le risque foudre, quelle que soit leur situation géographique, même si le niveau kéraunique qui représente la valeur moyenne annuelle du nombre de jours où le tonnerre se fait entendre en un endroit donné et la densité de foudroiement qui représente la valeur annuelle moyenne du nombre d’impacts de foudre par km², varient sensiblement selon les régions.

Les ouvrages de gestion de l’eau sont directement concernés par ce risque. Pour Bruno Roland, Directeur Technique du Pôle Foudre Soulé et Héita d’ABB France, « L’étendue des sites et la présence de bâtiments reliés à la terre rendent certains ouvrages

[Encart : En plus de son offre globale de protection foudre externe et interne, le Pôle Foudre Soulé et Hélita d’ABB propose désormais une gamme de paratonnerres et parafoudres spécialement dédiée au cycle de l'eau : captage, traitement, stockage, transport et distribution... Les parafoudres PLT D (photo ci-dessous) sont à cartouches débrochables afin de faciliter les opérations de maintenance.]
[Photo : Parafoudre PLT D]

particulièrement vulnérables au risque foudre. C'est en particulier le cas des stations d’épuration, même si elles sont en général basses en altitude mais aussi des forages qui vont chercher des couches profondes très conductrices ce qui augmente sensiblement leur vulnérabilité.

D’une manière générale, tout le cycle de l'eau est concerné : captage, traitement, stockage, transport et distribution... etc. Et lorsque ces ouvrages sont frappés par la foudre de manière directe ou indirecte, les conséquences sont bien souvent très graves. La base de données ARIA (Analyse, Recherche et Information sur les Accidents) gérée par le ministère de l’Écologie recense une centaine d'accidents survenus entre octobre 1967 et juillet 2007 liés à la foudre et affectant des installations classées ou susceptibles de l’être. Nombre d’entre eux concernent des ouvrages de traitement de l'eau avec des conséquences souvent dramatiques. Qu’on en juge.

En 1989, à Aurillac, un orage entraîne des perturbations dans le fonctionnement de la station d’épuration. La Cère est polluée sur 5 km et plusieurs milliers de poissons morts sont repêchés.

En 1993, à Rillieux-la-Pape, la foudre tombe sur le transformateur principal (63 kV) d'une usine de production d'eau potable de 300 000 m³/j. Un feu se déclare (flammes de 50 mètres de haut) alimenté par les 6 000 litres d’huile du transformateur. Le système de distribution de moyenne tension est endommagé par effet domino et les 5 pompes de relèvement sont mises hors service. Seule la mise en place de dispositifs de secours permet d’alimenter la ville de Lyon en eau potable. Les pompiers devront lutter 6 heures pour maîtriser l’incendie. Les dommages matériels s’élèvent à 2 M€ et nécessitent 3 mois de travaux !

Plus récemment et sur un réseau d’assainissement cette fois, à Brando en Haute-Corse, une pompe de refoulement des eaux usées est endommagée par la foudre lors d'un orage. Le réservoir tampon stockant les eaux usées atteint son niveau maximum, puis les effluents à traiter se déversent dans la rivière rejoignant la mer. Endommagé lui aussi par la foudre, le dispositif de télésurveillance en place n’a pas fonctionné. Par précaution, la baignade sera interdite dans l’attente des résultats d’analyses de l’eau de mer effectuées pour déterminer l’ampleur de la pollution occasionnée.

En 2006, à Amiens, un rejet d’eaux résiduaires noires pollue la Selle et dévaste la faune aquatique. L’alerte est donnée le lendemain, dans la matinée. La pollution fait suite à la défaillance d'un poste de relevage de la station d’épuration de la ville, occasionnant le déversement direct des eaux résiduaires dans le milieu naturel. La télésurveillance du réseau fonctionnait en mode dégradé. Un orage ayant détruit quelques jours plus tôt l’équipement de télétransmission de la station de relevement, les informations de défauts ne parvenaient plus au poste de surveillance.

Point commun de tous ces accidents : ils auraient pu être facilement évités si ces ouvrages avaient été correctement protégés contre les effets de la foudre et ceci pour un montant moyen d’investissement plus d’une centaine de fois inférieur à celui des dégâts occasionnés...

Heureusement, la législation française et la constitution d'un corpus normatif contraignant incitent de plus en plus les exploitants à se protéger contre les effets de la foudre. L'arrêté du 15 janvier 2008 impose ainsi la protection complète des ICPE qu'ils soient classés Seveso ou soumis à autorisation. La norme NFC 15-100 impose également l'utilisation de parafoudres lorsque l’ouvrage concerné est équipé d’un paratonnerre ou encore lorsque l’alimentation basse tension est assurée par des réseaux aériens et que le niveau kéraunique est supérieur à 25. « Dans tous les autres cas de figure, il n’existe pas d’obligation au sens réglementaire du terme » souligne José Batista, Chef Produits Parafoudres chez Weidmüller. « Pourtant, de plus en plus d’exploitants soucieux de garantir la continuité du service et conscients que la démarche sera plusieurs fois remboursée dès le premier incident évité s’engagent dans une démarche de protection ». Un point de vue partagé par Bruno Roland,

[Photo : Weidmüller propose pour la mesure, le contrôle et la régulation une gamme étendue de produits constitués de deux parties, sous forme embrochable ou au format bloc de jonction avec raccordement, vissé ou à ressort. Ces produits sont conçus pour les signaux digitaux ou analogiques. En utilisant l'unité de contrôle V-TEST, les interventions de maintenance et de vérification peuvent être effectuées régulièrement conformément à la norme IEC 62305. Cette unité est compatible avec les gammes VSPC, PU I et PU II Weidmüller.]

Protection foudre : ne pas négliger les systèmes photovoltaïques !

[Photo : Les boîtes de protection parafoudre DS Weidmüller assurent la protection des modules photovoltaïques. Elles sont disponibles en version 1 et 2 strings avec connecteurs photovoltaïques Multi Contact MC4.]

A priori, les équipements photovoltaïques qui se multiplient depuis quelques années au sein des ouvrages isolés de gestion de l'eau n’attireraient pas plus la foudre que les équipements classiques. Un point de vue qui n'est pas partagé par tous. Pour Bruno Roland du Pôle Foudre Soulé et Hélita d’ABB, « les masses métalliques qui composent ces équipements, qu’elles soient reliées à la terre ou non, augmentent nécessairement leur exposition au risque foudre ». Un coup de foudre direct provoquera bien souvent leur destruction. Dans 95 % des cas cependant, la défaillance des matériels ne provient pas de l'impact direct de la foudre, phénomène statistiquement rare, mais essentiellement des effets indirects de cet impact, les surtensions transitoires. Les influences éventuelles de la foudre sur les générateurs photovoltaïques peuvent ainsi avoir des répercussions sur l'ensemble du process. Un dispositif de protection s’avère donc indispensable.

La plupart des fabricants proposent des parafoudres spécialement destinés à ce type d’équipements. Le Pôle Foudre Soulé et Hélita d’ABB, Dehn, Weidmüller, Phoenix Contact, Citel ou Schneider Electric proposent ainsi une large gamme de parafoudres dédiés aux systèmes photovoltaïques raccordés ou non au réseau. Grâce aux possibilités offertes par son laboratoire de recherches situé à Bagnères-de-Bigorre, le Pôle Foudre Soulé et Hélita d’ABB a engagé de gros efforts de recherche dans ce domaine qui ont abouti, il y a moins d'un an, à la sortie d’une toute nouvelle gamme capable de répondre aux contraintes spécifiques du photovoltaïque. Cette gamme, baptisée PVD, concerne les systèmes connectés sous 600 V et 1 000 V en courant continu. Ces parafoudres débrochables ont des pouvoirs d’écoulement de 40 kA (onde 8/20) et se déclinent en option avec contact de télésignalisation (TS), pour garantir une maintenance de l’installation.

« Le montant de l'investissement consécutif à une démarche de protection par rapport au risque foudre, négligeable par rapport au coût global des équipements, ne justifie pas de prendre le risque d’une interruption de service avec toutes les conséquences qui en découlent ». ICPE ou non, de nombreux exploitants s’équipent désormais systématiquement de dispositifs de protection adéquats.

En ce cas, la première étape consiste invariablement à déterminer la vulnérabilité d'un site face au risque foudre. Pour ceci, une analyse de risque doit être menée qui permettra également d’identifier les solutions de protection.

Déterminer la vulnérabilité d'un site et identifier les solutions de protection

« Dans tous les cas, une analyse du risque est nécessaire pour évaluer le niveau de sensibilité de l’installation considérée et des équipements qui s’y trouvent » souligne José Batista. Les facteurs de risques qui doivent être pris en considération sont nombreux : la probabilité de foudroiement de la zone, le mode d’apparition des surtensions, la topographie du site, la zone d’exposition, l’existence éventuelle de surtensions de manœuvre, et surtout la nature, le type et la valeur des équipements à protéger.

Car l’omniprésence de l’électronique et des automatismes dans les installations de traitement d’eau les rend très vulnérables aux phénomènes de surtensions qui peuvent paralyser en une fraction de seconde l'ensemble d’un process de traitement. Pour aider l’exploitant dans sa démarche, des normes existent qui permettent de procéder méthodiquement à l’évaluation du risque encouru. La partie 2 de la série de normes NF EN 62305 traite ainsi des principes généraux de l’évaluation du risque contre les effets directs de la foudre. La protection des systèmes et des matériels contre les effets indirects de la foudre est quant à elle traitée par la norme NF C 15-100 ainsi que par le guide pratique UTE C 15-443 intitulé « Choix et installation de parafoudres ». Parafoudres qui sont eux-mêmes classifiés par la norme NF EN 61643-11 en trois types de produits, correspondant chacun à des classes d’essais.

Les parafoudres de type 1, testés selon l’onde de choc de forme 10/350 μs, sont conçus pour être utilisés sur des sites où le risque foudre est important ou en présence de paratonnerre. Ils constituent en général le premier niveau de protection de la ligne électrique.

[Photo : Schneider Electric propose des parafoudres de types 2 et 3 à cartouche débrochable avec report à distance de l'information « cartouche à changer ». Une solution qui facilite l'installation des produits tout en garantissant une compatibilité totale entre les fonctions parafoudres et disjoncteurs.]

De nombreuses nouveautés chez DEHN

Plusieurs nouveautés chez DEHN en cette année 2009, à commencer par le lancement d'un parafoudre TBT universel : le BLITZDUCTOR XTU. Ce parafoudre, dont la caractéristique principale est de n’avoir pas de tension nominale fixe, peut être employé pour toute tension comprise entre 0 et 180 V. Basé sur une technologie innovante, il détecte automatiquement le niveau de tension du signal et ajuste la performance de protection en fonction de cette tension. De plus, le niveau de protection est adapté en permanence en fonction de la tension du signal, un atout important pour les applications où le niveau de tension peut varier. En cas d’interférences, il gardera toujours une tension résiduelle minimale, quelle que soit la tension du signal et offrira de ce fait une protection maximale pour les équipements raccordés. Le BXTU réduit et simplifie également les études et la gestion de stock. Il est particulièrement adapté pour la mise en place de protections sur des installations anciennes, ou le remplacement de protections existantes car il est fréquent dans ces cas que le niveau de tension nominale ne soit pas clair.

Autre nouveauté, les parafoudres modulaires DEHNguard M. YPV SCI, spécialement développés pour la protection des équipements dans les systèmes photovoltaïques et équipés d'un dispositif combiné de coupure et de mise en court-circuit avec coupure électrique sécurisée dans le module de protection permettant de prévenir les incendies provoqués par des arcs électriques DC. En cas de surcharge du module de protection contre les surtensions, et pour garantir une coupure électrique assurant une mise en sécurité, DEHN a intégré dans la ligne de mise en court-circuit un fusible spécialement conçu pour le courant continu, permettant ainsi de remplacer le module sans risques.

DEHN a également présenté un nouvel outil, baptisé DEHNsupport, qui permet d’effectuer une évaluation du risque conformément à la norme NF EN 62305-2. Ce logiciel comporte plusieurs outils : une évaluation du risque (IEC 62305-2 ; EN 62305-2 ; NF EN 62305-2 ; CEI EN 62305-2), un module de calcul de la distance de séparation, de calcul de la longueur des électrodes de terre et une aide au calcul pour déterminer la hauteur des pointes captives.

À noter également que le nouveau catalogue DEHN 2010 ainsi que le programme de séminaire 09/10, déjà disponible, peuvent être obtenus sur simple demande.

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[Photo : Avec Datatrab, Phoenix Contact propose une protection anti-surtensions pour les interfaces de données (réseaux Ethernet/Cheapernet, Token Ring, FDDI/CDDI et Interbus) ou de télécommunications.]

Distribution basse tension.

Deux technologies sont mises en œuvre sur ce type de parafoudre : les éclateurs à décharge qui offrent l'avantage d'une bonne tenue aux chocs (> 50 kA) et la technologie à varistances (< 25 kA). Pour José Batista, Weidmuller, « Les éclateurs sont plus puissants que les varistances car ils évacuent plus d'énergie. Mais ils sont plus lents. Des amorçages électroniques permettent de pallier ce défaut en détectant la surtension avant l’éclateur et en provoquant l’étincelle avant qu'elle ne se déclare naturellement ».

Les parafoudres de type 2, testés selon l’onde de tension de forme 8/20 µs, assurent un second niveau de protection. Généralement constitués de varistances à oxydes de zinc, ils ont pour rôle de limiter la tension résiduelle à un niveau acceptable pour les équipements électroniques.

Les parafoudres de type 3 testés selon l’onde de tension de forme 1,2/50 µs, derniers maillons d’une protection en chaîne, sont quant à eux employés à proximité immédiate des équipements sensibles tels que des automates programmables, des capteurs, appareils de mesure, etc.

Ces dernières années, les composants utilisés dans les parafoudres ont évolué dans le sens d'une toujours plus grande fiabilité, d'une augmentation permanente de tenue en énergie et d'une amélioration du niveau de protection. Les parafoudres ont tiré parti de ces évolutions. « Leur répétabilité dans le déclenchement s'est améliorée et leurs caractéristiques permettent une amélioration de l'efficacité de la protection contre les surtensions » précise José Batista, Weidmuller. Ils reposent cependant sur des technologies aujourd’hui matures, « même si des progrès sont régulièrement enregistrés en matière de compacité et de débrochabilité par exemple » selon Bruno Roland, du Pôle Foudre Soulé et Hélita d’ABB France.

En plus du réseau basse tension, la protection des liaisons de communications doit être particulièrement prise en compte. « Du fait de leur susceptibilité extrême et de leur connexion à plusieurs réseaux, les terminaux de communications sont les premières victimes des incidents foudre » constate Christian Macanda, Responsable Produit de Citel, « et leur importance stratégique dans les process nécessite la mise en œuvre des protections efficaces pour éviter des pertes d’exploitation inacceptables » complète-t-il.

Améliorer l'efficacité de la protection contre les surtensions

Dehn, Schneider Electric, Pôle Foudre Soulé et Hélita d'ABB France, Weidmuller, Citel, Indelec, Paratronic ou Phoenix Contact proposent chacun toute une gamme de parafoudres de types I, II et III dédiés à la protection des réseaux secteur, BT, TBT, signaux ou télécommunications. Avec ou sans filtrage CEM, débrochables ou non, avec ou sans signalisation ou report d'état, ils couvrent la plupart des besoins en assurant l’équipotentialité entre les réseaux lorsque la différence de potentiel dépasse la tension de tenue aux chocs des différents équipements. Sur le marché, l’offre s'est considérablement étoffée ces dernières années. Modularité, facilité d'installation et de maintenance et fiabilité sont désormais au rendez-vous.

Weidmuller propose par exemple sa nouvelle série PU I, une protection de type I avec la technologie varistance et une capacité de courant de décharge de 12,5 kA (10/350 µs). Ces parafoudres à cartouches débrochables existent en version 1, 2, 3 ou 4 pôles avec ou sans contact de signalisation à distance. Les parafoudres PU I peuvent assurer une rotation de 180° « ce qui permet de respecter plus facilement la règle des 50 cm maximum pour le câblage » souligne José Batista.

Le Pôle Foudre Soulé Hélita d’ABB France propose de son côté la gamme BluePro®, conforme à la nouvelle édition de la norme NF C 15-100. Débrochables, dotés d’une fonction « réserve de sécurité » (en cas de choc de foudre excédant la capacité du parafoudre, l'indicateur d’état passe en position réserve : la protection est toujours assurée jusqu’au changement effectif de la cartouche) ils sont équipés d'une fonction télésignalisation qui permet un contrôle à distance de l'état de fonctionnement du parafoudre grâce à un contact sec 1 à 3 points.

Chez Dehn, la gamme de parafoudres combinés modulaires de type 1 DehnVentil est équipée d'un bouton de déverrouillage du module qui permet un déverrouillage sans outillage du module de protection et offre ainsi un retrait facilité. La technologie d’éclateur à air encapsulé permet d’assurer simultanément l’écoulement des courants de foudre jusqu’à 100 kA en 10/350 µs tout en offrant un niveau de protection compatible avec des appareils plus sensibles comme des API, modems, etc.

Après avoir déterminé le type de parafoudre

[Encart : Tester facilement un parafoudre sans retrait du module Blitzductor XT est un parasurtenseur multipolaire débrochable en système modulaire pour les circuits MCR, les systèmes de BUS, les centrales d’alarmes et de télécommunication pour lesquels les exigences de continuité de service sont exigées. Il combine un haut pouvoir d’écoulement du courant de choc d'un parafoudre et le niveau de protection bas d'un parasurtenseur pour une protection efficace des appareils électroniques contre les effets de la foudre et contre les surtensions causées par les commutations. LifeCheck permet le test facile et rapide du parafoudre sans retrait du module. Intégré dans les modules de protection, LifeCheck surveille continuellement le bon état de fonctionnement de la protection. À l'image d'un système de maintenance préventive, LifeCheck reconnaît une surcharge électrique ou thermique des composants de protection. En quelques secondes, grâce au testeur portable sans fil DRLC avec technologie RFID, l’état LifeCheck peut être visualisé ainsi que la date du dernier test du module parafoudre. Monté en fixe dans la distribution, un testeur modulaire de surveillance monitoring assure la maintenance locale de 10 modules BXT.]
[Publicité : DEHN FRANCE]
[Photo : Citel propose 3 coffrets prééquipés du simple et double étage parafoudre jusqu’au modèle CBA “Parafoudre+Isolation” assurant une efficacité de protection maximum (Up < 0,5 kV) et une isolation galvanique du réseau en aval. Ces coffrets sont équipés, de fusibles de protection contre les courants de court-circuit et de déconnecteurs thermiques, intégrés aux parafoudres, contre l’emballement thermique.]

Type 1 (PRFI, combi PRFI et PRF1 Master) dotés d’une forte capacité d’écoulement, adaptés aux bâtiments équipés d’un paratonnerre.

Les enjeux pour la sécurité dans les procédés à risque sont très importants. Les systèmes de détection feu et gaz ou également la sécurité incendie peuvent nécessiter une protection particulière. Phoenix Contact a donc présenté cette année de nouvelles solutions de protection contre la foudre et les surtensions utilisables en zone ATEX et sur des boucles de sécurité où une certification SIL est impérative.

De son côté, Citel propose une gamme de parafoudres type 1 basée sur une technologie exclusive (VG), garantissant un écoulement de courant élevé, une tension résiduelle réduite et une absence totale de courant de fuite.

Enfin, Erico propose sa gamme de parafoudres à cartouches débrochables TDS qui offre une protection optimale grâce à la technologie TD (Transient Discriminating) qui différencie les surtensions transitoires dues à la foudre des surtensions non-transitoires durant plusieurs cycles. Ce type de surtension, qui peut provenir d'une mauvaise régulation de la qualité de la tension, peut endommager les parafoudres qui ne sont pas conçus pour supporter ce type de faute dans la durée. La technologie TD immunise le parafoudre contre cet excès d’énergie tout en garantissant le fonctionnement.

Pour choisir un parafoudre adapté à l’installation, il faut sélectionner un dispositif de déconnexion approprié. Le déconnecteur assure deux fonctions selon le type de parafoudre auquel il est associé : en type 1, il contribue à l’extinction de l’intensité de court-circuit lors du désamorçage du parafoudre. En types 2 et 3, il assure la continuité de service lorsque le parafoudre arrive en fin de vie. Le déconnecteur permet également d’isoler facilement le parafoudre, soit lorsque celui-ci doit être remplacé préventivement, soit lorsqu’il arrive en fin de vie. Certains parafoudres sont fournis avec un disjoncteur de déconnexion intégré. C’est le cas de la nouvelle gamme Quick PRD de Schneider Electric, composée de parafoudres de types 2 et 3 à cartouche débrochable avec report à distance de l’information « cartouche à changer ». Une solution qui facilite l’installation des produits tout en garantissant une compatibilité totale entre les fonctions parafoudres et disjoncteurs. Schneider Electric propose également des parafoudres de…

La foudre est également susceptible de se propager par les réseaux de télécommunications et les réseaux informatiques, et d’endommager tous les équipements connectés sur ces réseaux : téléphones, modems, ordinateurs, superviseurs, serveurs… Il ne faut donc pas perdre de vue qu’un concept de protection globale, seul à même de garantir l’intégrité des process indispensable à la continuité du service, doit intégrer ce type de protections. La gamme de produits Datatrab DT de Phoenix Contact propose par exemple une protection anti-surtensions pour les interfaces de données (réseaux Ethernet/Cheapernet, Token Ring, FDDI/CDDI et Interbus) ou de télécommunications.

[Encart : Les systèmes de détection feu et gaz ou également la sécurité incendie peuvent nécessiter une protection particulière. Phoenix Contact a donc présenté cette année de nouvelles solutions de protection contre la foudre et les surtensions utilisables en zone ATEX et sur des boucles de sécurité où une certification SIL est impérative.]
[Photo : Phoenix Contact]
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Un parafoudre à semi-conducteurs

Le FUSADEE, commercialisé par ADEE, exploite les possibilités offertes par les semi-conducteurs en matière de protection.

[Photo : FUSADEE]

La qualité d’une protection s’apprécie à la valeur de la tension résiduelle constatée lorsque l’on applique des fronts de tension à cette protection et qu’un courant élevé s’écoule à travers elle.

Pendant et après la fusion, le pouvoir d’écoulement du FUSADEE se situe entre 40 et 80 kA selon les versions. Durant ces forts courants, l’élévation de la tension résiduelle est négligeable puisque les composants intéressés sont intimement soudés.

La tension résiduelle des différentes versions de FUSADEE a été déterminée dans un souci d’efficacité vis-à-vis du matériel électronique à protéger. Ainsi, ces tensions sont très inférieures aux références communément en usage.

Les varistances consomment de l’énergie en fonctionnement, ce qui se traduit par une dissipation de chaleur, de l’énergie gaspillée, la dégradation des performances du circuit et, dans le cas de varistances à oxyde métallique, « l’usure » ou le vieillissement du composant. Les semi-conducteurs ont un courant de fuite quasi nul (1 000 fois inférieur à celui des varistances), donc ne consomment rien en fonctionnement et ne vieillissent pas, ce qui les rend économiques à l’usage et meilleurs pour l’environnement.

Les parafoudres FUSADEE sont en démonstration au centre de formation de l’O-Eau à La Souterraine, avec du matériel opérationnel.

Pour les équipements de télécommunications, les diodes ABD (avalanche breakdown diodes) sont des semi-conducteurs qui utilisent l’effet Zener. Le fonctionnement des diodes ABD est comparable à celui des varistances mais leur caractéristique courant/tension est plus fortement non linéaire, ce qui permet d’obtenir de meilleurs niveaux de protection. Les diodes ABD ont une durée de vie quasi illimitée et leur temps de réponse est très faible (quelques centaines de picosecondes). Ces composants sont utilisés pour la protection des équipements de télécommunication, car des montages faible capacité sont possibles. On les utilise également sur le réseau basse tension, car certaines diodes ABD permettent d’écouler plusieurs dizaines d’ampères en impulsions sans détérioration et de maintenir la protection en fin de vie. On les trouve aussi montées entre le 0 V et le +(5 V, 12 V, 24 V) à l’entrée d’alimentation TBT de montage électronique sensible, système embarqué, carte mère de micro-ordinateur. Si une surtension dépasse les caractéristiques maximales du composant, il se met définitivement en court-circuit.

L’installation. De plus, il ne protège efficacement un matériel électrique que dans la mesure où la longueur des canalisations électriques entre ce parafoudre et le matériel à protéger est inférieure à 30 mètres. Une canalisation électrique d’une longueur supérieure à 30 mètres entre un disjoncteur de branchement et un onduleur nécessitera donc la mise en œuvre de deux parafoudres : un en-tête de l’installation et un second à proximité de l’onduleur. La « règle des 50 cm » relative au câblage des parafoudres au tableau électrique doit également être respectée. Enfin, il convient d’éviter les boucles non seulement entre polarités, mais aussi entre chaque polarité et le conducteur d’équipotentialité.

La qualité de l’installation est essentielle

Bien choisi, le parafoudre est efficace à la condition expresse qu’il soit correctement installé. On estime que seules 10 % des installations respecteraient les normes de mise en œuvre et seraient donc efficaces. La mise en œuvre et le raccordement des parafoudres doivent être réalisés conformément aux normes en vigueur, en l’occurrence la NF C 15-100 ainsi que le guide UTE C 15-443 qui précisent l’ensemble des règles applicables en la matière.

Tout d’abord, un parafoudre doit être disposé le plus près possible de la tête de réseau, dans un boîtier parafoudre pré-câblé, les parafoudres TDS à un jeu de fusibles et de DEL permettant un contrôle rapide et fiable de l’état des parafoudres que ce soit en installation intérieure ou extérieure.

L’installation de parafoudres reste donc relativement complexe d’autant plus que les armoires électriques sont bien souvent surchargées et qu’il est difficile de trouver assez d’espace pour y installer des modules parafoudres avec leur équipement de déconnexion associés. Une solution sûre et simple consiste à confier l’installation à un prestataire spécialisé puis à missionner un bureau de contrôle chargé de vérifier que l’installation a été correctement réalisée.

Une autre solution consiste à opter pour des équipements pré-câblés. Indelec propose par exemple des coffrets qui respectent toutes les normes d’installation : équipements de déconnexion, parafoudres, câblage et même self à inductance pour l’installation de deux étages de protection (primaire et secondaire) en un seul coffret tout en respectant les règles de coordination. L’installation s’en trouve bien entendu simplifiée : fixation du coffret, connexion des câbles électriques au coffret (borniers prévus à cet effet) et connexion du coffret à la terre (bornier « vert-jaune » inclus). Après ces trois opérations, l’installation peut être remise sous tension, le coffret est opérationnel et il protège l’installation contre les surtensions transitoires. Le coffret indique si le système est sous tension et d’éventuels défauts des parafoudres (sécurité positive).

Citel propose également trois coffrets pré-équipés, du simple et double étage parafoudre jusqu’au modèle CBA « Parafoudre+Isolation » assurant une efficacité de protection maximum (Up < 0,5 kV) et une isolation galvanique du réseau en aval. Ces coffrets sont équipés, conformément à la normalisation en vigueur, de fusibles de protection contre les courants de court-circuit et de déconnecteurs thermiques, intégrés aux parafoudres, contre l’emballement thermique. Ces dispositifs de sécurité sont équipés d’indicateurs de fonctionnement et sont reliés à un dispositif de télésignalisation constitué par les contacts auxiliaires des fusibles électriques et thermiques.

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