Parfois oubliée, souvent négligée, la protection des ouvrages de gestion de l'eau contre les risques de foudre et de surtensions constitue une démarche incontournable pour garantir la continuité du service. Pourtant, l'investissement que nécessite cette démarche est plusieurs fois remboursé dès le premier incident évité.
Détérioration de composants électroniques tels que les capteurs, équipements de télégestion, analyseurs, sondes, pompes, dysfonctionnement des automates, des équipements informatiques, les pertes d’exploitation qui résultent des
Destructions d’équipements et des dysfonctionnements électriques et informatiques représentent bien souvent des montants considérables sans rapport avec le coût de l’investissement visant à s’en prémunir. C’est dire que dès le premier incident évité, l’investissement sera plusieurs fois remboursé. Et pourtant ! À la fin de l’année 2004, sur les 50 000 installations soumises à autorisation, 20 % n’avaient encore mis en place aucun dispositif de protection et 80 % en étaient encore à vérifier la conformité de leur étude préalable foudre. La réglementation française recommande pourtant depuis longtemps l’installation de dispositifs de protection dans l’enceinte des sites industriels et l’élaboration courant 2004 d’un référentiel (voir encadré) en garantit désormais la qualité. Tout concourt donc désormais à la mise en œuvre d’une démarche de protection contre la foudre et les surtensions. Celle-ci devra être précédée d’une étude détaillée des risques.
L’étude de risques : une démarche indispensable
Les normes NF C 17-100 et NF C 17-102 préconisent une étude préalable comprenant trois volets : l’évaluation du risque de foudroiement, la sélection d’un niveau de protection et la définition du dispositif de protection. Il faut d’abord appréhender le risque et évaluer l’occurrence d’un incident foudre et son degré de gravité. C’est la combinaison de ces deux paramètres qui déterminera si un risque est acceptable ou non. Si l’opportunité d’une démarche de protection contre la foudre est mise en évidence, il faut alors passer à la seconde partie de l’étude pour définir avec précision le niveau de protection adapté : la situation géographique du site, son niveau kéraunique, la géologie et notamment la résistivité des sols, l’homogénéité du terrain, les caractéristiques des infrastructures à protéger et leur environnement immédiat sont autant de paramètres à prendre en compte.
C’est seulement à ce stade que la détermination d’un ou plusieurs dispositifs de protection pourra être effectuée. Ceux-ci sont nombreux et variés en fonction du type de protection apportée. On distingue généralement les dispositifs de protection contre les effets directs de la foudre de ceux qui visent à se protéger de ses effets indirects. Les premiers sont causés par un coup direct, porteur d’une énorme énergie instantanée, quand la foudre touche une installation ou une zone délimitée. La foudre peut alors entraîner de gros dégâts. L’incendie est le plus important et le plus fréquent d’entre eux, avant les destructions de bâtiments ou les explosions. Reste que du fait de leur étendue et leur localisation, les stations d’épuration et les usines de production d’eau potable sont particulièrement exposées aux effets directs de la foudre, la nature de leurs infrastructures leur permet en général de supporter un impact de foudre sans subir de dommages trop importants et surtout sans risquer de rupture dans la continuité du service.
Il n’en va pas de même pour les effets indirects. Moins énergétiques, ils surviennent par exemple lorsque la foudre occasionne des surtensions sur les réseaux électriques ou sur les liaisons de transmission. Ces surtensions peuvent affecter tous les types de réseaux d’alimentation électrique basse ou très basse tension, d’instrumentation, de contrôle-commande ou encore réseaux informatiques. Et là, c’est la continuité même de l’exploitation qui est en cause.
Garantir la continuité de l’exploitation
En station d’épuration par exemple, la salle d’exploitation mais aussi tous les ouvrages et équipements périphériques comme les bassins de décantation et d’aération, les pompes de relèvement, les dégrilleurs, sans oublier les parties instrumentation (mesure de niveau, pH, température…), les analyseurs, les automates programmables, la télégestion et la supervision sont susceptibles d’être affectés par une surtension. Or, il suffit qu’un seul élément de cette chaîne soit hors service pour que l’ensemble du process s’arrête. Pour la même raison, tous les ouvrages annexes de gestion de l’eau tels que les postes de relèvement, les stations de pompage ou les châteaux d’eau doivent être protégés.
Pour ceci, de nombreux dispositifs de parafoudres sont disponibles quel que soit le type de ligne concerné : alimentation basse ou très basse tension, télécoms, transmis-
sions de données, radiocom. On les installe le plus souvent à l’entrée des lignes dans l’installation. Mais la mise en œuvre de parafoudres supplémentaires, de moindre capacité d’écoulement, à proximité des matériels sensibles est parfois nécessaire pour garantir une sécurité optimale.
Le choix d’un parafoudre dépend de plusieurs paramètres. Le courant maximal de décharge correspond à la capacité d’absorption maximale du parafoudre sur un phénomène transitoire. Les valeurs les plus courantes s’étagent de 2,5 kA à 20 kA. Le niveau de protection correspond à la tension résiduelle appliquée sur les équipements protégés. Les valeurs courantes vont de 0,8 kV à 2,5 kV. Le courant maximal de décharge indique l’intensité maximale que la protection est capable d’absorber sans être détruite.
Il est souvent lié au courant nominal de décharge par un facteur 2. Il peut arriver, lorsqu’on doit avoir un niveau de protection bas et un courant nominal important, que l'on ne puisse pas se satisfaire d'un seul parafoudre. Dans ce cas, il faut installer plusieurs parafoudres coordonnés. On place alors en tête d’installation un parafoudre ayant le courant maximal nécessaire puis un autre parafoudre le plus près possible de l’équipement à protéger ayant un niveau de protection compatible avec la sensibilité de l’équipement.
Plusieurs normes régissent les performances et la mise en œuvre des dispositifs parafoudres. La norme NF EN 61643-11 définit les performances des dispositifs destinés à lutter contre les effets des phénomènes de foudre sur les équipements connectés au réseau électrique basse tension. La norme NF C 15-100 (installation basse tension) et le guide UTE C 15-443 donnent les règles d'utilisation et les informations nécessaires à la mise en œuvre cohérente des parafoudres. Quant à la norme NF EN 61643-21, elle définit les performances des dispositifs parafoudre destinés aux réseaux de communication (télécom, transmission de données...).
Enfin, il faut savoir qu'il existe trois types de parafoudres pour réseau basse tension : les parafoudres type 1, utilisés pour la protection des installations équipées de paratonnerres. Les parafoudres type 2 sont utilisés pour la protection de toutes les autres installations électriques. Il existe aussi des parafoudres type 3 qui peuvent être utilisés en protection terminale, alternativement aux parafoudres type 2.
Sur le marché, l’offre est abondante. Citel propose ainsi une gamme étendue de parafoudres notamment en basse tension, avec une technologie exclusive de parafoudres type 1 (DS250VG) permettant de garantir un niveau de protection optimal même en cas d'impact direct de foudre sur l’installation, en transmission de données (parafoudres disponibles en de multiples références adaptées à tout type de lignes et d’installation) et radiocom (gamme P8AX et PRC). De son côté, Soulé Hélita propose également des parafoudres permettant d’assurer efficacement la protection des appareils et des installations électriques contre les surtensions transitoires d'origine atmosphérique, industrielle ou causées par des parasites.
Dehn France offre une large gamme d’équipements de protection contre les surtensions : dans les réseaux BT, avec notamment le parafoudre combiné de type 1 DehnVentil qui, grâce à une technologie d’éclateur à air encapsulé, permet d’assurer simultanément l’écoulement des courants de foudre jusqu’à 100 kA en 10/350 tout en garantissant un niveau de protection compatible avec les appareils les plus sensibles tels que les API, modem, etc. ; ainsi que pour les réseaux courants faibles ou TBT avec la gamme Blitzductor, adaptée au système de mesure, contrôle, régulation. Certains des produits de Dehn peuvent être adaptés individuellement à un signal spécifique. C’est le cas du parafoudre Dehnpipe qui se visse directement sur le transmetteur au plus près de l’équipement sensible à protéger.
Cette innovation a séduit plusieurs fabricants d'instrumentation qui proposent ce parafoudre dans leur gamme de produits. De son côté, Paratronic, spécialiste de la protection contre les surtensions et de la mesure dans les domaines de l'eau et de l'environnement, propose toute une gamme de protections foudre destinée à la protection des réseaux de communication et des alimentations des matériels électroniques alimentés en basse ou très basse tension.
La gamme couvre tous les cas d’application et comprend différents modèles en fonction de l'exposition du site à protéger, avec ou sans filtrage CEM, débrochable ou non.
