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PARATONNERRE

Installation paratonnerre – Protection externe contre la foudre

La PROTECTION EXTERNE contre la foudre offre une protection aux structures et aux personnes face aux décharges directes et indirectes de la foudre, pouvant porter de graves dommages physiques et une protection contre des blessures à cause de tensions de passage et de contact sur les êtres humains.

Toute protection externe contre la foudre est composée des éléments suivants :

  • Systèmes de capture de la foudre
  • Système de dérivation de la décharge de foudre
  • Système d’équipotentialité et de mise à la terre afin d’orienter le courant à la terre de manière sûre vers la terre

Protection par cage maillée et pointes

L’installation dans le cas de cages maillées et de pointes doit respecter les normes de la série IEC 62-305 , normes européennes en matière de protection contre la foudre. Ce système est basé sur la répartition du courant de foudre à travers un assemblage de conducteurs, de descentes et prises de terre. Les descentes doivent respecter les règles suivantes :

  • Fournir plusieurs chemins parallèles pour la répartition du courant de la foudre
  • Le parcours de ces chemins jusqu’à la prise de terre doit être le plus direct possible
  • Pour minimiser le risque d’étincelles dangereuses, les descentes doivent être connectées aux parties métalliques connectées à la terre à une distance inférieure à la séparation de sécurité définie dans les normes

Niveau de protection

La distance entre les conducteurs de descente dépend également du niveau de protection

  • La fixation des conducteurs d’une cage maillée doit être à intervalles d’environ 1m.
  • Un tube de protection (fourreau) sera installé sur chaque descente, recouvrant au moins 2m en partant du sol pour éviter les dommages mécaniques.
  • Chaque conducteur de descente est relié à une prise de terre.
  • Une liaison équipotentielle de tous les conducteurs de descente est recommandée au niveau du sol et à chaque 20m.
  • On doit disposer d’un élément de coupure (joint de contrôle/borne de coupure) sur chaque conducteur de descente qui permet de mesurer la prise de terre de chaque descente.
  • Il est recommandé que la résistance de la prise de terre soit inférieure à 10Ω.
  • Les conducteurs enterrés doivent être enfouis à au moins 50cm de profondeur.
  • L’utilisation de conducteurs ou de pièces en aluminium en contact direct avec la terre n’est pas autorisée.
  • Les unions directes entre conducteurs en cuivre ou aluminium et conducteurs en acier galvanisé ne sont pas permises car elle génèrent une paire galvanique qui peut isoler le conducteur de descente de la prise de terre. Pour pouvoir réaliser ces connexions, il faut utiliser des raccords bimétalliques ou inoxydables.

Méthode de protection par sphère fictive

La méthode de la sphère fictive est la plus utilisée afin de déterminer le volume protégé par les dispositifs de capture.

La méthode de la sphère fictive se base sur le modèle électrogéométrique dans lequel on considère que le dernier traceur descendant de la foudre qui heurtera l’installation à protéger a la forme d’une sphère fictive de rayon D (espace dans lequel peut se situer le dernier traceur). Les pointes captrices devront être installées aux points où la sphère touche la structure.

Selon la norme IEC 62-305 -3, le rayon de protection de la sphère fictive varie en fonction du niveau de la protection :

  • Niveau de protection I: D = 20m
  • Niveau de protection II: D = 30m
  • Niveau de protection III: D = 45m
  • Niveau de protection IV: D = 60m

MISE À LA TERRE

Mise à la terre

La prise de terre est un élément fondamental de toute installation électrique, protégeant aussi bien les équipements électriques que les personnes dans différences de potentiel dangereuses.

Prise de terre HAUTE TENSION – BASSE TENSION

Les objectifs de la mise à la terre sont les suivants :

  • Assurer la sécurité des personnes en limitant la tension de contact
  • Protéger les installations en créant un chemin de basse impédance
  • Améliorer la qualité du signal en diminuant le bruit électromagnétique
  • Rendre les systèmes équipotentiels

Prise de terre FAIBLE IMPÉDANCE

Pour constituer une prise de terre efficace, il est fondamental d’obtenir une basse résistivité de terrain, en utilisant des conducteurs ayant une section adéquate pour écouler le courant attendu. De plus, ils doivent offrir une haute résistance à la corrosion. La valeur de la résistance de la prise de terre doit être mesurée en l’isolant de tout élément de nature conductrice, c’est pourquoi l’utilisation bornes de coupures pour séparer la prise de terre du reste de l’installation est nécessaire pendant la mesure.

Les autres facteurs déterminants pour la réalisation d’une prise de terre sont les suivants:

  • Pour pouvoir mesurer la résistance de la prise de terre de manière habituelle il est nécessaire de placer un regard de visite
  • L’humidité du terrain peut réduire la résistance de la prise de terre
  • Les composants qui améliorent la prise de terre réduisent la résistivité du terrain
  • On doit connaître l’emplacement des installations électriques ou de gaz enterrées pour les séparer d’une distance de sécurité spécifiée dans chaque cas
  • On doit connaître les canalisations ou les dépôts d’eau enterrés pour les unir équipotentiellement à la prise de terre
  • Pour obtenir une résistance de mise à terre adéquate dans des terrains de résistivité élevée, on doit utiliser soit des électrodes spéciales pour terrains à basse conductivité, soit des électrodes profondes ou des boucles conductrices

Prise de terre PARATONNERRE

Dans un système de protection contre la foudre, la prise de terre est un élément indispensable, puisque c’est en elle que se disperse le courant de la foudre.

Chaque conducteur de descente doit avoir une prise de terre constituée par des éléments conducteurs en contact avec le terrain, capables de disperser le courant de la foudre dans ce dernier. Une bonne prise de terre d’un système de protection contre la foudre doit être capable de supporter des courants de la foudre et de les disperser rapidement dans le terrain.

Pour remplir ces conditions, la première spécificité stipulée dans les réglementations est celle d’obtenir une résistance exclusive de la prise de terre des paratonnerres inférieure à 10 Ohms. D’autre part, on doit prendre en compte le fait que la foudre est un courant d’impulsion, c’est pourquoi il est important que l’impédance de la prise de terre ne sois pas élevée. Par conséquent, il n’est pas recommandé d’utiliser un seul élément de grande longueur. L’utilisation d’électrodes profondes est intéressante si la résistivité de la surface est particulièrement importante et si des couches inférieures du terrain plus humides existent. Pour la dispersion de la foudre, les configurations en triangle ou en patte d’oie sont les plus appropriées.

Ces recommandations pour améliorer l’impédance doivent être prises en considération lorsqu’on effectue la prise de terre, car habituellement les mesures postérieures sont effectuées avec un mesureur de terre conventionnelle (telluromètre) qui enregistre uniquement la résistance de la prise de terre.

Une haute inductance ne peut pas être mesurée par ces telluromètres et pourtant elle représente une importante barrière au passage du courant si celui-ci est d’impulsion comme dans le cas de la foudre.

ÉTUDE DE RISQUE

Cette analyse du risque de foudre permet l’évaluation des risques dans une structure, en raison des coups de foudre au sol.

Elle est destinée à proposer une procédure d’évaluation d’un tel risque. Une fois la limite du risque supérieur fixée, la procédure proposée permet de choisir les mesures de protection appropriées afin de réduire les risques à une valeur inférieure ou égale à la valeur limite tolérable.

Valeurs représentatives du risque tolérable RT

Lorsque les coups de foudre impliquent des pertes humaines ou des pertes de valeurs sociales ou culturelles.

L1– Perte de vie humaine ou blessures permanentes 10-5

L2 – Perte inacceptable de service public 10-3

L3 – Perte d’héritage culturel irremplaçable 10-4

L4 – Perte de valeurs économiques : la valeur économique en danger des animaux, de la structure (y compris ses activités), de son contenu et des réseaux internes

La procédure de base d’évaluation des risques doit suivre les principales étapes suivantes ;

  • Identification de la structure à protéger et de ses caractéristiques
  • Identification de tous les types de pertes dans la structure et du risque associe R (R1 R4)
  • Evaluation du risque R pour chaque type de perte (R1 a R4)
  • Evaluation de la nécessite de protection en comparant les risques R1 , R2 et R3 avec le Risque tolérable RT
  • Évaluation des impacts économiques d’une protection en comparant le coût des pertes totales avec et sans mesures de protection

Grenson & Fils met à votre disposition son équipe de spécialistes agréés contre la foudre en vous proposant : 

  • Des analyses du risque d’impact de foudre détaillées suivant la norme IEC 62-305-2
  • Un rapport technique détaillé
  • Des plans d’implantation de conception
  • Fiches techniques

MAINTENANCE DES INSTALLATIONS

Vérifications initiales

Dès qu’une installation de protection contre la foudre est réalisée, il y a lieu de procéder à des vérifications et un entretien afin de s’assurer de sa conformité à la norme NBN EN 62305 :

  • nature, section et dimensions des organes de captures et de descente
  • cheminement de ces différents organes
  • fixation mécanique des conducteurs
  • respect des distances de sécurité
  • existence de liaisons équipotentielles
  • valeurs des résistances des prises de terre
  • interconnexion des prises de terre entre elles

Vérifications périodiques

Chaque vérification périodique doit faire l’objet d’un rapport détaillé reprenant l’ensemble des constatations et précisant les mesures correctives à prendre.

Lorsqu’une vérification périodique fait apparaître des défauts dans le système de protection contre la foudre (SPF), il convient d’y remédier dans les meilleurs délais afin de maintenir l’efficacité optimale du SPF.

Vérifications supplémentaires

Des vérifications supplémentaires sont conseillées sur les installations de protection contre la foudre suite aux événements suivants :

  • après l’installation de la protection contre la foudre
  • après l’exécution de travaux sur ou à proximité des installations protégées. Cette vérification devra être effectuée conformément aux recommandations du chapitre 5 de la NBN EN 62305
  • après une période orageuse dans la région
  • après tout impact sur les installations protégées, procédure de vérification des compteurs de coups de foudre et établissement d’un historique
  • en cas d’impossibilité d’installer un système de comptage efficace, dès qu’un doute existe après une activité locale orageuse
  • si des perturbations de contrôle-commande ont été constatées, une vérification de l’état des dispositifs de protection contre les surtensions est nécessaire

Un document de traçabilité doit être tenu à la disposition du responsable de la maintenance des installations du site attestant de la réalisation du contrôle.