Solution technique - Avril 2013
Comment bien choisir ses parafoudres ?
La protection contre la foudre est un métier de spécialiste. Il revient au bureau d’études d’établir le bilan des risques, puis de proposer le matériel à installer. Ensuite, il vérifie que l’installation réalisée est conforme aux normes.
Pour exercer des activités de protection contre la foudre, il est indispensable que l’entreprise soit reconnue compétente et que son personnel soit qualifié. Et pour être reconnue compétente, l’entreprise doit avoir déposé un référentiel auprès du ministère de l’Écologie, du Développement Durable et de l’Énergie. Actuellement deux référentiels sont reconnus pour porter les reconnaissances :
- Qualifoudre, initié en 2005 par l’INERIS : il regroupe essentiellement les installateurs et les fabricants ;
- F2C (Foudre Contrôle Certification) initié par un comité représentant les organismes de contrôle de la COPREC.
Selon Pierre Willemann, animateur de la commission Foudre, F2C COPREC, « le processus de Protection contre la Foudre demandé par la réglementation a été découpé en 4 phases principales qui s’appuient sur les normes d’installation (EN 62305-1, -2, -3, -4) » :
- l’analyse du risque foudre (ARF) a pour objectif de déterminer des classes de protection ;
- l’étude technique du système de protection a pour objectif d’évaluer les mesures de protection existantes. « Nous devons ensuite rédiger un cahier des charges, une notice de vérification et de maintenance qui sera le support de ce qui servira ultérieurement pour la vérification » dit Pierre Willemann. Enfin, un carnet de bord de l’installation est préparé : il suivra l’installation tout au long de sa vie. L’installation du système de protection : deux années après l’ARF, l’installateur doit établir un dossier technique et lister l’ensemble des matériels installés, leur marque respective, les certificats utilisés ;
- la vérification initiale de l’installation de protection contre la foudre conformément à la réglementation dès lors que les travaux sont exécutés, dans un délai de 6 mois au plus ;
- puis vient enfin la vérification périodique : l’installation est vérifiée annuellement par une vérification visuelle suivie par une vérification complète, etc. Si l’installateur a installé des composants, ceux-ci doivent être référencés et certifiés (ou qu’il y ait une déclaration de la part du fabricant).
Se protéger contre la foudre
Pour Alain Rousseau, président du comité scientifique de l’Association Protection Foudre et président du comité de normalisation français et européen des parafoudres, « la norme d’installation électrique NF C 15-100 qui traite du réseau d’alimentation BT impose le parafoudre de type 1 lorsqu’il y a un paratonnerre sur un bâtiment, alors que la norme NF EN 62305 traite de tous les réseaux ».
La norme internationale NF EN 62305 comporte quatre parties :
- les généralités sur la foudre et ses caractéristiques, introduction aux autres documents, données générales…
- l’analyse du risque foudre, afin de calculer le risque pour une structure, et de déterminer différents scénarios de protection, avec pour objectif, une optimisation technico-économique.
- la protection contre les coups de foudre directs, incluant paratonnerre, conducteur de descente, prise de terre, équipotentialités et parafoudres d’équipotentialité ;
- la protection contre les effets induits de la foudre, incluant le système de parafoudres, les blindages de câbles ou de zones, les règles de câblage…
La protection foudre, au sens de la réglementation, va plus loin que le simple choix d’un parafoudre. Elle englobe aussi le choix des paratonnerres, du réseau de terre et des réseaux d’équipotentialités.
Les parafoudres
Les parafoudres sont structurés par la norme NF EN 61643-11 « parafoudre basse tension », en trois types de produits, correspondant à autant de classes d’essais :
- parafoudre de type 1 : correspond à l’exigence d’équipotentialité. On le désigne d’ailleurs sous le vocable de parafoudre d’équipotentialité. Il permet de faire en sorte que le système d’alimentation soit au même potentiel que le reste de l’installation. Mais comme le parafoudre ne protège pas parfaitement l’installation, on est obligé de lui associer d’autres parafoudres ;
- parafoudres de type 2 que l’on retrouve dans toute l’installation. Ils protègent les matériels. Ces parafoudres sont soumis à des tests en onde de courant 8/20 µs ;
- parafoudres de type 3 : le type 3 n’apparaît pas dans la norme NF C 15-100. Dans la norme internationale, il correspond à la méthode américaine de protection des récepteurs. Ces parafoudres sont testés avec une onde combinée 1,2/50 µs-8/20 µs.
Alain Rousseau insiste : « force est de constater que beaucoup de monde associe le type 3 à un niveau de protection plus bas que le type 2. Ce qui n’est pas du tout le cas du point de vue normatif ! Nulle part dans la norme NF EN 61643-11, il est dit que le parafoudre de type 3 protégerait mieux que le parafoudre de type 2 ». Et d’ajouter : « différents fabricants ont segmenté leurs offres autrement, avec des parafoudres de type 3 réservés à la protection fine des récepteurs ».
Les parafoudres multiservices
Les réseaux de données, les réseaux de télécommunications, etc. doivent eux aussi être protégés par des parafoudres.
Les parafoudres multiservices protègent à la fois l’alimentation électrique et la téléphonie. « Un groupe de travail vient de se créer à la CEI pour normaliser cette fonction multiservice, dans la suite des normes 61643 » dévoile Alain Rousseau.
La plupart des parafoudres sont des éléments de protection à 1 port, montés entre une phase et la terre, ou entre le neutre et la terre. Il est aussi des parafoudres à très bas niveaux de protection qui disposent d’un port d’entrée (là où arrive la surtension) et d’un port de sortie (vers l’équipement à protéger). En sortie de ces parafoudres 2 ports, le niveau de protection Up est bas, et autorise une protection même si le matériel protégé est distant (de 50 m, voire plus dans certains cas), alors qu’en général, le parafoudre standard ne protège qu’à proximité, à 10 m au plus. De tels parafoudres 2 ports peuvent être installés en armoire à l’entrée de l’installation dans laquelle il n’y a plus d’autres parafoudres.
La technologie sous-jacente :
- les éclateurs (éclateurs commandés, éclateurs à gaz, éclateurs de relais…), dont la technologie provient des télécommunications,
- les varistances développées à l’origine pour les parafoudres haute tension,
- « Les diodes possèdent deux caractéristiques intéressantes » déclare Alain Rousseau, « elles sont très rapides (donc niveau de protection très bas), très vite en court-circuit : le signal est alors bloqué, aucune surtension ne passe. Inconvénient : le courant est très faible, moins de 1 kA, 8/20 µs, alors que la norme impose 5 kA, 8/20 µs ». Il convient alors de lui associer un parafoudre à varistance à l’entrée de l’installation.
La coordination de tous les parafoudres de l’installation est une étape fondamentale dans la protection contre la foudre. Cette coordination peut être démontrée par le calcul ou par des essais en laboratoires. On peut aussi utiliser les données du fabricant… Ce qui implique concrètement de ne faire usage que des parafoudres de ce fabricant. Impossible alors de mixer les produits de différents fabricants.
Jean-Claude Festinger
Pour aller plus loin : www.apfoudre.com - www.seftim.fr
