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 Dossier - Mai 2021

En 2021, les parafoudres font peau neuve


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Risque foudre : sensibiliser, agir et protéger pour éviter les catastrophes majeures

Force est de constater deux grandes évolutions : climatique d’une part, avec des phénomènes orageux tout au long de l’année, alors qu’autrefois ils se concentraient sur les quatre mois d’été et la généralisation des composants électroniques dans toutes les installations d’autre part. Cela génère plus d’agressions et une fragilité accrue, d’où un besoin croissant de protection, qui précède l’évolution normative. Il est toutefois un domaine où la protection foudre est bien prise en compte, sérieusement prescrite et encadrée : celui des industries à risque, les installations classées pour l’environnement, soumises à autorisation d’exploitation, là où une réglementation a été mise en place. L’origine en est la catastrophe du 24 mars 1986, lorsque la foudre s’est abattue au plus mauvais moment sur une fonderie d’aluminium : un mort, trois disparus, quinze blessés ! Par un enchaînement de circonstances, une première explosion provoquait la chute de six tonnes d’aluminium en fusion dans l’eau. Or, il semblerait qu’une tonne d’aluminium ait le même pouvoir détonnant que cinq tonnes de TNT, d’où une explosion énorme, une usine détruite et des dégâts sur plus d’un kilomètre à la ronde ! Cette catastrophe a engendré une prise de conscience dans le domaine industriel et une démarche de protection qui s’est affinée au fil du temps.
Par ailleurs, de grands événements réunissent des foules sur d’immenses sites ouverts : la protection foudre s’imposerait, alors que ce sujet n’est jamais évoqué ! La procédure est pourtant relativement aisée à mettre en œuvre, il y va de la protection des personnes et de l’environnement ! De plus, les coûts induits par une telle protection sont négligeables vis-à-vis des budgets requis par l’organisation et la mise en place des installations scéniques. Le coût d’une protection foudre du public présent à ce genre de festivals est plus que raisonnable : quelques pourcents du coût total.
Heureusement, ce genre de catastrophe n’est pas arrivé dans le domaine résidentiel : il n’est pas d’exemple de tour d’habitation incendiée par la foudre… Cependant, il n’y a pas lieu d’attendre pareil événement pour réagir et mettre en place une réglementation !
Au rang des équipements susceptibles d’être agressés, voire détruits par les surtensions engendrées par la foudre, en figurent de nombreux qui contribuent à la sécurité des installations et des personnes dans les établissements recevant du public : les systèmes de détection d’incendie, d’alarmes, d’assistance médicale, etc. Autant d’éléments fragiles. Il y a là une dimension correspondant à la protection des personnes qui est pour le moins aussi importante que la seule protection du matériel. Or le développement du télétravail et des cours à distance s’accompagne par la prolifération rapide d’outils connectés, l’apparition de l’ère de la cyberéconomie et le développement de la domotique… La protection de ces équipements s’impose en installant a minima un parafoudre dans le tableau électrique et un parafoudre sur l’arrivée des lignes de télécommunication. Il suffirait en effet de prendre en compte la problématique foudre dans ces établissements, de les étudier et de mettre en place les outils disponibles à la fois sur le plan normatif et sur celui des solutions à adopter ! La première étape de conception d’une protection foudre, c’est l’analyse de risque foudre sur l’installation. Les méthodes normalisées d’analyse permettent assez facilement, et pour un coût modique, de connaître le degré d’exposition de l’installation, du bâtiment au risque foudre et de définir la démarche de protection à prendre en compte. Il est tout un éventail de solutions pour sécuriser l’énorme espace sans la moindre réglementation, là où des usagers sont totalement inconscients du danger.

Pierre Warsmann, président de la Société alsacienne de paratonnerres


La Société alsacienne de paratonnerres (SAP)
Depuis sa création en 1973, la SAP est une entreprise de vente et d’installation de parafoudres et de paratonnerres, et l’un des principaux acteurs français du métier de l’installation de la protection contre la foudre. À cet égard, Pierre Warsmann est membre du pôle technique et technologie de la FFIE, qui a depuis longtemps perçu l’importance de la protection foudre, à la fois en tant que besoin pour les clients de ses adhérents, qu’opportunité d’affaires pour les adhérents… La FFIE qui est représentée dans les comités de normalisation 81-paratonnerre et 37A-parafoudre basse tension. Pierre Warsmann participe aussi à la commission 64, pendant international de la commission 15 en France. La FFIE, en collaboration avec l’Association protection foudre, a contribué à la rédaction d’un document édité par l’Afnor : le guide FDC 17-109 dédié à la protection contre la foudre de l’habitat individuel non mitoyen.

 


En 2021, les parafoudres font peau neuve


Des parafoudres faciles à choisir et à installer, avec des caractéristiques techniques axées sur la qualité de protection : le besoin du marché.

 

Doss124 1Jérôme Marcuz, chef produit protection foudre chez ADEE Electronic, explique : « Nous avons intégré dans la gamme FusAdee NXT un déconnecteur fusible au sein de la cartouche afin de limiter l’encombrement et de faciliter le raccordement. » La qualité de protection est améliorée, avec un niveau de protection Up à 0,75 kV pour un courant d’écoulement de 5 kA. Ce parafoudre limite les surtensions au-dessus de cette valeur sans limitation de durée de vie, d’où une protection efficace des appareils les plus sensibles sur le long terme et une garantie de cinq ans sur les cartouches.
Quant au parafoudre Vario type 1+2 compact, il se caractérise par un niveau de protection de 1,5 kV et une tension de service le rendant compatible avec tous les régimes de neutre, permettant la protection d’équipements sensibles dès l’origine de l’installation.

Doss124 2« Notre ADN : proposer des solutions “parafoudres” pour toutes les applications, notamment émergentes », assure Christian Macanda, responsable Produits chez Citel qui étend en permanence ses gammes pour les besoins de protection de tous les marchés (celui de l’éclairage LED, du stockage d’énergie, de l’éolien…). En outre, Citel prend un soin particulier à informer les professionnels sur la technologie à travers son site web, sa chaîne YouTube, ses webinaires.
Parmi les nouveaux produits, un parafoudre monophasé compact économique et non débrochable… une tendance de fond ! Les utilisateurs ne débrochent jamais leurs parafoudres, dimensionnés de façon à ne pas connaître de défaillance. Ils achètent le parafoudre qui privilégie une compacité maximale avec un coût réduit ! Le courant de décharge correspond au niveau minimal demandé par la norme, soit 5 kA. C’est un parafoudre deux ports, qui se connecte en série-parallèle. « Pour les petites installations ou pour la protection d’un coffret isolé, c’est le produit idéal, compact et économique, conforme à la norme, équipé d’un indicateur de défaut et proposé avec option de télésignalisation de défaut. »
Voici la gamme DACF avec fusible intégré : dans la future norme NF C15-100, la philosophie de ce parafoudre « autoprotégé » sera baptisée SPDI. Jusqu’alors, la gamme DACF avait un courant de décharge maximal de 25 kA : ce sera 15 kA pour le nouveau produit. Susceptible d’être positionné à l’origine de l’installation, il fournira une coordination naturelle avec les disjoncteurs de tête. Toutefois, même si le parafoudre est muni d’un fusible interne, l’installateur doit assurer la coordination de protection sur intensité avec le disjoncteur de tête auquel le parafoudre est lié. Avec un tel parafoudre autoprotégé, il faut être sûr que le disjoncteur de tête possède un calibre suffisamment élevé pour assurer une coordination correcte. Grâce à cette nouvelle version, ayant un courant de décharge inférieur et un calibre de fusible interne réduit, on est sûr d’assurer la coordination sur tous les disjoncteurs du marché.
Il est difficile d’intégrer les fusibles dans les gros parafoudres (type 1), car on est obligé de choisir des fusibles de très fort calibre (les fusibles NH, de calibre 250 ou 315 A). Les tests doivent alors être menés avec ces fusibles extérieurs en déclarant des blocs fusibles complémentaires, à couteau, de calibre très élevé. Cette solution chère, encombrante a conduit Citel à développer des fusibles spéciaux dédiés aux parafoudres de type 1. Ils ont l’avantage d’être qualifiés en onde de foudre et d’avoir un dimensionnel réduit : la nouvelle gamme SFD (SPD Fusing Disconnector).
À propos du stockage d’énergie en batteries à haute énergie, en l’occurrence des conteneurs au sein desquels on stocke l’énergie produite par des éoliennes ou le photovoltaïque. La tension aux bornes de ces systèmes atteint 1 000 Vdc (voire plus), avec des courants de court-circuit jusqu’à 100 000 A. Leurs utilisateurs ont constaté des défaillances vis-à-vis des surtensions transitoires : une gamme particulière de parafoudres est proposée pour protéger ces ESS (Energy Storage Solutions).
Il est un autre domaine des énergies renouvelables sur lequel Citel renforce son offre : la protection des éoliennes. Des structures de grande hauteur exposées au foudroiement, protégées contre les impacts directs : il faut aussi protéger les appareillages électriques internes, les associer à des parafoudres de type 1 à forte énergie, mais aussi adaptées au réseau triphasé 690 V Citel a développé un nouveau produit, plus compact, dédié à cette application, basé sur sa technologie propriétaire VG (association d’éclateur spécifique et de varistances).
Citel continue par ailleurs à développer des parafoudres pour tous les autres types de réseaux, notamment ceux des télécoms. « Ainsi, nous avons développé un parafoudre pour réseau VDSL2, qui admet le débit le plus élevé sur réseau en cuivre. »

Doss124 3Qu’en est-il de Dehn ? Régis Reeb, directeur marketing, techniques et services, annonçait en 2020 une nouveauté importante, reprise en 2021 en raison de la pandémie : le parafoudre Blitzductorconnect pour les liaisons de données. Il protège les circuits de mesure, de contrôle et les bus de communication contre les dommages causés par la foudre et les surtensions. Avec la pandémie, les utilisateurs n’ont pas pu en découvrir les bienfaits : quand le parafoudre est hors service, le voyant en façade vire au rouge, mais le signal reste continu sur le bus de données. Le signal n’est plus coupé.
Ce voyant est essentiel pour la maintenance et les vérifications annuelles. En l’absence de ce voyant, il fallait jusqu’alors attendre la coupure du signal pour connaître l’état du parafoudre. « Les clients finals nous ont reproché le fait de couper le signal en fin de vie du parafoudre. Dehn a pris en compte la demande : désormais, le signal n’est plus coupé. Il n’y a plus de protection lorsque le parafoudre est hors service. Il suffit de changer la cartouche pour que la protection soit de nouveau efficace. »
En 2021, la nouveauté majeure est le développement d’une application baptisée Dehn-Select disponible sur trois supports : Web, IOS et Google, pour la sélection de parafoudres selon les normes en vigueur et les critères de l’installation électrique. Le client peut sélectionner ses parafoudres primaires, sur les tableaux secondaires, sur les équipements et les liaisons de communication et avoir une analyse normalisée NF C 15-100. Chaque sélection fournit les principales caractéristiques du parafoudre choisi, l’utilisateur consulte la fiche technique et la notice, qu’il reçoit par e-mail. Un outil complémentaire fournit la distance de l’orage le plus proche de l’utilisateur.

Doss124 5Les parafoudres Finder : des compléments de gamme. Ce sont des parafoudres basse tension de type 1, 1+2, 2 et de type 3, principalement en monophasé et en triphasé. « Nous avons aussi une gamme dédiée au photovoltaïque, ajoute Julien Bard, responsable technique. Finder propose également des parafoudres destinés à la protection des LED (modèles 7P31 et 7P32 placés dans des coffrets en pied de mat), avec une combinaison de varistor et d’éclateur à gaz. » Une nouvelle gamme de parafoudre type 1+2 est disponible avec un montage directement sur le jeu de barres des armoires électriques. Quant au 7P62, il est adapté à la protection de ligne de communication comme aux systèmes de protection contre l’incendie.

Doss124 4Les parafoudres de Mersen se retrouvent dans des applications liées au véhicule électrique et au stockage d’énergie, renfermant des éléments sensibles, coûteux, qui nécessitent un service sans faille. Voici d’abord, le parafoudre dédié au chargeur du véhicule électrique. Selon David Dumon Ruiz, marketing manager parafoudre, « le système EV-SPD a été testé pour protéger les éléments sensibles de la borne de recharge jusqu’à 20 kV. Bien au-delà de ce qu’impose la norme, car l’EV-SPD assure la tenue de plus de 200 impulsions, tout en continuant à protéger la charge. »
Seconde nouveauté : Terra ! Le parafoudre a besoin d’une bonne terre pour écouler le courant en cas de surtension. Un sémaphore tricolore indique l’état de la terre et sa capacité à écouler les surtensions, le sémaphore change de couleur et vire du vert à l’orange, puis au rouge en cas de difficulté. Ici, le Surge-Trap Terra avertit en cas de mauvaise connexion. En cas de coupure de câble, de travaux à l’extérieur ou en période de grande sécheresse, le voyant initialement vert vire au jaune, puis au rouge si la terre n’est pas en bonne condition. Par ailleurs, des codes de couleur clignotent de façon à savoir si le câblage est correct !

Doss124 6En route vers l’e-mobilité
En 2020, Phoenix contact a lancé la marque Charx qui regroupe les solutions techniques relatives à la mobilité électrique, notamment aux systèmes de recharge des véhicules électriques. On y trouve plusieurs gammes : Charx connect, puisque Phoenix Contact est fabricant de câbles, de prises de recharge rapides pour les véhicules électriques, de la prise sur la voiture elle-même… pour tous les marchés, bus, voitures, véhicules de chantiers.
Il y a aussi Charx power et l’électronique de puissance des bornes de recharge, le logiciel de gestion avec Charx manage, les contrôleurs de charge avec Charx control et les solutions de protection contre la foudre et les surtensions avec Charx protect. Une gamme de parafoudres est commercialisée pour les bornes de recharge : parafoudres de type 1, de type 2, monophasés, triphasés, triphasés + neutre… C’est donc une offre complète dédiée à ce marché.
Autre innovation et première mondiale : le parafoudre de type 2 qui se connecte sans outil grâce au push-in. Intéressant lorsque les tableautiers ou les installateurs font de l’intégration de parafoudres. Ils raccordent des câbles sans utiliser de tournevis et gagnent beaucoup de temps.
Les installations requises pour la signalisation ferroviaire nécessitent aussi d’être protégées contre la foudre. Les câbles de signalisation qui cheminent le long des voies dans les caniveaux peuvent être soumis au foudroiement. Des migrations technologiques s’imposent, notamment sur les postes d’aiguillage : modernisés, ils passent au numérique, utilisent des automates et nécessitent des protections, des parafoudres, afin d’assurer leur sécurité.

Doss124 7De son côté, Weidmüller, qui s’oriente vers les produits dédiés industrie 4.0, a développé un parafoudre pouvant communiquer dans le cloud et transmettre toutes ses données opérationnelles. Un intérêt certain pour les secteurs d’activité comme l’éolien, le photovoltaïque ou le bâtiment lors des campagnes de maintenance ou de contrôle : il suffit de relever les informations via une tablette, un smartphone ou un ordinateur. Les données opérationnelles du parafoudre sont transmises en Wi-Fi et acheminées dans le cloud classique ou un cloud propriétaire tel que Weidmüller Cloud Service, IBM Cloud ou AWS. Ce nouveau parafoudre Varitector PU IOT, est proposé avec de nouvelles cartouches débrochables. Une partie « com » permet de transmettre toutes les informations issues du parafoudre via le Wi-Fi. La protection des surtensions est limitée à 230-400 V. Les régimes de neutres associés sont les régimes TT, TNS et TNC. Également possible : les autotests et la récupération des informations sur l’état du parafoudre. D’autre part, une évolution de gamme de parafoudres de type 1 sera commercialisée prochainement. Cette gamme aura pour particularité de diviser par deux le volume du parafoudre, répondant ainsi à la contrainte de place dans les armoires électriques.

Doss124 8Flash sur les parafoudres terminaux
Avec l’explosion du télétravail et l’arrivée des orages, des problèmes climatiques, des épisodes de neige et de grands froids, il faut vraiment protéger les équipements multimédias personnels et professionnels, ce que traduit le succès des gammes de multiprises parafoudres, notamment celles qui sont ondulées. Elles se positionnent au cœur des problématiques de télétravail du fait de la box à protéger à la maison, du besoin d’une multiprise sur les bureaux, autour de la télévision ou des équipements multimédias, des consoles de salon, comme du home cinéma.
« La gamme Protection Box de multiprises parafoudres a été renouvelée en septembre 2019, avec un nouveau design et de nouvelles fonctionnalités », relate Stéphane Lacroix, product manager chez Eaton. Ce sont des multiprises (six ou huit prises, plus terre) dotées d’un parafoudre certifié IEC 61 643-11. Elles sont conçues pour protéger les équipements sensibles contre les surtensions et interférences. Une LED fournit des informations sur l’état du module de surtension. Nouveau ! Elles sont dotées de prises USB en plus des prises classiques permettant de recharger tout type d’appareils mobiles. Il est aussi un modèle compact (six prises) et une protection parafoudre pour les lignes téléphoniques (protection des box).

Doss124 9« Sous la marque APC by Schneider Electric, voici la gamme SurgeArrest de parasurtenseurs », annonce Elsa Mary, directrice ET Channel. Cette gamme s’étend depuis la prise 10 A, 230 V jusqu’à huit prises, avec de multiples options intermédiaires et la possibilité d’avoir en plus deux chargeurs USB, une protection téléphonique, une protection coaxiale. Au cœur de gamme SurgeArrest Essential, la prise PM5U-fr fournit une protection contre les surtensions pour les PC et les appareils électroniques domestiques. La prise est pourvue de deux LED qui permettent de connaître son état et de s’assurer que la mise à la terre est présente.
Sur la prise SurgeArrest Performance protégeant huit prises, se trouve un bouton ré-enclencheur pour réarmer le parafoudre s’il venait à déclencher. La prise offre une garantie de protection de l’équipement connecté jusqu’à 100 000 €, contre 50 000 et 75 000 € pour les prises Surge Arrest Essential.

Jean-Claude Festinger


En savoir plus (liens Internet) :

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