Un système de protection contre la foudre empêche qu’un impact direct ne touche la structure, mais la décharge frappe effectivement le paratonnerre. C’est pourquoi, après un impact, il est essentiel de vérifier minutieusement l’ensemble du système de protection contre la foudre, car l’intégrité de composants critiques (paratonnerre, conducteurs, connexions, prise de terre, etc.) peut être compromise. Suivre un protocole post-impact garantit le bon fonctionnement du système et le maintien de la protection de l’installation.
L’intégration de technologies intelligentes permettant de surveiller l’état du système à distance ajoute un niveau de sécurité supplémentaire, en anticipant les réparations au-delà des inspections visuelles et des vérifications périodiques.
Qu’est-ce qu’un système de protection contre la foudre ?
Par définition, un système de protection contre la foudre a pour objectif de capter la foudre, de conduire son courant en toute sécurité jusqu’à la terre, de le dissiper dans le sol et de protéger contre les effets secondaires de la décharge.
Les systèmes de protection contre la foudre distinguent deux types d’éléments : les éléments de protection externe et ceux de protection interne.
Les éléments de protection externe se composent généralement d’une ou plusieurs têtes captrices (paratonnerres), de deux conducteurs de descente ou plus, et d’un système de mise à la terre.
Système de protection contre la foudre : protection externe
Les paratonnerres à dispositif d’amorçage (PDA) se distinguent par la génération continue d’un traceur ascendant qui intercepte le traceur descendant de la foudre avant toute autre structure dans son rayon d’action. Lorsqu’un PDA anticipe davantage la création de ce traceur ascendant (c’est-à-dire qu’il possède un temps d’avance plus long), il parvient à capter le traceur descendant à une plus grande distance et protège ainsi une zone plus large. Le rayon de protection correspondant à chaque hauteur est déterminé en fonction du temps d’avance du paratonnerre et du niveau de protection requis pour chaque structure.
Les paratonnerres de la gamme DAT CONTROLER® d’Aplicaciones Tecnológicas S.A. intègrent la dernière technologie en dispositifs d’amorçage. De plus, le paratonnerre intelligent DAT CONTROLER® REMOTE dispose d’un autodiagnostic de la tête captrice et d’une communication via IoT des résultats pour garantir le bon fonctionnement de l’équipement.
Sur la descente du SPF, il est possible d’installer des dispositifs comme le compteur de foudre intelligent SMART LIGHTNING LOGGER d’Aplicaciones Tecnológicas S.A., qui envoie des alertes en temps réel lorsqu’une décharge de foudre est enregistrée sur la structure. En plus de l’alerte, le SMART LIGHTNING LOGGER recueille toutes les informations concernant la décharge.
Quant à la prise de terre, elle constitue un élément essentiel du système externe de protection contre la foudre, car elle est responsable de dissiper le courant de la décharge vers le sol de manière sécurisée. Son efficacité dépend de la conductivité du terrain, principalement électrolytique en raison des sels dissous dans l’eau qui l’humidifie. Ainsi, cette conductivité peut être améliorée en augmentant la capacité du sol à absorber et à retenir l’eau, ainsi qu’en augmentant la concentration de sels solubles.
Protection interne – Protection contre les surtensions
Un système interne de protection contre la foudre doit également inclure une installation adéquate de protection contre les surtensions, ainsi que d’autres mesures destinées à réduire les dommages (liaisons équipotentielles, blindages, etc.).
Bien que les surtensions transitoires puissent avoir diverses origines, les plus nuisibles proviennent des coups de foudre. Ces pics de tension, extrêmement brefs, atteignent les équipements via les réseaux d’alimentation électrique, de téléphonie, de télévision ou de transmission de données. La protection contre les surtensions garantit la continuité du service en réduisant à des niveaux acceptables les risques pour les personnes et les biens. Les dispositifs de protection contre les surtensions (DPS) restent inactifs tant que le signal électrique reste dans ses valeurs normales, mais réagissent immédiatement face aux pics transitoires en dirigeant le courant de la foudre vers la terre et en protégeant ainsi les équipements. Une fois le pic absorbé, le DPS retourne à son état de repos.
Il existe trois types de DPS :
- Type 1 : affrontent la décharge directe de la foudre et sont installés là où le courant et les effets électromagnétiques n’ont pas encore été atténués (tableaux principaux).
- Type 2 : agissent face aux effets indirects de la foudre, dans des points où l’énergie a déjà été atténuée (tableaux secondaires).
- Type 3 : protègent contre les surtensions résiduelles très faibles et sont placés aussi près que possible des équipements sensibles.
Impact d’un coup de foudre – Inspection visuelle après l’événement
Après un coup de foudre sur un paratonnerre, il est impératif de procéder rapidement à une inspection visuelle minutieuse de tous les composants visibles du système de protection contre la foudre. Cette vérification initiale a pour but de détecter les dommages évidents causés par l’intensité de la décharge. Il est recommandé de vérifier les points suivants :
- Pointe du paratonnerre : Vérifier qu’elle ne présente pas de déformations, de fusion partielle ou de marques de brûlure causées par l’impact. Le courant extrême du coup de foudre peut réchauffer la pointe du paratonnerre, et dans des cas graves, le matériau peut fondre en raison de la chaleur. Un paratonnerre endommagé doit être documenté et généralement remplacé par un modèle aux caractéristiques identiques..
- Structure et éléments mécaniques : revVérifier que le mât et ses fixations sont intacts et solides, sans desserrages ni corrosion excessive. L’impact du coup de foudre peut desserrer des supports ou endommager des ancrages. Il est important de vérifier l’état mécanique des colliers/attaches, des vis et des supports de montage, et de renforcer ou remplacer toute fixation défectueuse.
- Conducteurs de descente : Inspecter le conducteur de descente (le câble rond ou ruban plat reliant le paratonnerre à la prise de terre) sur toute sa longueur. S’assurer qu’il soit continu, sans ruptures ni sections brûlées. Lors de décharges très intenses, le cuivre peut surchauffer et perdre ses propriétés physiques (résistance mécanique ou conductivité). Vérifier également les pinces et colliers qui fixent le conducteur à la structure, pour s’assurer qu’ils ne sont pas cassés, desserrés ou corrodés. Toute pièce endommagée doit être remplacée.
- Liaisons équipotentielles : Vérifier toutes les connexions équipotentielles (par exemple, les liaisons avec d’autres masses métalliques de la structure). Ces connexions doivent être intactes et correctement serrées, sans signes de corrosion ni d’étincelles. Un impact peut provoquer des surtensions affectant ces liaisons, il est donc crucial de vérifier qu’il n’y a pas de dommages ou de séparations dans les liaisons qui égalisent les potentiels. Toute connexion desserrée doit être réajustée, et en cas d’observation de points d’arc électrique ou de zones carbonisées, ces éléments doivent être nettoyés ou remplacés.
- Dispositifs supplémentaires de l’installation : Si le système inclut des dispositifs tels que des compteurs de foudre (enregistreurs d’impacts) ou des éclateurs (gaps d’isolement), ils doivent aussi être vérifiés. Par exemple, lire le compteur de foudre pour vérifier s’il a bien enregistré la décharge et s’assurer qu’il fonctionne correctement. La présence d’un compteur de foudre permet de connaître le nombre de coups de foudre reçus par le système et d’aider à déterminer si des inspections supplémentaires sont nécessaires. De plus, toute voie de décharge ou dispositif similaire doit être inspecté pour vérifier qu’il n’a pas été endommagé par une décharge latérale.
Lors de cette inspection visuelle, il est important de documenter tout dommage ou toute anomalie (pièces manquantes, détériorations) par des photos et des notes détaillées. Tous les éléments extérieurs du paratonnerre doivent être vérifiés pour garantir leur intégrité et leur bon fonctionnement. En résumé, l’inspection visuelle vise à identifier les dommages physiques visibles sur le capteur, les conducteurs de descente et les liaisons, car ces éléments permettront de localiser les zones où les coups de foudre ont pu causer des dégâts.
Vérifications techniques et tests du système
Après une inspection visuelle, des tests techniques doivent être réalisés pour garantir le bon fonctionnement électrique du système. Ces essais comprennent la vérification de la continuité électrique, la mesure de la résistance de terre et le contrôle des dispositifs de protection associés :
- Vérification du dispositif d’amorçage (PDA) : À l’aide d’un ohmmètre ou autre instrument de mesure adapté, il convient de vérifier que le conducteur de descente présente une continuité électrique depuis la tête captrice jusqu’à la prise de terre, et que la résistance est faible (proche de zéro). Cela confirme que le chemin vers la terre n’a pas été interrompu. Selon les normes, la continuité des conducteurs doit être correcte en tout temps ; si une interruption ou une résistance anormale est détectée, cela peut indiquer des câbles cassés, des liaisons défectueuses ou des connexions desserrées dues à l’impact. Dans ce cas, les connexions doivent être réparées ou le tronçon de conducteur endommagé remplacé avant de remettre le système en service.
- Continuité électrique des conducteurs : Il est indispensable de mesurer la résistance de la mise à la terre du paratonnerre après la chute d’un coup de foudre. L’efficacité du système dépend de la dissipation rapide du courant de foudre dans le sol, ce qui nécessite généralement une résistance de terre faible. Dans la pratique, il est recommandé que la valeur de résistance de terre soit inférieure à 10 Ω (ohms). Après un orage, cette valeur peut avoir varié (en raison de changements dans l’humidité du sol, de la compaction, de dommages aux électrodes, etc.), il convient donc de la vérifier avec un telluromètre. Il est idéal d’utiliser la méthode des trois pointes (méthode de chute de potentiel) ou une autre méthode approuvée, en déconnectant temporairement la prise de terre principale pour la mesurer isolément. Si la résistance mesurée dépasse la valeur recommandée, il sera nécessaire de prendre des mesures : par exemple, améliorer le système de terre en ajoutant plus d’électrodes ou de piquets supplémentaires, en utilisant des additifs améliorant la conductivité du sol, ou en vérifiant les connexions des électrodes existantes. Dans les installations bien conçues, le réseau de terre comprend généralement des regards de visite ; il convient d’en profiter pour vérifier que les conducteurs et les jonctions aux piquets ne présentent pas de corrosion ni de signes de surchauffe. L’inspection périodique de la prise de terre est obligatoire dans de nombreux pays – au moins une fois par an – et toujours après un impact de foudre significatif
- Vérification des dispositifs de protection interne (DPS) : Si l’installation dispose de dispositifs de protection contre les surtensions (DPS) ou de parafoudres (dans le tableau électrique, sur les lignes de données, etc.), ceux-ci doivent être inspectés après l’orage. Même si la foudre a été interceptée par le paratonnerre, cela n’empêche pas les champs électromagnétiques d’induire des surtensions dans les lignes. Les DPS sont conçus pour dévier ces surtensions vers la terre, mais ils peuvent devenir inutilisables en le faisant. Il est important de vérifier qu’aucun DPS n’indique un défaut. Si un parafoudre montre un signe de défaillance, il doit être remplacé immédiatement, car il a perdu sa capacité à protéger. Cette inspection technique garantit que la protection interne de l’installation (équipements électroniques, systèmes de communication, appareils électroménagers, etc.) reste effective.
- Système d’alertes et compteurs de foudre : Si un système est installé, il est important de vérifier le compteur de foudre. Ces compteurs enregistrent le passage du courant de décharge lors d’un impact et leur lecture doit être notée pour avoir une trace de l’événement. De plus, certains systèmes intègrent des enregistreurs intelligents tels que le SMART LIGHTNING LOGGER d’Aplicaciones Tecnológicas S.A., qui envoie des alertes en temps réel lorsqu’un coup de foudre impacte la structure. Vérifier que ces systèmes d’alarme et de monitoring fonctionnent (par exemple, signal de communication IoT actif, enregistrements stockés correctement) assure que, à l’avenir, tout nouvel impact pourra être détecté et pris en charge rapidement.
En cas de dégradation ou d’anomalie détectée, les réparations nécessaires doivent être effectuées dès que possible pour rétablir l’efficacité du système. Il n’est pas acceptable de maintenir en service un paratonnerre avec des composants endommagés, car lors d’un prochain événement, il pourrait échouer dans sa fonction principale de protéger la structure où le système est installé. Par exemple, une tête captrice partiellement fondue a des pointes émoussées qui peuvent affecter sa capacité à capter le prochain coup de foudre ; un conducteur avec des sections réduites par la chaleur peut ne pas conduire le courant correctement ; une prise de terre avec une résistance élevée peut provoquer des étincelles dangereuses ou des dérivations non souhaitées. Chaque composant doit être, après réparation, dans des conditions équivalentes aux originales de conception pour garantir la sécurité
Normes et réglementations concernant la maintenance des systèmes de protection contre la foudre après un impact
La réglementation technique, tant internationale que nationale, établit la nécessité d’inspecter et d’assurer la maintenance des systèmes de protection contre la foudre de manière périodique, et tout particulièrement après une décharge directe de la foudre. Parmi les plus pertinentes, on trouve :
- UNE 21186:2011 (Espagne) – Protection contre la foudre : Paratonnerres à dispositif d’amorçage. Cette norme espagnole réglemente la conception, l’installation, la vérification et la maintenance des installations équipées de paratonnerres à dispositif d’amorçage (PDA). Elle s’applique fréquemment aux bâtiments où des paratonnerres actifs sont installés, en Espagne ainsi que dans d’autres pays. La norme UNE 21186 impose des vérifications périodiques de ces systèmes afin de garantir leur efficacité dans la protection des personnes et des biens, en détaillant des procédures d’inspection similaires à celles décrites (vérification de la tête captrice du PDA, des conducteurs de descente, de la prise de terre, etc.). Après un impact de foudre sur un paratonnerre PDA, la norme UNE 21186 indique qu’un contrôle complet du système doit être réalisé.
- Série UNE-EN IEC 62305 (Internationale) – Protection contre la foudre (Parties 1 à 4)
Il s’agit de l’adoption nationale de la norme internationale IEC 62305. En particulier, la Partie 3 (UNE-EN 62305-3) traite de la protection des structures contre les dommages physiques et contient des exigences relatives à l’inspection et à la maintenance des Systèmes de Protection contre la Foudre (SPF). Cette norme stipule qu’un SPF doit être inspecté à la fois périodiquement (en fonction du niveau de protection, voir ci-après) et chaque fois qu’il est suspecté d’avoir subi une décharge. La Partie 4 (UNE-EN 62305-4) porte sur la protection des systèmes électriques/électroniques internes, et inclut également des directives de maintenance afin de garantir que les réseaux de mise à la terre et les dispositifs de protection contre les surtensions (DPS) demeurent en bon état.
Conformément à la norme IEC 62305, il est obligatoire de procéder à une vérification de l’installation après tout impact de foudre connu sur la structure. Cette exigence se traduit notamment par la recommandation d’installer des compteurs de coups de foudre, qui signalent ces décharges. - NFPA 780 (États-Unis) Norme pour l’installation des systèmes de protection contre la foudre.
Bien qu’il s’agisse d’une norme américaine, elle constitue une référence internationale. La NFPA 780 recommande des inspections périodiques des paratonnerres afin de garantir leur intégrité. En particulier, elle suggère qu’à la suite de forts orages électriques ou de décharges directes, une inspection exceptionnelle du système soit effectuée. Elle indique également qu’une inspection doit avoir lieu après toute modification de la structure protégée ou si des composants endommagés ont été identifiés. La philosophie de la NFPA 780 est préventive : au minimum, une inspection visuelle annuelle et une vérification complète tous les quelques années, afin de garantir que le système continue à répondre à la norme en vigueur. Bien que la NFPA 780 ne soit pas obligatoire en dehors des États-Unis, de nombreux de ses critères (par exemple : inspection après un impact de foudre, continuité des conducteurs, utilisation de composants certifiés/listés) sont considérés comme de bonnes pratiques adoptées à l’échelle mondiale
- Réglementation espagnole et européenne complémentaire : En Espagne, le Code Technique de la Construction (CTE), dans son Document Fondamental SUA-8, établit la nécessité de limiter le risque associé à la foudre au moyen d’installations appropriées, ce qui implique également de maintenir ces installations en conditions de sécurité. Le Règlement Électrotechnique de Basse Tension (REBT) et ses guides techniques mentionnent la protection contre les surtensions et les dérivations à la terre, exigeant que les installations électriques (y compris les systèmes de mise à la terre) offrent un haut niveau de sécurité et soient correctement entretenues. De plus, il existe des normes européennes spécifiques aux composants, comme la série UNE-EN 62561, qui fixent les exigences relatives aux pièces de connexion, conducteurs, électrodes de terre, compteurs de coups de foudre, etc., assurant ainsi leur qualité et leur résistance aux décharges. L’ensemble de ces normes constitue un cadre réglementaire qui souligne l’importance de vérifier que tous les éléments du Système de Protection contre la Foudre (SPF) soient en bon état, par le biais d’un entretien préventif continu..
- Fréquence des inspections selon le niveau de protection : Les normes techniques définissent souvent des intervalles maximaux entre les inspections. Par exemple, le guide de l’IEC 62305 suggère que pour les systèmes de niveau I ou II (risque élevé), des inspections visuelles annuelles et des vérifications complètes tous les deux ans soient réalisées, tandis que pour les niveaux III-IV, des inspections visuelles tous les deux ans et complètes tous les quatre ans sont admises. Cependant, après un impact de foudre, ces inspections doivent être immédiatement anticipées. Dans la pratique, de nombreuses normes nationales (y compris la norme espagnole) exigent au minimum une inspection annuelle, et systématiquement une après tout impact de foudre ou après toute modification structurelle du bâtiment. Ne pas effectuer ces révisions peut signifier que le système ne respecte pas les conditions de sécurité requises, avec le risque conséquent et d’éventuelles implications juridiques en cas de dommages causés par la foudre sur un système négligemment entretenu
Pour toutes questions concernant la maintenance des paratonnerres ou les actions à entreprendre après un impact de foudre, vous pouvez nous contacter en cliquant ici.
Si vous le souhaitez, vous pouvez également assister à l’une de nos formations en ligne gratuites sur la protection contre la foudre, disponibles sur notre page de webinaires.
