La détection locale d’orages électriques permet de compléter et d’améliorer la protection permanente, car cette dernière ne peut pas éviter tous les effets de la foudre. La mise en place d’une protection permanente combinée à des mesures préventives permet de réduire continuellement le nombre de décès et de blessures causés par la foudre.
Les systèmes de protection contre la foudre n’offrent pas une sécurité totale : il est communément reconnu qu’aucun espace ne peut être complètement protégé contre la foudre. Même lorsque des dispositifs externes (paratonnerres) et internes (protection contre les surtensions ou parafoudres) sont présents dans une zone donnée, il est nécessaire de réduire le risque d’accident à un niveau jugé acceptable par les normes en vigueur1.
Les mesures préventives temporaires sont prises dès l’alerte d’un risque de foudroiement et sont désactivées une fois le danger passé. Parmi les mesures préventives qui peuvent être prises, figurent l’évacuation (déplacer ou maintenir les personnes dans un endroit sûr), la déconnexion de la ligne d’alimentation électrique, l’arrêt ou le report des activités dangereuses, l’alerte des équipes d’urgence (par exemple, les pompiers, le personnel de service de garde) et d’autres mesures temporaires spécifiques à chaque type d’industrie. La protection préventive ne remplace jamais la protection externe, mais la complète et la renforce. De plus, il existe des cas où la protection externe ne peut être installée, de sorte que la protection préventive peut être la seule option pour minimiser les risques et les conséquences de la foudre. Dans d’autres situations, même si la protection externe et la protection interne sont adéquates, des mesures supplémentaires sont quand même nécessaires. Dans ce qui suit, nous allons examiner plus en détail la norme IEC 62793:2020 « Protection contre la foudre – Système d’alerte aux orages « 2.
La protection préventive ne remplace en aucun cas la protection permanente, mais la complète en fournissant des informations en temps réel sur le risque de foudroiement.
Détecteurs d’orages : que dit la norme IEC 62793:2020?
La norme IEC 62793:2020 contient un guide d’application pour évaluer la nécessité d’installer un système de détection d’orages comme alerte pour déclencher des mesures préventives temporaires. Selon la norme, différents types de pertes doivent être pris en compte : les pertes de vies humaines ou les dommages causés aux personnes, les pertes économiques résultant des dommages aux biens, les pertes économiques dues à l’absence de continuité des services, et les pertes et dommages environnementaux. Dans la norme, les situations ci-après sont identifiées comme dangereuses:
- Concentrations de personnes dans des zones ouvertes pour des activités telles que maintenance, travaux, sports, compétitions, activités agricoles, élevage et pêche ou des événements de grand public.
- Parcs éoliens, parcs solaires de grande taille, lignes d’approvisionnement.
- Prévention de la santé et de la sécurité au travail.
- Sauvegarde des biens sensibles : systèmes informatiques, dispositifs de contrôle électrique ou électronique, systèmes d’alarme, de sécurité ou d’urgence.
- Pertes dans les opérations ou les processus industriels.
- Stockage, traitement et transport de substances dangereuses (inflammables, radioactives, toxiques ou explosives).
- Certains environnements ou activités présentant un risque particulier de décharges électrostatiques par exemple, les opérations des véhicules spatiaux et de vol.
- Services de base dont la continuité, la qualité ou le rétablissement rapide doivent être garantis : télécommunications, production, transport ou distribution d’énergie, services de santé ou d’urgence.
- Infrastructures : ports, aéroports, chemins de fer, routes, autoroutes, etc.
- Protection civile de l’environnement : prévention des incendies de forêt, des inondations, etc.
- Grands réseaux (par exemple, lignes d’approvisionnement en électricité, lignes de télécommunication).
- Effets sur les parties tierces (par exemple, les lignes d’alimentation électrique en raison d’un impact sur la sous-station les approvisionnant).
- Sécurité sur le lieu de travail (activités impliquant un risque sur le lieu de travail en cas d’orage).
De plus, la norme précise qu’un détecteur d’orages doit être utilisé lorsque la sécurité des personnes est compromise en cas de coup de foudre
La détection des orages électriques dans la zone à protéger complète la protection externe et interne en fournissant des informations en temps réel sur le risque de coups de foudre. Ceci est particulièrement utile pour les décideurs (État, administration locale, entreprises privées ou publiques) afin de protéger les personnes et les biens des effets nuisibles des orages électriques.
La norme IEC 62793:2020 traite de la nécessité d’installer un système de détection d’orages car la protection permanente ne peut pas empêcher tous les effets de la foudre.
La norme IEC 62793:2020 considère deux types de détecteurs : ceux se basant sur le champ électromagnétique et ceux se basant sur le champ électrostatique. Les seuls détecteurs capables de détecter toutes les phases de l’orage, de la phase initiale à la phase de dissipation, sont les capteurs de champ électrostatique. En effet, les détecteurs se basant sur le champ électromagnétique mesurent le rayonnement électromagnétique produit par les coups de foudre. Ils ont donc besoin d’une décharge pour pouvoir alerter du risque dans une zone. Une fois détectées, ils peuvent établir leur position et, en fonction de la distance par rapport à la cible à protéger, émettre une alerte au risque. Ce type de détecteur assume que d’autres nouvelles décharges vont se produire et que ces décharges vont continuer à se rapprocher, alors que ce n’est pas toujours le cas. Si la première décharge se produit au-dessus de la zone, soit parce que l’orage se forme directement au-dessus, soit parce qu’il s’approche sans produire de décharges, ces détecteurs ne fourniront pas d’alerte au danger et les mesures préventives ne pourront pas être déclenchées.
De plus, les détecteurs se basant sur les champs électromagnétiques présentent une limitation supplémentaire : ils ne sont pas en mesure de déterminer l’absence de risque lorsque l’orage se dissipe ou s’éloigne, car ils utilisent simplement un compte à rebours à partir de la dernière décharge détectée. Cependant, le risque peut être encore présent, avec un danger pour les vies humaines, ou peut avoir disparu avant le temps du compte à rebours prédéterminé.
Grâce à la mesure du champ électrostatique environnant réalisée par des capteurs de champ électrostatique, toutes les limitations évoquées précédemment pour les détecteurs se basant sur le champ électromagnétique sont éliminées.
Le détecteur d’orages ATSTORM®
ATSTORM® est un système local d’alertes pour la prévention du risque d’orages électriques qui détecte les orages électriques dans la zone. Contrôlé à distance par le personnel expert d’Aplicaciones Tecnológicas S.A., ce détecteur d’orages est le plus complet qui soit, résultat de plus de 15 ans d’expérience accumulée.
Ses alertes reposent exclusivement sur la mesure du champ électrostatique environnant, seul indicateur direct et sans ambiguïté du risque de foudre avant que ne se produise une décharge. ATSTORM® détecte toutes les phases de développement d’un orage telles que définies dans la norme IEC 62793:2020. En utilisant les variations de champ électrique produites par les orages se formant au-dessus de la cible et/ou les orages actifs jusqu’à un rayon de 20 km, la technologie ATSTORM® offre plusieurs minutes d’anticipation avant que le premier coup de foudre puisse être détecté par la lecture du champ électromagnétique. La mesure objective du champ électrostatique permet d’éviter les arrêts inutiles parfois produits par les détecteurs se basant sur le champ électromagnétique, et également d’ajuster le temps d’arrêt au strict nécessaire.
Le système d’alerte aux orages ATSTORM® détecte toutes les phases de développement des orages électriques, offrant ainsi un temps d’avance suffisant pour prendre les mesures préventives nécessaires.
Le système ATSTORM® intègre toutefois en complément un capteur électromagnétique permettant de surveiller l’approche de l’orage dans un rayon de 40 kilomètres. Ainsi, la zone de monitoring est étendue et un état de pré-alerte peut être défini pour les orages actifs éloignés s’approchant de la cible à protéger
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Références
- Horváth, T. Standardization of lightning protection based on the physics or on the tradition? J. Electrostat. 60, 265–275 (2004).
- International Electrotechnical Commission (IEC). IEC 62793:2020 Protection against lightning – Thunderstorm warning systems. International Standard (2020).