Guide complet de conception d’un système intégral de protection contre la foudre

La foudre est l’un des phénomènes naturels les plus destructeurs. Il est donc essentiel de protéger les personnes, l’environnement et les infrastructures de ses effets, mais aussi de garantir la continuité des services et de sauvegarder les biens matériels et culturels. Un système de protection contre la foudre a pour objectifs de capturer 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 foudre.

Les normes de protection contre la foudre définissent les procédures de calcul de l’indice du risque d’une structure afin de déterminer la nécessité d’installer un système de protection contre la foudre (SPF) et le niveau de protection qu’il doit fournir.

Le niveau de protection contre la foudre d’un SPF tient compte à la fois des paramètres du courant de la foudre et de la probabilité de ne pas dépasser les valeurs de conception maximale et minimale en cas d’orage électrique. Ces valeurs maximales et minimales sont utilisées pour le dimensionnement des éléments du SPF (épaisseur des feuilles métalliques, capacité de courant des parafoudres, distances de séparation contre les étincelles dangereuses), pour les paramètres d’essai et pour le positionnement des capteurs du SPF.

Nous vous proposons ci-dessous un guide pour la conception d’un système intégral de protection contre la foudre, sur la base des produits recommandés par Aplicaciones Tecnológicas S.A.

Système externe de protection contre la foudre

Un système externe de protection contre la foudre se compose d’une ou plusieurs têtes captrices, de deux ou plus de conducteurs de descente et d’un système de prise de terre.

Capture : Paratonnerres DAT CONTROLER®

Les paratonnerres à dispositif d’amorçage (PDA) se caractérisent par l’émission d’un traceur ascendant de manière continue afin d’intercepter le traceur descendant de la foudre avant tout autre élément dans son rayon de protection. Un PDa avec une plus grande anticipation dans la formation du traceur ascendant (plus grand temps d’avance dans l’amorçage), capture le traceur descendant à une plus grande distance, protégeant une plus grande zone. Le rayon de protection d’un paratonnerre pour chaque hauteur est calculé avec le temps d’avance du paratonnerre et le niveau de protection contre la foudre (Code Technique de la Construction, CTE ; la norme UNE 21186 ; NF C 17-102 et NP 4426).

Le niveau IV est le moins restrictif, ce qui signifie que, bien qu’il intercepte les coups de foudre à courant élevé, il se peut qu’il ne capture pas les coups de foudre à courant faible. Le niveau I considère des conditions plus restrictives et plus sûres pour les capteurs, permettant ainsi d’intercepter les coups de foudre à faible courant. Il doit également être capable de résister aux effets de coups de foudre de grande énergie.

Les paratonnerres DAT CONTROLER® d’Aplicaciones Tecnológicas S.A. sont équipés de la dernière technologie en matière de dispositif d’amorçage. De plus, le paratonnerre intelligent DAT CONTROLER® REMOTE dispose d’un autodiagnostic de la tête captrice et d’une communication via IoT du résultat afin de garantir le bon fonctionnement de l’équipement.

Conducteurs de descente et accessoires

Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispose de tous les accessoires nécessaires pour les conducteurs de descente, ainsi que des mâts pour la tête captrice et autres éléments. Parmi les accessoires, il convient de distinguer les compteurs de foudre, lesquels constituent des outils utiles pour déterminer si une installation a été frappée par la foudre. Le compteur intelligent ATLOGGER REMOTE surveille par ailleurs l’activité électrique du conducteur de descente, détermine les caractéristiques des coups de foudre et utilise la communication IoT pour transmettre les données en temps réel.

Prises de terre

La prise de terre est un élément indispensable du système externe de protection contre la foudre, chargé de disperser le courant de la foudre dans le sol. Le bon fonctionnement de la mise à la terre dépend de la conductivité du sol. Cette conductivité est principalement de nature électrolytique en raison des sels dispersés dans l’eau qui l’imprègne. Il est donc possible de l’augmenter en améliorant la capacité d’absorption et de rétention d’eau et en augmentant la concentration de sels solubles.

L’électrode dynamique APLIROD® réduit progressivement la résistivité du sol environnant en fournissant des ions libres. APLIROD® absorbe l’humidité ambiante pour se répandre dans le sol aux alentours.

Nous proposons également du gel améliorateur de la conductivité du sol, CONDUCTIVER PLUS. Il contient une base électrolytique qui augmente la conductivité et la capacité d’absorption et de rétention de l’eau. C’est un gel peu soluble et très hygroscopique, particulièrement recommandé pour les sols pierreux.

Dans les sols à haute résistivité ou les industries qui exigent une résistance de mise à la terre basse (comme la mise à la terre des installations informatiques, les équipements de radiofréquence, les centres de transformation, etc.), le ciment conducteur APLICEM est capable d’augmenter la surface conductrice de l’électrode, en la maintenant indéfiniment.

De plus, la soudure exothermique ou aluminothermique est recommandée pour l’interconnexion des conducteurs, car les liaisons moléculaires permettent une mise à la terre efficace et durable. Avec son format novateur de tablettes rondes, ses initiateurs électroniques et son allumage à distance, APLIWELD® Secure+ est la soudure exothermique la plus efficace et la plus sûre du marché. Divers moules, pinces et accessoires sont disponibles dans notre catalogue.

Système interne de protection contre la foudre

Un système interne de protection contre la foudre doit comporter un système de protection contre les surtensions adapté ainsi que d’autres éléments destinés à minimiser les effets destructeurs de la foudre (liaisons équipotentielles, blindages, etc.).

Bien que les surtensions transitoires puissent avoir différentes origines, les plus destructrices sont celles causées par la foudre. Ces surtensions de très courte durée sont introduites dans les équipements par les lignes d’alimentation électrique, de téléphone, de télévision ou de transmission de données. La protection contre les surtensions maintient la continuité du service en réduisant la probabilité d’incidents de sécurité à un niveau acceptable pour les personnes et les biens. Les dispositifs de protection contre les surtensions (SPD ou DPS) se caractérisent par le fait qu’ils sont inactifs lorsque le signal électrique est normal, mais qu’ils répondent instantanément aux pics de surtension transitoires, conduisant le courant de foudre à la terre et protégeant les équipements. Une fois la surtension absorbée, le DPS retourne à son état de veille. Les types de DPS sont les suivants:

  • Type 1 : protègent contre les effets de la décharge directe de la foudre, ils sont donc installés dans des endroits où les courants et les effets électromagnétiques de la foudre ne sont pas atténués (tableaux principaux).
  • Type 2 : protègent contre les effets secondaires de la foudre, ls sont installés dans des endroits où les courants et les effets électromagnétiques de la foudre sont déjà atténués (tableaux secondaires).
  • Type 3 : protègent contre des surtensions déjà très amorties, laissant des tensions résiduelles très faibles. Ils sont installés à proximité des équipements à protéger.

protection contre la foudreprotection contre la foudreprotection contre la foudreLa protection des lignes d’alimentation électrique peut être réalisée grâce aux parafoudres des séries ATSHOCK, ATSHIELD, ATSUB, ATCOVER et ATCOMPACT d’Aplicaciones Tecnológicas S.A. Les parafoudres ATSHOCK sont de type 1 et doivent être utilisés en combinaison avec les séries ATSUB et/ou ATCOVER. La série ATSHIELD sont des parafoudres de type 1+2, qui absorbent le courant direct du coup de foudre en laissant de faibles tensions résiduelles. La série ATSUB comporte des dispositifs de protection 1+2, 2 et 2+3. Les dispositifs de protection ATCOVER sont de type 2+3. D’autre part, la série ATCOMPACT permet de combiner tous les dispositifs de protection précédents à l’intérieur d’une armoire déjà câblée, ce qui est particulièrement utile pour les tableaux de distribution ne disposant pas d’un espace suffisant.

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De manière plus spécifique, la série ATPV est conçue et adaptée pour la protection des panneaux photovoltaïques, tandis que la série ATVOLT protège les lignes d’alimentation de tension continue.

Les dispositifs de protection de type 3 d’Aplicaciones Tecnológicas S.A. comprennent les séries ATSOCKET (installations internes d’alimentation électrique) et ATPLUG (pour les prises des lignes d’alimentation électrique). De plus, les séries ATFONO (lignes téléphoniques analogiques, ADSL, ISDN), ATLINE, ATLAN (lignes informatiques et réseau informatique interne RJ45), ATDB9 (lignes de données de type DB9) et ATFREQ (câbles coaxiaux) sont disponibles pour la protection des lignes de télécommunication et de transmission de données.

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Dispositifs de protection contre les surtensions permanentes

Bien que les surtensions permanentes ne soient pas causées par la foudre, leurs effets sont tout aussi destructeurs, c’est pourquoi Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispose de protections spécifiques contre celles-ci, ainsi que de protections combinées contre les surtensions transitoires et permanentes. Les surtensions permanentes ont pour origine des défauts ou des ruptures du neutre, ou des défauts dans les postes de transformation.

Nos dispositifs de protection contre les surtensions permanentes appartiennent à deux familles : IGA TEST et ATCONTROL. Les deux familles disposent de séries de dispositifs de protection exclusivement contre les surtensions permanentes et de dispositifs de protection combinés contre les surtensions permanentes et transitoires. La principale différence entre les familles IGA TEST et ATCONTROL est que la première incorpore un élément de coupure qui déconnecte la ligne lorsqu’elle détecte une surtension permanente.

Les séries IGA TEST COMPACT sont des modules compacts avec une protection contre les surtensions permanentes et transitoires de type 2. Les parafoudres IGA TEST SUB se composent d’un parafoudre IGA TEST contre les surtensions permanentes et d’un parafoudre ATSUB de type 2 contre les surtensions transitoires. Dans la série IGA TEST SUB 1, le parafoudre ATSUB est de type 1+2.

protection contre la foudreprotection contre la foudreprotection contre la foudreprotection contre la foudreprotection contre la foudreLes dispositifs de protection IGA TEST D ont le disjoncteur IGA à courbe de déclenchement la plus lente (courbe D). Ils sont recommandés pour les bâtiments à forte consommation (bureaux, hôtels, écoles ou cliniques) où un dispositif de protection IGA TEST pourrait déconnecter la ligne sans qu’une surtension permanente ne se soit produite.

Contrairement à la famille IGA TEST, les dispositifs de protection ATCONTROL peuvent être couplés à d’autres éléments de coupure : la version /B agit sur une bobine d’émission associée à un interrupteur magnétothermique (réenclenchement manuel) tandis que l’option /R agit sur un contacteur (capacité de réenclenchement automatique). Tous les parafoudres de la série ATCONTROL/R protègent contre les surtensions et les sous-tensions. Dans le cas de l’ATCONTROL/B, la série ATCONTROL/B PLUS serait nécessaire. La famille ATCONTROL ne comprend pas les éléments de coupure, à l’exception de l’ATCONTROL/R COMPACT (contient un contacteur dans le parafoudre lui-même), et des kits : KIT ATCONTROL/B, KIT ATCONTROL/B PLUS, KIT ATCONTROL/B D (incluant un magnétothermique).

protection contre la foudreprotection contre la foudreprotection contre la foudreATPLUG CONTROL est un parafoudre enfichable qui protège contre les surtensions et les sous-tensions permanentes et transitoires de type 3.

Nous disposons également d’un vérificateur de lignes de rail DIN qui contrôle les tensions de réseau triphasé, la fréquence du réseau et l’impédance de terre.

Aplicaciones Tecnológicas S.A. propose les technologies et les matériaux les plus avancés pour la conception d’un système complet de protection contre la foudre. Si vous souhaitez plus d’informations sur nos produits, veuillez contacter nos experts en cliquant sur le lien suivant.