Les coups de foudre sont de puissantes décharges électriques atmosphériques qui peuvent représenter un grand danger selon l’endroit où elles frappent. Sans une protection et une prévention adéquate, ces décharges constituent un risque pour les personnes, les animaux, les bâtiments et les équipements électriques et électroniques, et provoquent des catastrophes environnementales. Bien qu’il soit impossible de les prévenir, il existe des détecteurs d’orages qui émettent les alertes nécessaires pour permettre de réagir et de prendre des mesures préventives.
La mise en place de mesures de prévention et de protection contre la foudre a permis de réduire continuellement le nombre de personnes tuées ou blessées par la foudre. Les mesures préventives sont des actions temporaires qui sont mises en place lorsqu’une alerte au risque de foudre est reçue et sont désactivées une fois le danger passé. Ces mesures, en plus d’améliorer la prévention des risques professionnels, contribuent à protéger les actifs et à réduire les coûts. Cependant, tous les systèmes de détection d’orage ne sont pas identiques : la mise en place de fonctionnalités Smart, le nombre et la technologie utilisés par les capteurs ou le contrôle à distance par des experts sont des éléments de différenciation clairs qui marquent l’efficacité des alertes.
De l’efficacité de la technologie à double capteur aux raisons pour lesquelles une étude du terrain est nécessaire, voici les cinq principales questions auxquelles ont répondu les spécialistes d’Aplicaciones Tecnológicas sur la détection locale des orages électriques
1. Quelle différence existe-t-il entre la mesure du champ électrostatique et celle du champ électromagnétique dans la détection des orages ?
Les capteurs de champ électrostatique mesurent la variation du champ électrostatique ambiant, qui est le seul indicateur direct et sans ambiguïté du risque réel d’orage. Par conséquent, selon la norme IEC 62793:2020, ce sont les seuls capteurs qui détectent toutes les phases d’un orage, depuis sa formation sur la zone jusqu’à sa dissipation. Ainsi, ils émettent l’alarme de risque avec un délai suffisant pour prendre des mesures préventives.
Les détecteurs d’orages basés sur le champ électromagnétique mesurent les radiations électromagnétiques produites par la foudre. En d’autres termes, ils ont besoin d’une première décharge pour émettre une alerte. Ces systèmes sont par conséquent utiles pour l’analyse des événements passés, mais ne sont pas toujours adaptés aux mesures préventives, par exemple lorsque la première décharge se produit directement sur l’objectif. Dans ce cas particulier, les détecteurs basés sur les champs électromagnétiques n’émettront pas d’alerte de risque, alors que les capteurs basés sur les champs électrostatiques auront émis une alerte suffisamment à l’avance.
D’autre part, les détecteurs basés sur le champ électromagnétique fondent leur alerte de non-risque sur un temps prédéterminé après la dernière décharge. Toutefois, il est possible que le risque soit toujours présent et qu’une décharge se produise immédiatement après. L’inverse peut également être le cas, c’est-à-dire que le temps d’arrêt peut avoir été trop long, car l’orage s’est éloigné ou s’est dissipé avant.
En revanche, la mesure objective du champ électrostatique permet un arrêt uniquement pendant le temps nécessaire, car les variations du champ électrostatique ambiant correspondent au risque réel d’orage électrique dans la zone.
2. À quelle distance la foudre doit-elle frapper pour qu’un système de détection d’orages donne l’alerte ?
Le système ATSTORM® dispose d’un capteur basé sur le champ électromagnétique en complément du capteur de champ électrostatique sur lequel sont basées les alertes du risque foudre. Ce capteur basé sur le champ électromagnétique permet de monitorer l’approche d’orages actifs jusqu’à un rayon de 40 kilomètres. De cette manière, la zone de surveillance est étendue et il est possible de définir un état de pré-alerte pour les orages actifs éloignés qui s’approchent de la cible à protéger.
Toutefois, selon la norme IEC 62793:2020, la mesure du champ électrostatique est le seul indicateur direct et sans ambiguïté du risque réel de foudre avant qu’une décharge ne se produise. Dans la zone de 20 km, le système de détection des orages ATSTORM® mesure le champ électrostatique ambiant, déterminant le risque en fonction de cette mesure et non de la distance à laquelle se sont produits les coups de foudre. La distance n’est pas un facteur pour déterminer le risque dans la zone à protéger.
Cependant, avant l’installation d’un système de détection d’orages, il est indispensable de réaliser une étude préalable du lieu afin de proposer une solution adaptée.
3. Pourquoi plusieurs unités de détection sont-elles nécessaires ?
Avec un seul capteur, on aurait l’information d’un seul point, avec un système basé sur la lecture de points spécifiques, il est possible d’obtenir une alerte valable pour toute la zone à protéger.
La lecture des capteurs environnementaux, basée à la fois sur le champ électromagnétique et le champ électrostatique, peut être perturbée par tout élément extérieur en dehors du paramètre à mesurer. L’installation d’unités de détection redondantes est nécessaire pour minimiser ces interférences et augmenter la précision et la fiabilité des mesures. De plus, comme dans le cas du système de détection d’orages ATSTORM®, la redondance des unités contribue à améliorer les critères d’alerte en termes de précision et d’exactitude.
Ainsi, la stratégie d’installation du système ATSTORM® se compose de plusieurs unités de détection, dont le nombre et l’emplacement sont déterminés en fonction du lieu à protéger, de ses dimensions et du calcul du risque. La redondance des unités de détection ATSTORM® permet d’obtenir une alerte homogène valable pour toute la zone cible, grâce à l’auto-compensation équilibrée des valeurs obtenues, qui garantit une précision exceptionnelle.
4. Pourquoi une étude préliminaire est-elle nécessaire avant d’installer un système de détection d’orages ?
- Dimensions de la zone
- Infrastructures présentes
- Orographie
- Climatologie
Il est également important de connaître les actions préventives requises pour adapter les ajustements des équipements, ainsi que les systèmes d’alerte nécessaires.
5. Où les capteurs doivent-ils être installés ?
Les capteurs d’un détecteur d’orages doivent être installés dans un endroit surélevé, loin de tout élément susceptible de perturber le champ électrostatique.
S’il y a des éléments plus hauts à proximité, il est nécessaire de s’éloigner de deux fois la différence de hauteurs. En cas d’installation sur des bâtiments, il convient d’éviter les angles de ces derniers.
Capteurs gérés à distance via l’IoT
En plus de la technologie à double capteur, le système expert de détection locale d’orages ATSTORM® d’Aplicaciones Tecnológicas est géré à distance par des experts via l’IoT (Internet of Things) et fait partie de la gamme Smart Earthing and Lightning Solutions.
Ainsi, en envoyant les données à un serveur centralisé, il est possible de modifier les algorithmes de l’alerte pour améliorer les performances de cette dernière, de croiser les données avec d’autres sources pour améliorer le système, d’adapter les algorithmes aux changements qui peuvent survenir sur le site et de surveiller l’état des équipements pour une maintenance prédictive.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la détection locale d’orages et sur le fonctionnement de l’ATSTORM®, vous pouvez nous contacter au lien suivant et télécharger gratuitement l’ ebook Gestion avancée du risque de foudre
Vous pouvez également assister à l’un de nos webinaires sur la détection d’orages en cliquant sur le lien suivant.