Qu’est ce qu’un parafoudre ?
Le parafoudre est aussi appelé parasurtenseur, et dans les 2 appellations il reste un dispositif sécuritaire protégeant vos installations et vos appareils électriques contre les surtensions engendrées par la foudre principalement. Cette définition distingue le produit d’un simple paratonnerre bien entendu.
Les appareils électroniques sont effectivement très fragiles et un excès de tension peut être destructeur pour la plupart d’entre eux.
A quoi sert un parafoudre ?
Un parafoudre fonctionne comme un interrupteur : au-delà d’un certain seuil de tension, il laisse s’échapper le courant électrique vers la terre et évite de cette façon qu’il ne réussisse à se frayer un chemin au cœur de vos différents appareils électriques, quand ils sont raccordés au réseau électrique.
Le parafoudre est quasi obligatoire dans les régions les plus susceptibles de développer des foyers orageux, dans les régions où la densité de foudroiement est supérieure à 2,5 Ng (le mesure du niveau de foudroiement, bien qu’il existe également le kéraunique ou Nk). Cela concerne principalement les départements du Sud Est et du Sud Ouest de la France, ainsi que la Corse.
Il s’installe dans le tableau électrique uniquement si celui-ci comprend un disjoncteur différentiel. L’installation d’un parafoudre rend par contre obligatoire l’installation d’un disjoncteur divisionnaire.
De quoi se compose un parafoudre ?
Selon le modèle, un parafoudre se compose soit :
- d’éclateurs à gaz ou à air
- de varistances
- de diodes TVS ou Zener, auquel cas il s’agit là de modèles de haute qualité
Les éclateurs se composent d’électrodes (appelés cathode et anode) placées les unes en face des autres, soit d’un gaz soit d’air ambiant. A partir d’un certain seuil, l’air ou le gaz ne suffisent plus à isoler les électrodes. Un champ magnétique se crée entre elles. La surtension est redirigée vers la terre et un arc électrique se forme. C’est alors qu’un cône d’amorçage coupe le court-circuit produit lors de la surtension.
Les varistances voient leur impédance chuter, ce qui permet l’évacuation de la surtension. Les varistances reprennent leur état normal lorsque la tension redevient correcte. Lorsqu’elles sont traversées par une surtension, les varistances « vieillissent » et chauffent. C’est pourquoi elles sont le plus souvent équipées de déconnecteurs thermiques.
Les diodes TVS (pour Transient Voltage Suppressor) ou Zener ont un fonctionnement semblable aux varistances, mais elles offrent une meilleure protection. En effet, leur temps de réponse est très faible. Leur durée de vie est presque illimitée. S’il survient une surtension plus forte que celle prévue lors de leur conception, les diodes se mettent alors en court-circuit, définitivement.
Le paratonnerre et les normes électriques
Selon la norme française NF C 15-100, il est impératif d’installer des parafoudres dans les bâtiments :
- équipés de paratonnerres
- qui se trouvent dans des départements à haut risque orageux et dont la ligne d’alimentation est aérienne, que ce soit entièrement ou partiellement
- avec services médicalisés, ou équipés de systèmes de sécurité contre les incendies par exemple.
Si un parafoudre est installé sur un circuit de puissance, la norme recommande d’en installer également un sur les circuits de communication comme les lignes téléphoniques.
Les surtensions ont différentes causes
La foudre peut engendrer des surtensions, mais elle n’est pas la seule cause du souci. Une surtension peut aussi être générée par de l’équipement industriel.
Les surtensions appelées surtensions transitoires ont 4 origines principales :
- la foudre comme vu précédemment
- les surtensions industrielles ou de manœuvre
- les surtensions électrostatiques (ou ESD)
- les impulsions électromagnétiques nucléaires (ou IEMN)
La différence tient dans leurs amplitudes, leurs énergies, leurs formes ou encore la fréquence à laquelle les surtensions peuvent arriver.
Les surtensions industrielles sont causées par la mise en route, ou par l’interruption de puissances électriques. Les surtensions industrielles peuvent être causées par :
- le démarrage de moteurs ou de transformateurs
- des starters d’éclairage
- une commutation de réseaux d’alimentation
- un « rebond » d’interrupteur dans le circuit inductif
- le fonctionnement du fusible ou du disjoncteur
- la chute de lignes
Ce sont des phénomènes plus que fréquents, presque redondants. Ils peuvent entraîner des surtensions transitoires de plusieurs kV, ce qui perturbe les équipements de réseaux où est connecté le système posant le problème.
Mise à jour de l’article : Mars 2024
L’importance accrue de la protection contre les surtensions dans le contexte actuel
Dans le contexte actuel, marqué par une augmentation des équipements électroniques sensibles et une fréquence accrue des phénomènes météorologiques extrêmes, la protection contre les surtensions revêt une importance accrue. Les surtensions, souvent causées par la foudre ou des variations soudaines dans le réseau électrique, peuvent endommager gravement les appareils électriques et les systèmes informatiques. La sécurisation des installations électriques avec des parafoudres adéquats est donc essentielle pour prévenir les pertes matérielles et assurer la continuité des activités, particulièrement dans les zones à haut risque orageux.
Nouveautés dans le Domaine des Parafoudres
Les dernières innovations dans le domaine des parafoudres incluent des améliorations significatives en termes de technologie et de performance. Les nouveaux modèles offrent une meilleure réactivité face aux surtensions, une capacité de décharge plus élevée et une durée de vie prolongée. Les fabricants ont également intégré des fonctionnalités intelligentes, telles que des indicateurs d’état et des modules de communication, permettant une surveillance en temps réel et une maintenance prédictive. En comparaison avec les anciens modèles, les parafoudres actuels offrent une protection plus robuste et plus fiable, adaptée aux exigences des installations modernes.
Installation et Normes
La mise à jour des normes d’installation des parafoudres, telles que la norme française NF C 15-100, impose des critères stricts pour assurer une protection efficace et conforme. Il est impératif de suivre ces directives lors de l’installation de parafoudres, notamment en ce qui concerne leur emplacement, leur raccordement à la terre et leur intégration au sein du système électrique. Pour une installation conforme et sécurisée, il est conseillé de faire appel à des professionnels qualifiés et de respecter les préconisations du fabricant. Une attention particulière doit être portée à la vérification régulière de l’état du parafoudre et à son remplacement en cas de dégradation ou après une décharge importante.
Retours d’Expérience
Dans différents contextes, l’application des parafoudres a prouvé son efficacité. Par exemple, dans les régions agricoles exposées à de fréquentes tempêtes, l’installation de parafoudres a significativement réduit les dommages aux équipements de contrôle et d’irrigation. Des entreprises de télécommunications rapportent également une diminution des pannes de service après avoir intégré des parafoudres dans leurs installations de transmission. Les témoignages d’utilisateurs soulignent l’importance de choisir des solutions adaptées à leurs besoins spécifiques et mettent en avant la tranquillité d’esprit obtenue grâce à une protection efficace contre les surtensions.
Maintenance et Surveillance
La maintenance régulière des parafoudres est essentielle pour garantir leur fonctionnement optimal. Les inspections périodiques permettent d’identifier et de remplacer les composants usés ou endommagés. Les nouvelles technologies, comme les systèmes de surveillance à distance, offrent la possibilité de suivre en temps réel l’état et la performance des parafoudres, facilitant ainsi la maintenance prédictive et évitant les pannes inattendues. Ces systèmes peuvent alerter les utilisateurs en cas de défaillance imminente, permettant une intervention rapide pour maintenir la protection.
Sécurité et Prévention
Pour maximiser la sécurité électrique, il est conseillé d’installer des parafoudres à tous les points d’entrée de l’énergie et des signaux dans le bâtiment. Il est également important de s’assurer que tous les composants du système électrique sont correctement mis à la terre. Les mesures préventives incluent la réalisation d’audits énergétiques réguliers pour identifier les risques potentiels et l’adoption de bonnes pratiques, comme la déconnexion des appareils sensibles pendant les orages. Enfin, la sensibilisation et la formation des utilisateurs sur les risques liés aux surtensions et les bonnes pratiques de protection sont requises pour réduire le risque de dommages.
Perspectives d’Avenir
Les évolutions attendues dans le domaine des parafoudres se concentrent sur l’intégration de technologies plus avancées et la personnalisation des solutions de protection. L’avenir verra probablement l’émergence de parafoudres plus intelligents, capables de communiquer en temps réel avec les systèmes de gestion de bâtiment et d’ajuster leur performance en fonction des conditions météorologiques et de l’état du réseau électrique. Par ailleurs, l’impact potentiel des changements climatiques, qui pourraient augmenter la fréquence et l’intensité des orages, rend la protection contre la foudre encore plus importante. Les systèmes de protection devront s’adapter pour faire face à ces nouvelles conditions, nécessitant des innovations constantes dans le secteur.
Conclusion
La protection contre les surtensions et la foudre est un aspect essentiel de la sécurité électrique, particulièrement dans un contexte où les équipements sont de plus en plus sensibles et où les conditions météorologiques deviennent imprévisibles. Les avancées technologiques dans le domaine des parafoudres offrent des solutions plus efficaces et adaptées aux besoins actuels. Les propriétaires de bâtiments, les gestionnaires de réseau et les particuliers doivent rester informés des meilleures pratiques et des dernières technologies disponibles pour protéger leurs installations et équipements. L’adoption de ces pratiques et technologies n’est pas seulement une mesure de précaution, mais un investissement dans la continuité des activités et la sécurité des personnes. En se préparant adéquatement, on peut minimiser les risques et garantir une protection efficace contre les surtensions et la foudre.