Comment installer un Paratonnerre à Dispositif d’Amorçage ?
Installer un Paratonnerre à Dispositif d’Amorçage permet de protéger un bâtiment (ou une zone) des effets directs de la foudre. Pour que la protection soit efficace, il convient d’installer un système de protection contre la foudre complet et conforme à la norme NF C 17-102 de 2011. Suivez nos conseils pour installer un Paratonnerre à Dispositif d’Amorçage en toute conformité.
Les composants d’un système de protection foudre (SPF) peuvent être divisés en huit catégories :
Le Paratonnerre à Dispositif d’Amorçage
Le rôle d’un Paratonnerre à Dispositif d’Amorçage (PDA) est de capter les impacts de foudre dans une zone donnée. Pour que cela soit possible, le paratonnerre doit être positionné comme le point le plus haut de la zone à protéger et être relié à la terre. Il convient d’installer le paratonnerre à au moins 2m au-dessus de tout élément. Pour un PDA il est souvent considéré d’augmenter sa hauteur pour capter la foudre plus haut et couvrir une zone plus grande.
Pour être en mesure d’installer un PDA efficacement, vous devez absolument connaitre le niveau de protection requis pour protéger le site en question. Pour cela, vous pouvez vous rapprocher de notre bureau d’études ou utiliser IONEXPERT 4000.
Une fois le niveau de protection déterminé, la sélection du paratonnerre à utiliser peut se faire à l’aide du tableau suivant (norme NF C 17-102:2011) :
Hauteur en m | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 10 | 15 | 20 | 30 | 45 | 60 | |
NIVEAU DE PROTECTION 1 | ||||||||||||
Modèles | PDA 15 µs | 13 | 19 | 25 | 32 | 32 | 34 | 35 | 35 | 34 | 24 |
|
PDA 25 µs | 17 | 25 | 34 | 42 | 43 | 44 | 45 | 45 | 44 | 37 | 21 | |
PDA 30 µs | 19 | 29 | 38 | 48 | 48 | 49 | 50 | 50 | 49 | 43 | 30 | |
PDA 45 µs | 25 | 38 | 51 | 63 | 63 | 64 | 65 | 65 | 64 | 60 | 51 | |
PDA 60 µs | 31 | 47 | 63 | 79 | 79 | 79 | 80 | 80 | 79 | 76 | 69 | |
NIVEAU DE PROTECTION 2 | ||||||||||||
Modèles | PDA 15 µs | 15 | 22 | 30 | 37 | 38 | 40 | 42 | 44 | 45 | 42 | 34 |
PDA 25 µs | 20 | 29 | 39 | 49 | 49 | 51 | 53 | 54 | 55 | 53 | 46 | |
PDA 30 µs | 22 | 33 | 44 | 55 | 55 | 57 | 58 | 59 | 60 | 58 | 52 | |
PDA 45 µs | 28 | 42 | 57 | 71 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 73 | 69 | |
PDA 60 µs | 35 | 52 | 69 | 86 | 87 | 88 | 89 | 89 | 90 | 89 | 85 | |
NIVEAU DE PROTECTION 3 | ||||||||||||
Modèles | PDA 15 µs | 18 | 27 | 36 | 45 | 46 | 49 | 52 | 55 | 58 | 60 | 58 |
PDA 25 µs | 23 | 34 | 46 | 57 | 58 | 61 | 63 | 65 | 68 | 70 | 68 | |
PDA 30 µs | 25 | 38 | 51 | 63 | 64 | 66 | 69 | 71 | 73 | 75 | 73 | |
PDA 45 µs | 32 | 48 | 64 | 81 | 81 | 83 | 85 | 86 | 89 | 90 | 89 | |
PDA 60 µs | 39 | 58 | 78 | 97 | 97 | 99 | 101 | 102 | 104 | 105 | 104 | |
NIVEAU DE PROTECTION 4 | ||||||||||||
Modèles | PDA 15 µs | 20 | 31 | 41 | 51 | 52 | 56 | 60 | 63 | 69 | 73 | 75 |
PDA 25 µs | 26 | 39 | 52 | 65 | 66 | 69 | 72 | 75 | 80 | 84 | 85 | |
PDA 30 µs | 28 | 43 | 57 | 71 | 72 | 75 | 78 | 81 | 85 | 89 | 90 | |
PDA 45 µs | 36 | 54 | 72 | 89 | 90 | 92 | 95 | 97 | 101 | 104 | 105 | |
PDA 60 µs | 43 | 64 | 85 | 107 | 107 | 109 | 111 | 113 | 116 | 119 | 120 | |
La norme NF C 17-102 de 2011 demande que le paratonnerre installé soit testable. Dans la pratique, il convient de choisir un modèle de paratonnerre qui soit testable à distance pour faciliter la procédure de test et éviter des non-conformités de la part des bureaux de contrôle.
Le système de fixation du paratonnerre
Le paratonnerre se fixe sur une hampe permettant d’atteindre la hauteur requise pour protéger la zone définie. Pour atteindre une hauteur de 5m, qui est la hauteur optimale (ratio rayon de protection / coût), des mâts emboitables permettent de rallonger la hampe de fixation. Attention lorsque la hauteur de l’ensemble dépasse les 6m nous conseillons fortement d’utiliser un kit d’haubanage.
Cet ensemble de hampe et de mâts rallonges doit ensuite être fixé en toute sécurité à la structure à protéger. Pour cela, plusieurs solutions existent :
Trépied à boulonner
Cerclage
Trépied autoportant
Pattes latérales
Pattes à sceller / boulonner
Plaque omega
Les conducteurs de descente
Le courant de foudre capté par le paratonnerre doit être conduit jusqu’à la terre pour être dissipé. Pour cela, la norme NF C 17-102 de 2011 prévoit que chaque paratonnerre soit relié à la terre par au moins deux conducteurs de descente. Ces conducteurs peuvent être spécifiques (voir tableau ci-dessous) ou dans certains cas reprendre tout ou partie de composants naturels déjà présents sur la structure. La base supérieure du conducteur doit être reliée directement sous le paratonnerre ou au pied du système de fixation du paratonnerre.
Liste des matériaux pouvant être utilisés comme conducteurs de descente (norme NF EN 62305):
| Matériau | Configuration | Section mm 2 |
|---|---|---|
| Cuivre Cuivre étamé | Plaque pleine | 50 |
| Rond plein b | 50 | |
| Torsadé b | 50 | |
| Rond plein c | 176 | |
| Aluminium | Plaque pleine | 70 |
| Rond plein | 50 | |
| Torsadé | 50 | |
| Alliage d’aluminium | Plaque pleine | 50 |
| Rond plein | 50 | |
| Torsadé | 50 | |
| Rond plein c | 176 | |
| Alliage d’aluminium à revêtement en cuivre | Rond plein | 50 |
| Acier inoxydable | Plaque pleine d | 50 |
| Rond plein d | 50 | |
| Torsadé | 70 | |
| Rond plein c | 176 | |
|
a Les caractéristiques mécaniques et électriques, ainsi que les propriétés de résistance à la corrosion doivent satisfaire aux exigences de la future série de la EN 50164. b 50 mm2 (diamètre de 8 mm) peut être réduit à 25 mm2 dans certaines applications où la résistance mécanique ne constitue pas une exigence essentielle. Il convient dans ce cas de prendre en considération la réduction de l’espacement entre les fixations. c Applicable aux tiges et aux électrodes de terre guidées. Pour les tiges pour lesquelles la contrainte mécanique telle que la charge due au vent n’est pas critique, une tige d’un diamètre de 9,5 mm et d’une longueur de 1 m peut être utilisée. d Si les considérations thermiques et mécaniques constituent des éléments importants, il convient alors de porter ces valeurs à 75 mm2. | ||
Le cheminement des conducteurs de descente doit toujours être le plus direct possible et de préférence à l’extérieur du bâtiment. Il convient qu’ils soient installés aussi droits que possible et avec des courbures arrondies au maximum (voir schéma ci-dessous).
Il convient également d’éloigner au maximum les conducteurs de descente les uns des autres, si possible en les disposant sur des façades opposées. Lorsque deux conducteurs sont sur une même façade, ces derniers doivent être espacés d’au moins 10m.
Les conducteurs doivent être fixés à la structure à protéger à raison de 3 attaches au mètre (soit 1 attache tous les 33 cm). Il est important de choisir des fixations adaptées au support et au matériau conducteur. La fixation peut se faire à l’aide des accessoires suivants :
Sur façade
Sur bardage
Sur tuiles
Sur toiture plate
Sur faîtage
Les conducteurs de descente doivent être connectés entre eux à l’aide de raccords spécifiquement prévus à cet effet et de nature identique au conducteur. Les conducteurs de descente ne doivent en aucun être percés.
Cas spécifiques :
- Dans le cas de la mise en place d’un paratonnerre sur une structure isolée (au sens de la norme) un seul conducteur peut être suffisant.
- Dans le cas d’un site protégé par plusieurs paratonnerres, les conducteurs de descente peuvent être mutualisés. Le nombre de conducteur doit toutefois être au minimum égal au nombre de paratonnerres.
Les bas de descente
On parle de bas de descente pour désigner la partie du conducteur de descente qui est à hauteur d’homme, au niveau de la terre. Plusieurs composants essentiels doivent obligatoirement s’y trouver :
Fourreau de protection
Le bas de descente doit être protégé sur au moins 2 m de haut contre les chocs à l’aide d’un fourreau de protection métallique pour éviter toute rupture du conducteur. Nous conseillons d’enterrer légèrement le fourreau (5 cm) afin de ne pas laisser de jour entre le sol et le fourreau.
Joint de contrôle (ou borne de coupure)
Chaque conducteur de descente doit pouvoir être déconnecté pour effectuer les mesures des prises de terre indépendamment du reste du système. Un joint de contrôle doit donc être installé au-dessus du fourreau de protection pour permettre cette déconnexion facilement.
Plaquette de signalisation
Il est également demandé d’installer un élément de signalisation pour avertir du danger de se trouver à proximité de l’installation en cas d’orage. Il convient d’installer une plaquette de signalisation par conducteur de descente, à hauteur d’homme.
Compteur d’impacts foudre
Un compteur d’impacts de foudre est un dispositif permettant d’enregistrer l’activité orageuse de l’installation en comptabilisant le nombre d’impacts subis par le paratonnerre. Ce compteur peut être installé sur le conducteur de descente au niveau du joint de contrôle. La présence d’un compteur de coups de foudre permet de déclencher une procédure de vérification et de maintenance en cas d’impact sur le paratonnerre.
Fourreau de protection
Joint de contrôle
Plaquette de signalisation
Compteur d’impacts foudre
Les prises de terre foudre
Installer un paratonnerre permet capter les impacts de foudre, mais il faut aussi mettre en place un système permettant de dissiper le courant dans le sol. Pour cela il faut que chaque paratonnerre soit relié à un système de mise à la terre grâce par des conducteurs de descente. Pour faciliter l’évacuation du courant de foudre, la résistance des prises de terre doit être la plus basse possible, et obligatoirement inférieure à 10Ω. C’est souvent l’aspect redouté par les installateurs de paratonnerres car il est souvent difficile d’estimer au moment du chiffrage si la résistance de la terre sera facile à faire baisser ou non au moment du chantier. Nous conseillons de mesurer la résistivité de la terre en amont d’un chiffrage d’installation.
La prise de terre de type A (ou « patte d’oie »)
Dans ce cas de figure, une prise de terre doit être réalisée pour chaque conducteur de descente. Les prises de terre de type A doivent toutes avoir une résistance inférieure à 10 Ω et comporter au moins deux électrodes.
Lorsqu’il est impossible d’atteindre une résistance inférieure à 10 Ω, la longueur totale des électrodes enterrées devra être d’au moins 160m en horizontal et 80m en vertical pour le niveau de protection I et d’au moins 100m en horizontal et de 50m en vertical pour les autres niveaux de protection (la longueur des électrodes verticales est égale à 2). L’utilisation de grilles de terre (conforme 62561-2) est ici la meilleure solution.
Les conducteurs devront être enterrés à une profondeur minimum de 50 cm.
La prise de terre de type B (ou « terre en boucle »)
Une prise de terre de Type B, dite « Terre en boucle », est constituée d’une boucle extérieure à la structure sur une longueur d’au moins 80%, soit une prise de terre à fond de fouille.
Les conducteurs devront avoir une section minimum de 50mm². De plus, au droit de chaque conducteur de descente, au moins une électrode horizontale de 4m ou une électrode verticale de 2m, devra être connectée à la terre en boucle.
Les liaisons équipotentielles
Au moment d’installer un paratonnerre, un aspect est trop souvent négligé : la mise en place de liaisons équipotentielles. Ces liaisons permettent d’éviter les arcs électriques formés entre les conducteurs de descente et des éléments de la structures à protéger.
Equipotentialité des terres
Toutes les prises de terre foudre et les prises de terre électriques doivent être interconnectées par l’intermédiaire de liaisons conductrices. Il est d’usage d’installer de la câblette de cuivre 25 mm².
Distances de séparation
Les réglementations liées à la protection foudre s’accordent sur le principe de distance de séparation s à respecter pour assurer l’isolation électrique des éléments présents à proximité du système de protection foudre (SPF). La distance d entre le SPF et l’élément à isoler doit être supérieure à s :
s = ki * (kc / km) * L
Le coefficient ki est directement lié au niveau de protection foudre à appliquer :
- Niveau I = 0,08
- Niveau II = 0,06
- Niveau III = 0,04
- Niveau IV = 0,04
Le coefficient kc correspond au nombre de conducteurs de descente :
- 1 descente = 1
- 2 descentes = 0,75 (si prise de terre de type A)
- 3 descentes = 0,60 (si prise de terre de type A)
- 4 descentes ou plus = 0,41 (si prise de terre de type A)
Le coefficient km est lié au matériau de séparation :
- Air = 1
- Béton / Brique = 0,5
Le coefficient L (en mètres) correspond à la longueur entre le point de départ de la distance de séparation s et le point de liaison équipotentielle le plus proche.
Lorsque les contraintes techniques ne permettent pas de respecter la distance de séparation, calculée ci-dessus, il est alors nécessaire de mettre créer d’équilibrer les potentiels en créant des liaisons. Ces liaisons réalisées entre le SPF et les éléments présents autour doivent être aussi directes et droites que possible. Il est recommandé d’utiliser un conducteur de 50 mm² pouvant supporter le passage du courant de foudre.
Pour des mises en équipotentialité d’éléments sensibles (armoires électriques, mât d’antenne, parabole…), il est recommandé d’installer un éclateur d’équipotentialité. Cette solution permet de d’assurer l’équilibrage des potentiels et l’écoulement des charges statiques tout en assurant l’isolement de l’équipement en fonctionnement normal.
Les parafoudres
En complément de l’installation d’un système de protection foudre extérieur (paratonnerre), une protection foudre intérieure (parafoudre) est obligatoire.
Plusieurs types de parafoudre existent :
- Parafoudres de Type 1
- Parafoudres de Type 2
- Parafoudres téléphoniques
- Parafoudres photovoltaïques
- Etc…
Installer un système de protection foudre isolé
Une des nouvelles tendances dans le secteur de la protection foudre est l’utilisation de conducteur isolé pour connecter un paratonnerre à une prise de terre. Cette solution permet de réduire virtuellement les distances de séparation s à respecter entre le SPF et les éléments conducteurs à proximité.
Attention tous les conducteurs isolés n’affichent pas les mêmes performances, et le conducteur FPIC® de France Paratonnerres détient le record puisqu’il permet de réduire la distance s de 95 cm !
Le second avantage du conducteur isolé est que son utilisation permet de considérer le système de protection foudre comme isolé (en respectant les conditions des normes IEC TS 62561-8 et NF C 17-102). Et dans certains cas, avoir un système de protection foudre isolé autorise le fait de ne connecter un paratonnerre qu’à une seule prise de terre.
Le conducteur isolé est une solution innovante permettant de réduire grandement les coûts d’installation. Mais attention il y a des conditions à respecter pour qu’un SPF soit considéré isolé :
- Longueurs maximales
En considérant la distance de séparation équivalente du câble isolé (95 cm pour le FPIC® France Paratonnerres) et selon les calculs de la norme NF C 17-102 : 2011, des longueurs maximales ne doivent pas être dépassées :
| Nbre. câble FPIC® / PDA | Niveau I | Niveau II | Niveau III et IV |
| 1 | 11,90 m | 15,80 m | 23,80 m |
| 2 | 15,80 m | 21,10 m | 31,70 m |
| 3 | 19,80 m | 26,40 m | 39,60 m |
- Composants à utiliser
En complément du conducteur isolé, des accessoires doivent être utilisés pour assurer l’isolement du système de protection foudre complet. Ils doivent être conformes aux normes en vigueur.
