La foudre est un phénomène d’autant plus impressionnant qu’il est encore largement auréolé de mystère. « On ne sait toujours pas pourquoi la foudre tombe à un endroit plutôt qu’à un autre », constate l’ingénieur-conseil Gérard Schrepfer. Aussi étonnant que cela paraisse, les scientifiques sont en effet loin d’avoir parfaitement compris l’enchaînement des phénomènes qui conduisent à l’éclair. Un contexte incertain qui rend la protection foudre passablement complexe pour des résultats jamais garantis à 100 %. Si l’expérience accumulée depuis des siècles prouve amplement l’efficacité pratique des paratonnerres - obligatoires sur les IGH (immeubles de grande hauteur), certains ERP (établissements recevant du public) et les ICPE (installations classées pour la protection de l’environnement) -, il n’est pour autant « pas possible de démontrer cette efficacité en termes de rayon de protection », peut-on lire dans un document de l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (Ineris). « Dans ce domaine, l’efficacité est statistique, car on peut toujours trouver des cas où la solution de protection sera mise en défaut », reconnaît Gérard Serrie, directeur général du pôle foudre Soulé Hélita (groupe ABB). Pour les paratonnerres à dispositif d’amorçage (PDA), très prisés en France car censés offrir une zone de protection plus étendue que les paratonnerres à tige simple (PTS) et en même temps moins chers que les cages maillées (voir schémas p. 43), l’argument ne convainc pas Gérard Schrepfer.
Protection par composants naturels
« Ce n’est pas sérieux, de nombreuses études menées en France et à l’étranger ont conclu que les PDA ne procuraient aucun avantage », s’emporte l’ingénieur. Et de vanter plutôt les atouts de la protection des bâtiments contre les impacts directs par les « composants naturels » : ossature des constructions métalliques, rambardes et autres échelles, complétées par un maillage. « Cette approche a été validée par la normalisation européenne, qui a bien évolué en sa faveur », commente Pierre Gruet, ingénieur spécialiste de la foudre à l’Ineris. Si cette méthode a l’inconvénient de faire circuler le courant de foudre dans des conducteurs non « prévus pour », elle a en revanche l’avantage de ne pas chercher à attirer spécialement la foudre et ses possibles dégâts. Pour les limiter, qu’on parle de ses effets directs ou indirects - cas d’un impact proche générant des surtensions véhiculées par le sol (remontées de potentiel), les lignes électriques et les lignes téléphoniques -, tout le monde s’accorde à souligner l’importance de la qualité de la mise à la terre et du câblage des masses. Sans bonne terre pour écouler les surcharges, pas de protection qui vaille ! Des points pourtant trop souvent négligés, semble-t-il, alors que le nombre d’appareils électroniques sensibles ne cesse d’augmenter dans les logements comme dans les sites tertiaires. « Près de 80 % des dommages liés à la foudre sont d’ordre électrique, précise Pierre Gruet. C’est la raison pour laquelle la norme a évolué il y a quelques années en prévoyant l’obligation d’installer des parafoudres dans les configurations les plus exposées. » En maintenant par rapport à la terre des différences de potentiel admissibles pour les systèmes électriques auxquels ils sont reliés, les parafoudres (éclateurs, varistances ou diodes Zener) offrent en effet une protection efficace à condition d’être correctement installés, c’est-à-dire avec des liaisons aussi courtes que possible. Il en existe trois types qui peuvent éventuellement être mis en cascade et qui se différencient par le niveau de protection : le type 1, à haut pouvoir d’écoulement, pour une installation dans le tableau général basse tension (TGBT) ; le type 2, placé plus en aval ; et enfin le type 3, faisant office de protection rapprochée pour les équipements, parfois sous la forme de simples prises ou multiprises.
Le problème de la déconnexion
L’une des difficultés qui se présentent malgré tout avec ces composants est la limitation de la durée de vie en fonction du nombre de surtensions subies. « Si les diodes Zener ne connaissent pas d’usure tant qu’on n’a pas dépassé les valeurs de courant maximales », comme l’affirme François Girard, P-DG d’Adee Electronic, ce n’est en revanche pas le cas des varistances, dont le courant de fuite augmente en général dangereusement au bout de quelques années, jusqu’au court-circuit final. « Ce problème est particulièrement gênant avec les panneaux photovoltaïques car le courant débité ne suffit pas toujours à déclencher rapidement le déconnecteur de sécurité prévu, d’où surchauffe et même parfois incendie », explique José Batista, responsable marketing de Weidmüller. Bonne nouvelle : la normalisation sur la déconnexion se durcit et devrait éviter tout risque de ce type à l’avenir.
