Une surtension peut rendre le système de gestion des batteries indisponible sans impact sur le conteneur. La protection contre la foudre des batteries de stockage doit donc couvrir les enveloppes, les circuits de puissance et les communications, face à la foudre et aux surtensions.
Pour un projet de stockage d’énergie par batterie, on recommande une conception coordonnée de la protection contre la foudre. Elle relie protection extérieure, parafoudres et sécurité incendie. Pour la dimensionner, commencez par identifier les chemins que les courants peuvent emprunter.
À retenir
- La protection foudre d’un BESS doit couvrir les enveloppes, les circuits de puissance et les communications, tout en préservant les fonctions de sécurité comme la détection et le refroidissement.
- Commencez par évaluer les risques, les chemins de courant et les conséquences d’une indisponibilité, puis vérifiez les normes et prescriptions applicables au site.
- Coordonnez la protection extérieure, les liaisons équipotentielles et les parafoudres AC, DC et de communication selon les caractéristiques réelles de chaque circuit.
- La protection électrique ne prévient pas toutes les causes d’emballement thermique : elle doit s’articuler avec les dispositions incendie propres au système et au site.
- La réception, la documentation à jour et la maintenance permettent de vérifier que la protection reste cohérente lorsque l’installation évolue.
Relier le risque foudre à la sécurité du stockage
Les surtensions atteignent aussi les fonctions de sécurité
Un système de stockage stationnaire, ou BESS, associe batteries, convertisseur de puissance, système de gestion des batteries (BMS) et équipements auxiliaires. Ses alimentations et ses liaisons de communication constituent autant de voies d’entrée pour les surtensions transitoires.
Un impact proche peut induire une tension dans les câbles. Un impact sur une ligne peut également transmettre une perturbation jusqu’au site. On examine donc les circuits de refroidissement, de détection et de commande, ainsi que les alimentations auxiliaires des systèmes de secours. Leur disponibilité conditionne la mise en sécurité du stockage.
L’emballement thermique reste un risque distinct
Les risques professionnels des batteries lithium-ion, décrits par l’INRS, comprennent l’emballement thermique, associé à des dégagements gazeux, un risque d’incendie ou d’explosion. La maîtrise de ces dangers doit s’accorder avec les plans de défense incendie du site.
Une surcharge électrique, un défaut interne, un endommagement mécanique ou une surcharge thermique peuvent déclencher cette dégradation. Une surtension peut aussi endommager des fonctions de surveillance, sans entraîner systématiquement un incendie.
Le BMS gère les conditions de fonctionnement des batteries. Il ne remplace pas les parafoudres, pas plus qu’un parafoudre ne prévient toutes les causes de ces dangers.
Commencer par l’analyse de risque et les normes
Définir l’exposition avant de choisir les équipements
On rassemble d’abord la géométrie du site, son environnement, les données locales de foudroiement et les caractéristiques des lignes entrantes depuis les réseaux de distribution. Si des systèmes solaires sont raccordés au BESS, leur configuration doit aussi être prise en compte. Il faut connaître les conséquences d’une indisponibilité et les dispositions de sécurité incendie.
Les normes internationales de la série IEC 62305 encadrent la protection contre la foudre. Vérifiez l’édition applicable : la partie 2 concerne l’évaluation du risque, tandis que les parties 3 et 4 traitent respectivement des dommages physiques et des systèmes électriques et électroniques.
Une évaluation du risque selon l’IEC 62305-2 permet de documenter les hypothèses. Lorsque les prescriptions applicables au site imposent une analyse de risque foudre et une étude technique, ces documents doivent précéder l’installation.
Articuler protection électrique et sécurité du BESS
Les exigences de sécurité IEC 62933-5-2 concernent les systèmes de stockage électrochimiques intégrés au réseau. Elles complètent l’étude foudre sans la remplacer. Vérifiez l’édition applicable et son champ d’application pour le projet.
En France, la conception doit aussi tenir compte des règles basse tension applicables, notamment celles relatives aux tableaux basse tension de la NF C 15-100. La NF C 17-102 concerne les paratonnerres à dispositif d’amorçage, lorsqu’ils sont retenus. Vérifiez l’édition et le champ d’application de ces références pour le site.
Pour les ICPE, vérifiez le classement réel de l’installation et les prescriptions de son autorisation afin d’établir la conformité réglementaire. N’en déduisez pas une obligation de la seule capacité énergétique : la configuration, l’activité et l’environnement réglementaire doivent être examinés ensemble.
Tracer les zones de protection et les chemins de courant
Le plan d’ensemble doit représenter les conteneurs, les mâts éventuels, le poste électrique et les chemins de câbles. Il indique aussi les réseaux de terre, chaque pénétration de ligne et, le cas échéant, l’interface avec les systèmes solaires.
Le découpage en zones de protection contre la foudre, ou LPZ, aide à organiser les interfaces. À chaque frontière, examinez les liaisons équipotentielles, les blindages et les dispositifs de protection, notamment les parafoudres. Ces interfaces doivent aussi limiter les surtensions transitoires qui franchissent les frontières, sans les confondre avec les effets d’un impact direct.
Une enveloppe métallique ne constitue pas automatiquement un blindage efficace. Ses ouvertures, la continuité entre panneaux et le raccordement des câbles influencent les performances. Les portes et passages techniques doivent donc figurer dans l’étude.
Si une protection extérieure est nécessaire, l’étude du site doit vérifier les volumes protégés et les distances de séparation. Un mât proche ne suffit pas à prouver la couverture complète, qui dépend du dimensionnement retenu.
Au poste de transformation, la coordination dépend des caractéristiques réelles d’isolation électrique. Coordonnez les protections moyenne tension avec les équipements et les tableaux basse tension. Les surtensions peuvent solliciter les enroulements et provoquer des défaillances diélectriques. Un parafoudre dans le tableau basse tension ne couvre pas, à lui seul, toute cette chaîne.
Concevoir la mise à la terre et l’équipotentialité
Relier les masses selon une architecture commune
La mise à la terre s’appuie sur une architecture commune des masses, adaptée au poste et à la protection extérieure. Elle définit les liaisons entre les châssis de batteries, les enveloppes du convertisseur, les tableaux basse tension et les chemins de câbles métalliques.
L’objectif est de limiter les différences de potentiel dangereuses pendant le passage du courant. Des prises de terre distinctes, sans coordination, peuvent créer des tensions importantes entre des équipements pourtant proches.
Les sections, les matériaux et les assemblages doivent supporter les contraintes attendues. Prévoyez également des points accessibles pour vérifier la continuité et inspecter les connexions.
Réduire l’impédance, pas seulement la résistance mesurée
Une mesure de résistance à basse fréquence ne décrit pas entièrement le comportement du réseau pendant un courant de foudre. La longueur des conducteurs, leur géométrie et leur inductance comptent également.
Privilégiez des trajets courts et limitez les boucles inutiles. Respectez les distances de séparation avec les descentes ou appliquez les solutions de liaison prévues par l’étude.
Une terre mesurée sous 5 Ω ne démontre pas, à elle seule, l’efficacité de la protection foudre.
Toute valeur cible doit être justifiée par les exigences du projet. Examinez aussi les tensions de contact et de pas, particulièrement autour des conteneurs et des postes accessibles.
Coordonner les parafoudres AC, DC et communication
Répartir les types 1, 2 et 3
Le choix dépend des courants susceptibles d’atteindre l’interface et de la tenue des équipements, notamment de leur isolation électrique. Les différences entre types de parafoudres, présentées par LPS FR, permettent de distinguer leurs fonctions.
Cette répartition guide la coordination des dispositifs de protection.
| Type | Fonction principale | Implantation à étudier |
|---|---|---|
| Type 1 | Écouler des courants partiels de foudre, essai 10/350 µs | Interfaces exposées à ces courants |
| Type 2 | Limiter les surtensions, essai 8/20 µs | Tableaux basse tension et distribution |
| Type 3 | Compléter la protection des charges sensibles | À proximité des équipements |
Les parafoudres de type 2 limitent les surtensions et doivent être coordonnés avec l’amont dans les tableaux basse tension. Un type 3 complète cette protection à proximité des équipements et nécessite aussi une coordination avec l’amont.
Pour les parafoudres des circuits AC, l’IEC 61643-11:2025 encadre les exigences et les essais applicables. Cette norme concerne les protections utilisées sur les réseaux de distribution basse tension.
Vérifier les caractéristiques de chaque circuit
Sur le bus batterie DC, vérifiez la tension nominale, la tension maximale, la polarité, le schéma de liaison à la terre et le courant de court-circuit présumé. Un appareil conçu pour les systèmes solaires n’est pas automatiquement adapté à une source batterie.
Contrôlez aussi la tension de protection Up, la tension permanente admissible Uc et les protections de secours prescrites. Gardez les raccordements aussi courts que possible. Une longueur cumulée de 50 cm constitue une référence de conception, à adapter au montage et aux prescriptions applicables.
Enfin, protégez les communications cuivre avec des dispositifs compatibles. L’IEC 61643-21:2025 pour les réseaux de signalisation couvre les parafoudres destinés aux réseaux de signalisation et de télécommunication. Vérifiez le débit, la tension et la transmission éventuelle de puissance.
Limiter l’incendie sans confondre les usages
Distinguer batteries entreposées et batteries en service
Dans l’usage courant, le stockage passif désigne des batteries entreposées sans charge ni décharge. Le stockage actif correspond à leur utilisation ou à leur recharge. Ces expressions ne constituent pas, à elles seules, une classification normative.
Une armoire de sécurité prévue pour le stockage passif ne répond pas nécessairement aux besoins d’un BESS en service. Ce stockage actif exige une vérification du suivi thermique, du refroidissement, de la détection et des coupures. Une armoire de sécurité ne constitue pas, à elle seule, une solution complète pour un système stationnaire.
La mise à l’arrêt doit préserver les fonctions de sécurité nécessaires. Une consigne en cas d’orage ne doit pas couper la détection ou le refroidissement indispensables sans analyse préalable.
Choisir une résistance au feu adaptée au contexte
L’INRS cite des armoires présentant une résistance au feu EI 60 ou EI 90 dans certains contextes de stockage professionnel. Ces durées ne sont pas une obligation universelle pour tout système stationnaire.
Il faut vérifier la portée exacte des essais et les conditions d’utilisation, notamment la capacité admissible, la ventilation et la gestion des gaz. Les performances d’une armoire de sécurité dépendent de ces essais et conditions d’emploi. Un classement seul ne démontre pas toutes les performances nécessaires au BESS.
Pour un conteneur énergétique, les séparations, l’accès des secours et les plans de défense incendie doivent être adaptés au site, à la configuration et aux exigences applicables, notamment au risque d’incendie. Les sacs ignifuges pour petites batteries ne sont pas dimensionnés pour cette application.
Réceptionner, surveiller et maintenir le système
Constituer un dossier de réception exploitable
On prépare la réception dès la conception. Le dossier doit permettre de comprendre les hypothèses, de retrouver les composants et de vérifier la réalisation.
Avant la mise en service :
- Comparez l’installation aux plans, notamment les interfaces et les parcours de câbles.
- Contrôlez les liaisons équipotentielles et réalisez les mesures de terre prévues.
- Vérifiez dans les tableaux basse tension les références des parafoudres, leur câblage et leurs protections associées.
- Testez les remontées d’état et les séquences de sécurité conformément aux notices.
Après toute évolution du site ou tout événement significatif, mettez à jour les schémas, les plans de défense incendie et les résultats. Consignez aussi les écarts corrigés. Les fonctions de vérification et de traçabilité des audits de LPS Manager permettent de regrouper descriptions, photographies et rapports.
Utiliser les alertes sans remplacer les contrôles
Les alertes d’orage de LPS Manager peuvent soutenir des procédures préparées : suspendre les travaux extérieurs et mettre en sécurité les opérations sensibles. Elles complètent les protections physiques, mais ne garantissent pas qu’aucun impact ne surviendra.
Après un événement significatif, examinez les alarmes, les indicateurs des parafoudres et les équipements concernés. Un parafoudre ayant limité une surtension ne nécessite pas automatiquement un remplacement, suivez les indications du fabricant. Lorsque des historiques sont disponibles, leur analyse peut orienter une maintenance prédictive, sans garantir l’anticipation de chaque défaillance.
On fixe les périodicités selon les textes applicables, l’environnement et les notices, sans imposer une fréquence annuelle universelle. Les supports techniques de LPS FR et de la chaîne LPS CEMASO peuvent accompagner la formation des équipes. La surveillance conditionnelle facilite la préparation des contrôles. La maintenance prédictive complète les contrôles prescrits et les consignes des fabricants, sans les remplacer.
Foire aux questions
Quelles parties d’un système de stockage par batteries faut-il protéger contre la foudre ?
La protection doit prendre en compte les enveloppes et les masses métalliques, mais aussi les circuits de puissance, les alimentations auxiliaires et les communications. Les fonctions de surveillance, de refroidissement et de détection doivent rester disponibles pour contribuer à la mise en sécurité du système.
Le système de gestion des batteries remplace-t-il les parafoudres ?
Non. Le BMS surveille et gère les conditions de fonctionnement des batteries, tandis que les parafoudres limitent certaines surtensions sur les circuits auxquels ils sont adaptés.
Comment choisir les parafoudres pour un BESS ?
Le choix dépend des caractéristiques de chaque circuit, des courants susceptibles d’atteindre ses interfaces et de la tenue des équipements. Vérifiez notamment les tensions, la polarité, le schéma de mise à la terre, le courant de court-circuit présumé et la coordination entre protections en amont et en aval.
Une résistance de terre inférieure à 5 Ω suffit-elle à prouver l’efficacité de la protection ?
Non. Une mesure à basse fréquence ne décrit pas entièrement le comportement du réseau face à un courant de foudre, car la longueur, la géométrie et l’inductance des conducteurs comptent aussi. La valeur cible doit être justifiée par les exigences du projet et complétée par l’examen des tensions de contact et de pas.
Une protection cohérente, de la conception à l’exploitation
La protection foudre stockage batteries repose sur une chaîne vérifiable, des chemins de courant jusqu’aux fonctions de sécurité. Un composant bien choisi perd son efficacité si son raccordement ou sa coordination ne convient pas.
Il est recommandé de valider ensemble l’étude foudre, l’architecture électrique et les dispositions incendie avant la réception. Un dossier à jour permet de préserver cette cohérence et de réévaluer la protection lorsque le site évolue.
