Des surtensions transitoires peuvent traverser un tableau électrique principal sans laisser de trace visible, puis immobiliser un automate, un variateur ou une supervision quelques heures plus tard. Cette organisation évite qu’un seul dispositif, pourtant bien choisi, absorbe une énergie qu’il n’est pas conçu pour supporter et renforce la protection contre les surtensions.
Dans une installation électrique industrielle, la protection doit suivre le schéma électrique, les réseaux entrants et la sensibilité réelle des charges. Pour les sites industriels, nous partons toujours du risque foudre, de la qualité des liaisons équipotentielles et du chemin concret des conducteurs, sans confondre le parafoudre avec le paratonnerre.
Les points essentiels à retenir
- Un parafoudre de type 1 limite les courants de foudre en tête d’installation lorsqu’une exposition directe le justifie.
- Le parafoudre de type 2 réduit les surtensions résiduelles dans le TGBT et les tableaux secondaires.
- Le parafoudre de type 3 protège les charges sensibles au plus près de leur alimentation.
- La protection contre les surtensions dépend du câblage, de la terre et de la coordination énergétique, autant que de la référence choisie.
- Une longueur cumulée de raccordement inférieure ou égale à 50 cm limite l’augmentation de tension liée à l’inductance.
- Le voyant d’état ne remplace ni le contrôle des connexions ni la traçabilité après un épisode orageux.
Distinguer les rôles du paratonnerre, de la terre et du parafoudre
Un système de protection cohérent ne consiste pas seulement à installer des modules dans une armoire. Chaque élément intervient à un endroit précis de la chaîne de protection.
La protection extérieure intercepte le courant de foudre
Le paratonnerre, les conducteurs de descente et le réseau de terre constituent la protection extérieure. Leur fonction consiste à capter un impact et à conduire son courant vers le sol.
Le parafoudre agit sur les réseaux électriques, de données ou de communication qui pénètrent dans le bâtiment. Il assure une protection contre les surtensions qui se propagent sur ces conducteurs. La différence entre un paratonnerre et un parafoudre doit rester claire dans les schémas, les rapports et les échanges avec les exploitants.
La mise à la terre doit former un chemin maîtrisé
Une faible valeur de résistance ne suffit pas à elle seule. La protection extérieure et la liaison équipotentielle contribuent également à maîtriser les zones de protection foudre. Le parafoudre doit rejoindre une liaison équipotentielle accessible, continue et protégée contre les chocs mécaniques.
Une connexion corrodée, un conducteur sous-dimensionné ou un détour inutile dégrade la protection. Nous relevons aussi les points de contrôle dans le dossier technique, afin de comparer les mesures dans le temps, avec la méthode employée, l’appareil de mesure et l’électrode concernée.
Une terre proche, mais raccordée par des conducteurs longs ou des liaisons parasites, peut provoquer des chutes de tension. Elle peut aussi laisser apparaître une tension résiduelle de surtension trop élevée aux bornes des équipements.
Exigences de raccordement dans le tableau électrique
La norme NF C 15-100 encadre la protection contre les surtensions dans une installation électrique basse tension. La réglementation fixe les exigences applicables, tandis que le fabricant précise les choix de raccordement selon le produit et le contexte.
Respecter la règle des 50 cm
Pour appliquer la norme NF C 15-100, la longueur cumulée des liaisons entre les conducteurs actifs, le parafoudre et le bornier de terre doit rester inférieure ou égale à 50 cm. Le guide pratique DEHN sur la NF C 15-100 représente cette règle par la somme des trajets de raccordement.
Dans le tableau électrique principal, placez le parafoudre au plus près des borniers. Un parafoudre de type 1 se pose généralement en tête d’installation, tandis qu’un parafoudre de type 2 protège le tableau principal ou les tableaux secondaires.
Chaque centimètre ajoute de l’inductance. Lors d’un front de surtension rapide, cette inductance augmente la tension réellement vue par l’équipement, contrairement aux chutes de tension ordinaires. Utilisez donc des conducteurs directs et évitez les boucles.
Vérifier le mode de protection et la protection amont
Le câblage varie selon le schéma de liaison à la terre et les modes commun ou différentiel. Il faut donc vérifier le schéma du parafoudre, sa tension assignée et sa tension de protection Up, puis confirmer sa compatibilité avec le réseau.
Le disjoncteur ou le fusible de secours ne se choisit pas au hasard. Son calibre, son pouvoir de coupure et son association avec le parafoudre doivent correspondre à la notice du fabricant. Les sections de conducteurs dépendent également du dispositif et du contexte d’installation, elles ne se déduisent pas d’une valeur unique.
Coordination des parafoudres en cascade
La mise en cascade répartit l’énergie d’une surtension entre plusieurs étages. Elle renforce la protection contre les surtensions et évite de surcharger le module placé en aval.
Le type 1 absorbe l’énergie la plus forte
Un parafoudre de type 1 se place à l’origine de l’installation lorsqu’un courant de foudre partiel peut pénétrer dans le réseau. C’est notamment le cas si le site possède un paratonnerre ou selon les conclusions de l’étude foudre. Son comportement est évalué avec une onde 10/350 µs.
Il écoule une part importante du courant vers la terre, sans dépasser ses capacités thermiques et électriques. Il ne fournit toutefois pas seul une protection fine aux automates et aux alimentations électroniques.
Les types 2 et 3 abaissent la tension résiduelle
Un parafoudre de type 2 prend le relais dans le tableau électrique principal, au TGBT, dans un sous-tableau ou à l’arrivée d’une zone de production. Il limite les surtensions induites par la foudre proche et les manœuvres de réseau.
La sélection vérifie les valeurs Iimp, In et Imax. Le courant de décharge nominal In complète l’analyse du courant maximal admissible, tandis que la tension de protection Up doit rester compatible avec les équipements situés en aval. La validation fabricant reste nécessaire pour confirmer la coordination énergétique entre les étages.
Un parafoudre de type 3 s’installe au voisinage d’une charge sensible, comme un automate, une baie informatique, un équipement de mesure ou des appareils électroniques. Nous le réservons aux circuits où la continuité de service et une faible tension résiduelle le justifient.
Un choix fiable commence par le choix d’un parafoudre de type 1, 2 ou 3, puis se confirme sur le schéma unifilaire et dans l’armoire réelle.
Vérifier la coordination énergétique entre deux dispositifs
Deux parafoudres installés en série ne sont pas automatiquement coordonnés. Leur comportement dépend de leurs caractéristiques électriques, de leur technologie et de la longueur de câble qui les sépare.
La distance électrique compte autant que la distance physique
Une varistance à oxyde métallique réagit rapidement et limite efficacement la tension. Sa tension de protection peut toutefois évoluer selon les surtensions absorbées. Les tubes à décharge gazeuse supportent un courant de décharge élevé, avec un amorçage et une extinction différents.
La norme NF EN 61643-12 traite de la coordination entre dispositifs, conformément à la série IEC 61643. Le document FUSADEE sur la coordination des parafoudres rappelle que la topologie et la longueur de liaison influencent le partage d’énergie. La coordination doit aussi être validée par le fabricant. Quand la distance est insuffisante, une impédance, une inductance de découplage ou une association validée peut être nécessaire.
Diagnostiquer les défauts rencontrés sur site
Un automate défaillant après un orage ne prouve pas, à lui seul, que le parafoudre est défectueux. Nous examinons le voyant, l’état du dispositif de déconnexion, le serrage des borniers, le chemin de terre et les réseaux cuivre entrants, notamment Ethernet ou téléphonie. Ce contrôle après événement complète la maintenance annuelle.
Il faut aussi contrôler les circuits DC. Un câble DC ne doit pas cheminer en parallèle d’une descente de foudre sans étude de séparation. Si la distance calculée ne peut pas être respectée, le tracé, l’équipotentialité ou la solution de protection doivent être revus.
Partir de l’analyse du risque foudre
L’analyse de risque selon l’IEC 62305-2 ne consiste pas à cocher la présence d’un paratonnerre. Elle étudie la localisation, la géométrie du bâtiment, les zones de protection foudre, les services entrants, l’activité et les conséquences d’une défaillance. La réglementation fixe les obligations applicables, tandis que les choix techniques doivent être validés par un professionnel qualifié.
Identifier les circuits réellement critiques
Dans les sites industriels, les automates, variateurs, capteurs, réseaux de communication et systèmes de sécurité n’ont pas la même tolérance à la surtension. Il faut recenser l’installation électrique, les liaisons inter-bâtiments, les antennes et les réseaux de données.
Les conclusions doivent préciser le système de protection retenu, avec la protection extérieure, les parafoudres et les liaisons à la terre. Pour les ICPE ou les installations présentant des enjeux particuliers, l’analyse détermine les mesures adaptées de protection contre les surtensions et leur niveau de protection. Le calcul du risque foudre selon l’IEC 62305 facilite la collecte des données nécessaires à ce travail.
Documenter les décisions de conception
Le dossier technique doit relier chaque parafoudre à son tableau, son circuit, ses protections amont, son dispositif de secours et son point de terre. Il doit aussi conserver les notices, les schémas, les certificats, les résultats de vérification et les références de conception, notamment la norme NF C 15-100.
Cette traçabilité facilite la maintenance annuelle, les contrôles et les remplacements. Elle évite aussi les incohérences lors d’une extension de ligne, d’un remplacement de TGBT ou d’une modification des réseaux de communication.
Organiser la maintenance et la télésurveillance
Les cartouches de parafoudre vieillissent selon les surtensions qu’elles absorbent. Leur durée de vie ne suit donc pas un calendrier identique sur tous les sites.
Contrôler l’état après les événements significatifs
Lors d’une maintenance annuelle ou après un épisode orageux proche, vérifiez le voyant, l’absence d’échauffement, le serrage, la mise à la terre et l’état du disjoncteur associé. Un voyant de défaut impose le remplacement du module concerné après contrôle de l’installation.
Les recommandations fabricants restent la référence pour les essais et les périodicités. Les principes de maintenance des parafoudres rappellent l’intérêt du contrôle visuel et du remplacement des modules arrivés en fin de vie.
Exploiter les alertes sans abandonner le contrôle terrain
Un contact sec ou un capteur connecté peut remonter le changement d’état d’un parafoudre. Cette information permet de cibler une intervention après un défaut ou une surtension enregistrée, surtout sur des sites industriels répartis sur plusieurs implantations.
Nous considérons la télésurveillance comme un complément au contrôle sur site. Elle ne détecte pas à elle seule un raccordement desserré, une corrosion sur une liaison équipotentielle ou une erreur de câblage initiale. L’historique des alertes, des remplacements et des contrôles doit rester associé au dossier technique de l’équipement.
Questions fréquentes sur les parafoudres industriels
Une terre inférieure à 10 ohms est-elle obligatoire ?
Aucune valeur unique ne convient à toutes les installations. La mise à la terre doit viser une faible impédance, des liaisons courtes et une équipotentialité continue. L’étude applicable, les règles du site et les exigences réglementaires déterminent les critères à vérifier.
Un parafoudre de type 2 suffit-il dans un tableau principal ?
Il peut suffire dans certaines configurations, mais pas lorsqu’un courant de foudre direct ou partiel doit être écoulé. La protection contre les surtensions dépend de la présence d’une protection extérieure, de l’arrivée réseau, de l’étude de risque et des équipements en aval. Ces éléments déterminent si un parafoudre de type 1 est nécessaire.
Faut-il remplacer un parafoudre après chaque orage ?
Non. Un remplacement s’impose lorsqu’un défaut est signalé, qu’un dommage ou un échauffement apparaît, ou que le diagnostic après impact le justifie. L’inspection doit aussi couvrir le réseau de terre et les protections associées.
Une protection efficace se vérifie dans le détail
La coordination des parafoudres repose sur une logique simple : répartir l’énergie et réduire la tension résiduelle. Cette protection contre les surtensions exige aussi un chemin court et fiable vers la terre.
Nous recommandons de vérifier les points suivants à chaque évolution du tableau :
- le schéma unifilaire, les valeurs Iimp, In, Imax et Up, ainsi que la conformité à la norme NF C 15-100 et à la réglementation ;
- la cohérence entre le paratonnerre, les parafoudres installés et le dispositif de protection associé ;
- la longueur cumulée des raccordements, la mise à la terre et l’absence d’anomalies électriques, notamment les chutes de tension ;
- la cohérence avec l’étude du risque foudre et l’analyse de risque applicable, surtout après une modification de l’installation ;
- l’historique des contrôles, des remplacements et de la maintenance annuelle, avec une traçabilité complète.
Une protection traçable et contrôlée protège mieux qu’une succession de parafoudres installés sans cohérence. Selon la configuration, une validation professionnelle peut être nécessaire pour confirmer la conception et le câblage réels.
