Un automate peut perdre ses communications alors que le bâtiment n’a subi aucun impact direct. Les surtensions arrivent aussi par l’alimentation, les câbles de terrain ou l’antenne radio.
Pour protéger un réseau contre la foudre (lightning protection), on coordonne les protections extérieures, le parafoudre et l’équipotentialité. La protection contre les surtensions (surge protection) complète cette architecture. Une supervision distante ne remplace pas les protections physiques.
La première décision consiste à réaliser une analyse du risque foudre et à repérer les chemins électriques entre l’installation et son environnement.
Sommaire : normes et risques, points d’entrée, choix des protections, terre et câblage, liaisons radio, supervision, maintenance et questions pratiques.
Quelles normes appliquer au réseau SCADA ?
IEC 62305 et NF C 17-102 : des champs distincts
La série IEC 62305, révisée en 2024, remplace les éditions précédentes. Ses quatre parties couvrent les principes généraux, la gestion du risque, les dommages physiques et les réseaux internes.
Pour les automates, les alimentations et les communications, la NF EN IEC 62305-4, partie 4 de l’IEC 62305, est particulièrement pertinente. Elle définit la protection des réseaux de puissance et de communication dans les structures.
La NF C 17-102:2011 reste la référence française pour les systèmes à paratonnerre à dispositif d’amorçage, leur installation et leur vérification. Son domaine d’application, défini par la NF C 17-102, ne remplace pas la série IEC 62305.
La supervision communicante facilite le suivi des équipements. L’édition 2024 ne permet toutefois pas d’affirmer que la télésurveillance des paratonnerres est une obligation universelle.
L’analyse du risque précède le dimensionnement
L’analyse du risque foudre (ARF) évalue l’exposition, les conséquences des dommages et les mesures nécessaires. L’étude technique s’appuie ensuite sur cette analyse du risque foudre pour définir l’architecture, les niveaux de protection et les équipements.
Les anciennes éditions distinguaient quatre risques : R1, pertes humaines ; R2, perte de service public ; R3, patrimoine culturel ; R4, pertes économiques. L’édition 2024 modifie cette organisation. La note technique de l’INERIS précise les catégories de pertes utilisées dans les calculs de la partie 2 de l’IEC 62305.
Il faut donc conserver la référence normative et les hypothèses de chaque dossier. Une extension d’usine ou une nouvelle liaison extérieure peut nécessiter leur révision.
Repérer les points d’entrée des surtensions
Le réseau SCADA dépasse généralement la salle de supervision. Il relie des automates, des unités terminales distantes (RTU), des interfaces opérateur et des capteurs répartis dans l’usine.
On cartographie d’abord les alimentations, Ethernet cuivre, bus RS-485, boucles 4-20 mA et câbles coaxiaux. Les liaisons entre bâtiments demandent une attention particulière, car une différence de potentiel entre leurs terres peut traverser les interfaces électroniques.
Les zones de protection contre la foudre, ou LPZ, structurent cette cartographie selon l’IEC 62305. À chaque passage entre zones, on traite les conducteurs entrants et leur liaison équipotentielle.
La protection extérieure tient aussi compte de la géométrie du bâtiment. Selon la méthode de protection des structures, la méthode de la sphère fictive repose sur des rayons de 20, 30, 45 et 60 mètres, respectivement pour les niveaux I, II, III et IV. Ces rayons définissent la sphère fictive utilisée pour positionner les dispositifs de capture conventionnels. L’analyse du site reste nécessaire pour tenir compte des bâtiments et des équipements présents.
Choisir le parafoudre sans perdre la coordination
Type 1, Type 2 et protection terminale
Un parafoudre Type 1 évacue une part du courant de foudre. Il se place à l’origine de l’installation, généralement au TGBT, lorsque l’architecture exige cette capacité.
Des valeurs Iimp de 12,5 à 25 kA par pôle, testées avec l’onde 10/350 µs, constituent des repères courants. Le niveau requis dépend toutefois du partage du courant et du schéma électrique.
Le Type 2 limite les surtensions dans les tableaux divisionnaires. Des valeurs Imax de 20 à 40 kA, avec l’onde 8/20 µs, sont courantes.
On adapte l’ensemble à chaque situation.
| Situation | Protection à prévoir | Point décisif |
|---|---|---|
| Usine avec protection extérieure | Type 1 ou combiné Type 1+2 au TGBT | Courant de foudre attendu |
| Armoire d’automatisme | Type 2, puis protection terminale si nécessaire | Tenue des équipements |
| RTU extérieure | Protections d’alimentation et de signaux | Toutes les liaisons entrantes |
| Station radio | Parafoudre coaxial et protection électrique | Compatibilité RF et terre |
Le nombre d’étages découle donc de l’étude, plutôt que d’une recette identique pour tous les tableaux.
Icc, déconnecteur et tension résiduelle
Le courant de court-circuit présumé (Icc) aide à choisir le déconnecteur. Son pouvoir de coupure doit être supérieur ou égal à l’Icc au point d’installation. L’Icc peut atteindre 50 kA au tableau principal industriel. Dans les tableaux divisionnaires, vérifiez l’Icc disponible selon leur emplacement dans le réseau.
Certaines électroniques présentent une tenue impulsionnelle de seulement 1,5 kV. On dimensionne selon la tenue déclarée de chaque équipement, sans généraliser cette valeur.
La tension de protection Up et les surtensions dues aux raccordements doivent rester compatibles avec cette tenue. Notre guide de coordination du parafoudre détaille l’articulation entre les étages de protection (surge protection).
Réaliser une terre et un câblage cohérents
Une faible résistance de terre ne compense pas des connexions longues ou discontinues. Lors d’un courant impulsionnel, leur inductance ajoute une tension susceptible d’atteindre les équipements.
La valeur de 10 Ω est un repère pour les installations auxquelles s’applique la NF C 17-102. Si elle est dépassée, un diagnostic s’impose et, lorsque le seuil est prescrit, des travaux sont nécessaires avant réception. Ce n’est pas un critère universel pour les installations industrielles.
On organise les travaux dans cet ordre :
- Relier les masses et les services métalliques entrants au réseau équipotentiel prévu par l’étude.
- Raccourcir les raccordements du parafoudre, sans boucles ni détours inutiles.
- Éloigner les câbles SCADA des descentes de foudre selon les distances de séparation calculées.
- Consigner les mesures de terre, la continuité électrique et les parcours réellement exécutés.
Le parcours des conducteurs de descente doit rester compatible avec celui des réseaux internes. Entre bâtiments, une fibre entièrement diélectrique supprime le chemin conducteur de la liaison de données.
Protéger les liaisons radio et coaxiales
Installer la protection à l’entrée
Sur une station radio SCADA, le parafoudre coaxial se place au plus près de l’entrée dans l’armoire ou le bâtiment. Sa liaison à la barre équipotentielle doit être courte.
On choisit le dispositif selon la fréquence, l’impédance, les connecteurs, la puissance RF et la présence éventuelle d’une alimentation continue sur le coaxial.
Le cheminement compte autant que le composant. Un câble longeant une descente de foudre ou formant une grande boucle augmente le couplage électromagnétique.
Tube à gaz et quart d’onde
Le tube à gaz, ou GDT, détourne la surtension lorsqu’il amorce. Les décharges successives peuvent altérer ses caractéristiques ; il fait donc partie des composants à surveiller.
Une protection quart d’onde, ou QSS, n’utilise pas ce mécanisme d’usure du tube. Cependant, sa bande de fonctionnement et sa compatibilité avec une alimentation continue limitent ses applications.
On sélectionne ainsi une technologie adaptée au lien radio, puis on protège aussi l’alimentation et les autres interfaces de la RTU. Le coaxial n’est qu’un point d’entrée.
Intégrer la protection foudre à la supervision SCADA
Remonter des états utiles à la maintenance
On distingue trois informations : l’alerte météorologique, l’impact enregistré et l’état des protections. Elles déclenchent des actions différentes : préparation, inspection et remplacement éventuel.
Pour un bâtiment, une liaison locale suffit souvent. Sur un campus industriel, on privilégie une collecte centralisée. Un site isolé peut nécessiter une transmission cellulaire autonome.
Les architectures LPS France comprennent Dongl@ir, annoncé pour 80 mètres, Rout@ir pour 300 mètres et Contact@ir MD avec eSIM. Ces portées radio dépendent des obstacles et de l’environnement.
Notre intégration des alertes à la GTB relie le suivi foudre aux usages de supervision SCADA. On conserve l’horodatage, l’identifiant du site et les pertes de communication, sans déduire l’état électrique d’un simple impact enregistré.
Respecter les fonctions IEC 61850 et la sécurité OT
Dans une installation électrique utilisant IEC 61850, GOOSE porte les échanges rapides, de l’ordre de quelques millisecondes. MMS couvre la supervision, tandis que Sampled Values transporte les mesures échantillonnées.
Ces fonctions n’imposent pas d’équiper chaque parafoudre avec IEC 61850. Une passerelle compatible avec IEC 61850 peut transmettre les états, tout en séparant les alarmes de maintenance des automatismes de protection.
Les échanges GOOSE rapides ne remplacent pas les alarmes de maintenance. Si l’installation utilise IEC 61850, documentez les messages GOOSE et leurs fonctions.
Modbus classique ne fournit pas d’authentification intégrée. Pour Modbus, vérifiez les mesures de sécurité prévues par l’équipement. Documentez aussi les accès aux interfaces Modbus.
Pour DNP3, distinguez les implémentations historiques des extensions Secure Authentication. Les versions historiques de DNP3 n’offrent pas les mêmes protections que les extensions récentes. Vérifiez la prise en charge de Secure Authentication pour DNP3.
La segmentation réseau et IEC 62351 encadrent la sécurisation des échanges concernés. La politique de cybersécurité (cybersecurity) doit aussi couvrir les interfaces IEC 61850.
NERC CIP concerne principalement le secteur électrique nord-américain. NERC CIP n’est pas une obligation générale pour les usines françaises.
Planifier les inspections et conserver les preuves
Pour les installations soumises aux dispositions de l’arrêté du 4 octobre 2010, le régime prévoit une vérification complète dans les six mois suivant l’installation. Vérifiez son champ d’application et sa version en vigueur avant d’appliquer ce délai.
Dans ce régime, la vérification visuelle est annuelle et la vérification complète bisannuelle. Après un impact enregistré, la vérification visuelle des dispositifs concernés intervient dans un délai maximal d’un mois. Si l’installation relève de la NF C 17-102, consultez ses exigences propres sans lui attribuer les délais de l’arrêté.
Les périodicités renforcées répondent aux contraintes du site : corrosion, vibrations, atmosphère agressive ou criticité des automatismes. On peut ainsi prévoir des inspections trimestrielles et des contrôles semestriels des connexions.
Les ressources LPS France sur la maintenance complètent cette démarche documentaire. La chaîne YouTube LPS CEMASO constitue également un support de sensibilisation pour vos équipes.
Un dispositif ayant écoulé une surtension n’est pas nécessairement hors service. Le remplacement dépend de son indicateur, du diagnostic et des instructions de maintenance.
Dans LPS Manager, on centralise les rapports et l’historique des événements pour rattacher chaque intervention à l’installation concernée.
Les points à retenir
La protection foudre du SCADA repose sur une chaîne cohérente : risque évalué, architecture documentée et protections coordonnées.
Les entrées de communication méritent autant d’attention que le TGBT. En parallèle, la continuité équipotentielle et les raccordements courts conditionnent la protection réelle.
Enfin, on associe chaque alarme à une procédure précise. La télésurveillance facilite la maintenance, mais une notification ne démontre pas à elle seule la conformité de l’installation.
Questions fréquentes
Un parafoudre est-il obligatoire dans chaque usine ?
L’obligation dépend des règles électriques applicables, du contexte réglementaire et des résultats de l’ARF. La présence d’une protection extérieure et les caractéristiques de l’alimentation influencent également les mesures requises.
On distingue donc l’obligation réglementaire du choix de protection d’un équipement critique. Une interruption de supervision peut justifier des mesures complémentaires au minimum prescrit.
Un paratonnerre protège-t-il les automates ?
Il intercepte les impacts directs sur la structure selon le système conçu. Les automates restent exposés aux surtensions conduites et induites.
Leur protection exige donc des parafoudres adaptés aux alimentations et aux signaux, ainsi qu’une équipotentialité cohérente. Un onduleur ordinaire ne remplace pas cette architecture : sa fonction première reste la continuité d’alimentation.
Conclusion : protéger chaque liaison, pas seulement le tableau
Un réseau SCADA résiste mieux aux effets de la foudre lorsque chaque liaison extérieure possède une protection coordonnée. Le choix des composants doit suivre l’analyse du risque et la tenue des équipements.
On recommande de conserver un dossier unique réunissant architecture, calculs et inspections. Cette traçabilité technique permet de maintenir la protection lorsque votre usine évolue.
