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Effets sur les installations électriques

De Guide de l'Installation Electrique

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Flag of France.svg  Les contenus spécifiques aux normes et réglementations françaises sont mis en évidence par un texte orange ou par un filet orange comme celui dans la marge

Règles générales de conception d'une installation électrique
Raccordement au réseau de distribution publique MT
Raccordement au réseau de distribution publique BT
Bien choisir une architecture de distribution électrique
La distribution BT
Protection contre les chocs et incendies électriques
La protection des circuits
L’appareillage BT : fonctions et choix
La protection contre les surtensions
Efficacité Energétique de la Distribution Electrique
Compensation d’énergie réactive
Détection et atténuation des harmoniques
Les alimentations et récepteurs particuliers
Les installations photovoltaïques
La norme NF C 15-100 dans l’habitat
Recommandations pour l'amélioration de la CEM
Mesure

Sommaire

La foudre endommage particulièrement les installations électriques ou électroniques : les transformateurs, les compteurs électriques, les appareils électroménagers dans le résidentiel comme dans l’industrie.

Le coût de réparation des dommages causés par la foudre est très élevé. Mais il est très difficile d’évaluer les conséquences :

  • des perturbations causées aux ordinateurs et aux réseaux de télécommunication,
  • des défauts créés dans le déroulement de programme des automates ou dans les systèmes de régulation.

De plus les pertes d’exploitation peuvent avoir des coûts très supérieurs à ceux du matériel détruit.

Impacts des coups de foudre

La foudre est un phénomène électrique à haute fréquence qui produit des surtensions sur tous les éléments conducteurs et particulièrement sur les câblages et les équipements électriques.

Les coups de foudre peuvent toucher les installations électriques (et/ou de communication) d’un bâtiment de deux manières :

  • par impact direct du coup de foudre sur le bâtiment (a) (cf. Fig. J5 et Fig J6a),
  • par impact indirect du coup de foudre sur le bâtiment :
  • un coup de foudre peut tomber sur une ligne électrique aérienne alimentant le bâtiment (b) (cf. Fig. J5). La surintensité et la surtension peuvent se propager à plusieurs kilomètres du point d’impact.
  • un coup de foudre peut tomber à proximité d’une ligne électrique (c) (cf. Fig. J5 et Fig J6b). C’est le rayonnement électromagnétique du courant de foudre qui induit un fort courant et une surtension sur le réseau d’alimentation électrique.

    Dans ces deux derniers cas, les courants et les tensions dangereuses sont transmises par le réseau d’alimentation.

  • un coup de foudre peut tomber à proximité du bâtiment (d) (cf. Fig. J6c). Le potentiel de terre autour du pont d’impact monte dangereusement.

Fig. J5Les différents types d’impact de foudre

Dans tous les cas, les conséquences pour les installations électriques et les récepteurs peuvent être dramatiques.

La foudre tombe sur une structure non protégée

(cf. Fig. J6a).

La foudre tombe à proximité d’une ligne aérienne

(cf. Fig. J6b).

La foudre tombe à proximité d’un bâtiment

(cf. Fig. J6c)

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Fig. J6a : La foudre tombe sur un bâtiment non protégé Fig. J6b : La foudre tombe à proximité d’une ligne aérienne Fig. J6c : foudre tombe à proximité d’un bâtiment
Le courant de foudre s’écoule à la terre à travers les structures plus ou moins conductrices du bâtiment avec des effets très destructeurs :
  • effets thermiques : échauffements très violents des matériaux provoquant l’incendie
  • effets mécaniques : déformations de structures
  • amorçages thermiques : phénomène particulièrement dangereux en présence de matières inflammables ou explosives (hydrocarbures, poussières...).
Le courant de coup de foudre génère des surtensions par induction électromagnétique dans le réseau de distribution.

Ces surtensions se propagent le long de la ligne jusqu’aux équipements électriques à l’intérieur des bâtiments.

Le coup de foudre génère les mêmes types de surtension qui sont décrits ci-contre.

De plus, le courant de foudre remonte de la terre vers l’installation électrique provoquant ainsi le claquage des équipements.

Le bâtiment et les installations à l’intérieur du bâtiment sont généralement détruits Les installations électriques à l’intérieur du bâtiment sont généralement détruites.

Fig. J6Conséquence de l'impact de la foudre

Les différents modes de propagation

le mode commun

Les surtensions en mode commun apparaissent entre les conducteurs actifs et la terre : phase/terre ou neutre/terre (cf. Fig. J7). Elles sont dangereuses surtout pour les appareils dont la masse est connectée à la terre en raison des risques de claquage diélectrique.

Fig. J7Le mode commun

le mode différentiel

Les surtensions en mode différentiel apparaissent entre conducteurs actifs phase/phase ou phase/neutre (cf. Fig. J8). Elles sont particulièrement dangereuses pour les équipements électroniques, les matériels sensibles de type informatique, etc.

Fig. J8Le mode différentiel