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 Dossier - Avril 2016

Coup de foudre pour les parafoudres de la génération 2016


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« Protéger son installation électrique contre les effets de la foudre »

En cette période de l’année qui voit l’allongement des jours et l’approche des saisons plus clémentes, il convient également de voir plus loin, vers l’été et sa période de forte activité atmosphérique, car l’orage et ses conséquences nous guettent tant dans le cadre de nos activités que vis-à-vis des équipements électriques. Voici pourquoi ce numéro d’Électro Magazine est dédié à la protection des matériels électriques lors de phénomènes orageux, la protection des bâtiments et des personnes étant un autre aspect qu’il convient bien sûr de ne pas négliger.
La première distinction à faire est celle entre les chocs de foudre directs et les surtensions générées dans les canalisations électriques par les effets électromagnétiques de la foudre. Si la protection contre les chocs directs est plus une affaire de spécialistes, celle contre les surtensions d’origine atmosphérique est partie intégrante de l’installation électrique. À cette fin, il convient d’installer des parafoudres correspondant au risque encouru en réalisant une analyse du risque, en sélectionnant le matériel approprié et en le mettant en œuvre dans les règles de l’art. Pour ce faire, il est indispensable de se tenir informé des évolutions des textes normatifs ou règlementaires applicables aussi bien que des changements technologiques des produits. Il est aussi indispensable de ne pas oublier la protection des installations de communication, car les surtensions d’origine atmosphérique peuvent arriver par ces réseaux. Il est impératif, lors de la mise en place de parafoudres sur l’installation énergie, de protéger également les montages de communication. Enfin, notons que, dans le cas de matériels particulièrement sensibles aux surtensions, une protection peut-être souhaitable alors même qu’il n’y a pas obligation de mise en œuvre de parafoudres.
Pour les principes de protection des personnes, il est suggéré d’appliquer les 20 recommandations de l’APF ainsi que les fiches conseil portant sur différentes activités : la foudre en mer, la foudre en montagne, le camping et la foudre… la dernière parue concernant la foudre et les golfeurs. Ces fiches sont téléchargeables à partir du site www.apfoudre.fr.

Michel Koutmatzoff, président de l’Association protection foudre

 


Coup de foudre pour les parafoudres de la génération 2016


Les surtensions dues à la foudre sont responsables de 25 % à 40 % des dégâts occasionnés aux équipements. Avec les surtensions transitoires ayant d’autres origines, ce sont près de 60 % des dommages électriques qui peuvent être évités par l’installation de parafoudres.

em83 doss1« Depuis août 2015, les fabricants sont obligés de se conformer à la nouvelle norme NF EN 61643-11 de mai 2014, concernant le rapprochement des législations des États membres relatives aux dispositifs de protection contre les effets indirects et directs de la foudre ou autres surtensions transitoires. » Selon Régis Reeb, directeur marketing, technique et services chez Dehn, « la période transitoire s’est achevée en août 2015 ».
Le choix d’un parafoudre n’est pas le fruit du hasard. À cet égard, Denis Marquet, gérant d’offres parafoudres chez Schneider Electric, parle de la création en 2014 du site Best offres – Schneider Electric. S’y trouve regroupée toute la documentation liée à l’offre de protection des installations contre la foudre et deux sessions d’e-learning. « Nous sortons une nouvelle application (fonctionnant également sur tablette) pour faciliter le choix du type de parafoudre à installer en fonction de son installation (résidentiel, tertiaire, industrie) et des contraintes de son environnement. C’est tout nouveau », annonce Denis Marquet.
Le gros du marché est celui du parafoudre pour réseau électrique basse tension. Il est aussi d’autres marchés : les télécommunications, la distribution d’énergie, l’informatique, les réseaux coaxiaux (câbles d’antennes…), ainsi que des marchés spécifiques comme le photovoltaïque, l’éolien, l’éclairage urbain à base de LED et des marchés de niche comme la protection des centrales d’alarme, les réseaux de recharge de voitures électriques, la détection incendie.

Une myriade de produits nouveaux
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QuickSafe. Tel est le nom du parafoudre modulaire lancé sous la marque Soulé, à la suite d’une évolution normative : la norme CEI/EN 61643-11 : 2012 permet d’augmenter la sécurité des produits en fin de vie. Selon Marion Buchheit, chef de produit foudre et comptage chez ABB + Soulé, « la modification apportée a consisté à implanter le déconnecteur au centre de la varistance. Il détecte plus vite un échauffement, donc se déconnecte à une température inférieure ». Les risques de départ d’incendie en sont limités. Quant au changement de norme, il va conduire à modifier complètement le portefeuille de produits d’ici à la fin de 2016, début de 2017.
Beaucoup d’innovations chez ADEE electronic, avec une gamme, Vario et Fusadee, dédiée aux équipements sensibles : standards téléphoniques, alarmes incendie, portails, baies informatiques, caméras et PoE (Power over Ethernet)… À moyen terme, pour l’habitat et le petit tertiaire, une nouvelle génération compacte de parafoudres à varistance, à faible encombrement, devrait faire son apparition avec un nouveau design, tandis qu’une autre génération miniaturisée à diode zener verrait le jour à la fin de 2016, début de 2017.
En s’attaquant au marché de l’éclairage urbain à LED, Citel cible les fabricants de systèmes d’éclairage ou de câblage (logettes, boîtes de raccordement), les installateurs, le client final (régie électrique, municipalité…).
Dehn a présenté son parafoudre DEHNBloc Maxi 1 CI 440FM à la foire de Hanovre : un parafoudre de type 1 à base d’éclateurs à air encapsulé sans soufflage d’arc, avec fusible intégré, offrant une tenue au courant de foudre (10/350 µs) Iimp de 35 kA, dans un boîtier compact. Il offre une continuité de service accrue des installations grâce à la technologie Radax-Flow. Autre nouveauté : un parafoudre pour la protection de la sonorisation sur des sites industriels. Un produit comprenant des bornes à ressort débrochables a été développé pour faciliter la maintenance des parafoudres. Dès que celui-ci est hors-service, il suffit de déclipser les bornes, d’insérer le parafoudre de remplacement et de remettre les bornes en place.


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De son côté, Finder annonce un parafoudre conforme à la norme EN 61643-21 pour réseau de données (lignes Ethernet avec câblage Cat. 6, PoE, réseaux de transmission jusqu’à 250 MHz), des parafoudres photovoltaïques (de type 1 et 2) conformes au projet de norme prEN 50539-11 : 2012.
Avec l’offre Surge Guard, GE Energy Management assure la protection électrique des tableaux et coffrets résidentiels. Claude Fossé, product marketing manager, précise que la « nouvelle gamme comporte beaucoup plus d’éléments débrochables : en cas de défaillance, il suffit de remplacer la cassette. Le MOV (Metal Oxyde Varistor) qui se trouve dans la partie débrochable d’un parafoudre de type 2 peut être remplacé sans débrancher les raccordements ». Autre grande évolution : le comportement du parafoudre en fin de vie : il ne protège certes plus, mais il n’engendre pas de court-circuit dans l’installation.
En 2015, Legrand a lancé une exclusivité  : les blocs parafoudres adaptables ou BPA ̶ permettant d’associer flexibilité (filiation et sélectivité avec protections amont facilitées), fiabilité et sécurité (association directe disjoncteur/parafoudre), facilité d’installation et de maintenance (report d’état commun au parafoudre et à son disjoncteur associé), le tout pour une meilleure protection des équipements.
Pour répondre au risque de surtensions dues à la foudre, Legrand commercialise une offre complète de parafoudres type 1, type 1 + type 2 et type 2. Une offre équipée à 100 % de cassettes débrochables et des solutions avec report d’état pour chaque niveau d’offre. Cette offre de parafoudres de tableaux est enrichie de produits mobiles (multiprises et UPS) avec parafoudre intégré, ainsi que de parafoudre de prises (Céliane et Mosaic).
Issu du pôle électrique du groupe Carbone Lorraine, Mersen est un fabricant historique de fusibles qui a démarré dans la protection contre les surtensions aux États-Unis via la technologie TPMOV® (Thermally Protected Metal Oxide Varistor) répondant aux exigences de la norme américaine UL. « Nous avons été sollicités pour protéger certaines applications et gérer la fin de vie des MOV », indique Gabriel Ledru, chargé de la protection contre les surtensions. C’est ainsi qu’a été inventée, voici une dizaine d’années, une solution de déconnexion basée sur la varistance qui se comporte comme une résistance non linéaire. Décidé à devenir un acteur mondial en protection contre les surtensions, Mersen a acquis, le 12 février 2014, la société espagnole Cirprotec, SL. D’autre part, Mersen a annoncé le 24 juin 2015 son intention d’acquérir la société ASP, un leader chinois (Guangzhou) de la protection contre les surtensions. La transaction a été finalisée en décembre 2015.


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Au-delà des gammes standards de parafoudres de type 1, de type 2, de type 3, Mersen offre des solutions de protection contre les surtensions qui s’intègrent dans une gamme cohérente autour de la protection et du contrôle de l’électricité, notamment pour le résidentiel (POP), le photovoltaïque (HelioProtection® 1500 Vdc) et la protection de l’éclairage public.
Une offre complète de parafoudres. Pour les réseaux d’énergie, OBO Bettermann propose des parafoudres de type 1 (éclateurs au graphite), de type 2 et de type 3. Parmi les nouveautés de type 1 figure le MCF35 (Multi Carbon Filled, éclateur au graphite). Avec sa tension maximale d’utilisation permanente de 440 V, il convient pour l’industrie, pour des installations avec niveau de protection foudre 1 ou 2.
Une gamme V50/V20 renouvelée est annoncée avec des cartouches qui se mettent en place et se débrochent de façon très simple. « Nous avons amélioré les systèmes d’insertion et de retrait des cartouches. Un détrompage mécanique se trouve en face arrière de cartouche, avec un système de codage qui empêche l’inversion des cartouches. En outre, un voyant d’état se trouve sur la cartouche de neutre débrochable », avance Anne Plouchart, chef produit.
Le V50 est un parafoudre combiné associant des varistances entre phases et neutre et un éclateur entre neutre et terre. Il se caractérise par une capacité d’écoulement Iimp de 12,5 kA par pôle. C’est un parafoudre de type 1+2 destiné à la protection de l’origine de l’installation, sur des niveaux de protection foudre de 3 ou 4.
Le V20 est un parafoudre de type 2 conçu sur le même principe. On le trouve soit derrière un type 1 lorsque l’installation est protégée par un paratonnerre, soit directement en tête d’installation, en l’absence de paratonnerre. La capacité d’écoulement nominale est de 20 kA par pôle en régime de croisière. Sa capacité maximale d’écoulement atteint 40 kA par pôle, dans le cas d’un choc exceptionnel.
Différents marchés spécifiques sont également couverts par OBO dans les domaines du photovoltaïque (les V50 et V20 dans une déclinaison spéciale), des réseaux industriels (la série MDP), et des télécoms : le TD2DV pour liaison ADSL à haut débit, le Net Defender pour les réseaux IP, le DS N 6 pour la transmission de données haut débit par voie hertzienne : WLAN (IEEE 802.11 a/h, n et ac) et WiMAX (IEEE 802.16) qui protège les liaisons coaxiales jusqu’à 6 GHz, contre les effets directs et indirects de la foudre.
« En avril 2015, nous avons lancé une toute nouvelle gamme dédiée à la basse tension, à l’occasion de la foire de Hanovre », déclare Olivier Pellissier, product manager chez Phœnix Contact France. Son nom : Safe Energy Control. Des parafoudres débrochables permettant d’assurer une continuité de service sans faille et sans maintenance, ne nécessitant, dans la plupart des cas, pas de protection externe. « Le parafoudre Flashtrab-Sec-Hybrid est une exclusivité mondiale, ajoute Olivier Pellissier. Aucun autre fabricant n’a sorti ce type de produit en version débrochable. Un parafoudre de type 1, sans courant de suite, en technologie Safe Energy Control avec une signalisation par voyant et par contact sec. Quant au Flashtrab-Sec-T1 + T2, c’est le seul parafoudre à combiner véritablement sur le même socle, les deux types de parafoudres de façon réellement indépendante et coordonnée grâce au nouvel éclateur encapsulé sans courant de suite et à une varistance équipée du tout nouveau système de déconnexion thermique très haute performance qui permet de raccorder les parafoudres type 2, sans protection complémentaire, jusqu’à 315 A… Rien à rajouter dans les installations de petite puissance ! Il s’agit donc d’une solution compacte et économique. »
Pour sa part, José Batista, responsable marketing produit électronique chez Weidmüller, assure que « les surtensions industrielles sont plus fréquentes que la foudre ! L’origine peut être diverse, mais elle provient toujours d’un équipement local de l’usine avec ses démarrages et surtout arrêts ou commutations de transformateurs, moteurs, et autres machines ».  Il recommande d’en tenir compte dans l’analyse de risque. Pour rappel, la directive Machines 2006/42/CE fait référence à la norme Machine NF EN ISO 13849-1, dans laquelle il est explicitement indiqué la nécessité de prendre en compte la protection contre les surtensions. Même si l’analyse de risque n’aboutit pas forcément à l’obligation de mettre des protections, il est toutefois recommandé de le faire, puisque cette dernière norme tient compte de la sécurité fonctionnelle des systèmes de commande des machines. Elle fait référence à un paramètre : CCF (Common Cause Failure, défaillance de cause commune). Ici, le bon sens doit l’emporter : « Un parafoudre peut éviter la destruction d’équipements coûteux. » Outre les parafoudres énergétiques VPU à cartouche débrochable utilisés pour la protection des systèmes d’alimentation classiques, la protection fine contre les surtensions industrielles est réalisée avec les parasurtenseurs Varitector déclinés en deux versions : Varitector SPC à cartouche débrochable et Varitector SSC au format borne, destinés aux circuits sensibles, analogiques ou binaires, à protéger contre les surtensions au plus près de leur implantation : vidéo, téléphonie, bus de terrain, signaux analogiques ou tout ou rien… Cette gamme est complétée par des produits destinés aux applications Atex et aux circuits électriques à sécurité intrinsèque. Ils sont capables de dériver la surtension avant qu’elle n’arrive dans la zone de danger (zone 2).

Les multiprises parafoudres
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« Nous avons deux gammes de multiprises parafoudres », poursuit de son côté Laurent Badiali, IT channel marketing manager Europe du Sud chez Eaton : le parasurtenseur Eaton Protection Strip, qui protège les installations contre les pics de tension, et le parafoudre normalisé IEC 61643-1 Eaton Protection Box, qui a pour vocation de protéger les équipements connectés. Mais la protection contre la foudre est perdue dès lors que l’éclateur a fait son office : sur les produits Eaton Protection Box Tel@, il est possible de débrocher ce module… « Nous en renvoyons un de remplacement, gratuitement, pendant toute la durée de vie du produit », dit notre hôte. Un produit qui connaît des évolutions. Ainsi, en est-il des CPL (courants porteurs en ligne). Le parafoudre terminal en tant que tel bloque le signal : « Nous avons mis en œuvre des filtres spécifiques qui permettent aux CPL de jouer leur rôle sur une prise dédiée de façon à laisser passer les signaux en émission comme en réception. »
Nouveau ! Les prises parafoudre simples et pratiques S Black Line II de marque Infosec UPS System sont disponibles essentiellement en grande distribution en quatre, cinq et six prises, avec interrupteur on/off, témoin d’alimentation, témoin de protection et disjoncteur réarmable. Une assurance est proposée en outre pour les équipements connectés, à hauteur de 2 500 €, en cas d’endommagement du matériel connecté par une surtension causée par des influences atmosphériques sur la ligne secteur. Infosec a aussi en catalogue la gamme S Classic, bénéficiant d’un design plus évolué et d’une assurance du matériel connecté jusqu’à 50 000 €.

Voici enfin les coupe-veilles qui conservent les fonctions du parasurtenseur tout en permettant de réaliser des économies d’énergie à travers la coupure de la veille des appareils connectés. « En effet, explique Carole Ouairy, responsable marketing, 50 % de la consommation électrique des appareils électroniques (PC, TV, DVD…) est réalisée en mode veille, ce qui fait que certains appareils constamment en veille consomment de l’énergie alors qu’ils ne sont pas utilisés. » Les solutions proposées par Infosec sont dédiées aux applications informatiques (dans la gamme S5 ECO, un automatisme permet de coupler l’alimentation des prises périphériques à l’état de l’ordinateur), comme à l’univers audio/vidéo : le S5 ECO TV surveille la télécommande à l’aide d’un détecteur infrarouge, de façon à alimenter ou à éteindre les différents périphériques associés. Dans le cas du S5 ECO TV Sensor, un détecteur de présence coupe automatiquement le téléviseur et ses équipements si aucune présence n’est détectée pendant vingt minutes aux abords du coupe-veille. Deux coupe-veilles haut de gamme, les ECO Powerguard, comportent jusqu’à huit prises et différentes connexions RJ11/45 et coaxiales : ils sont chargés de détecter l’utilisation des appareils Hi-Fi et vidéo et de les éteindre automatiquement. Aux dires de Carole Ouairy, « sur toute la gamme des S5 ECO ont été développés des produits dont la puissance ne dépasse pas 0,5 W pour leur propre consommation, de façon à ce qu’ils soient éligibles aux certificats d’économies d’énergie dans le cadre de l’opération BAR-EQ-06 du ministère de l’Écologie, du Développement et de l’Aménagement durable ».

Jean-Claude Festinger

 


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