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 Dossier - Mai 2018

Le printemps des parafoudres


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Les normes de protection contre la foudre évoluent

Sur le marché français et international, la normalisation de la protection contre la foudre est assurée au sein de l’Afnor, du Cenelec et de la CEI (Commission électrotechnique internationale) par les comités de normalisation qui mettent à jour les normes produits au cours d’un cycle de trois à cinq années, avant d’être publiées en France. Une normalisation qui tend vers toujours plus de sécurité des installations et des personnes.
Le comité 37 gère les normes produits relatives aux parafoudres. La dernière en date est la norme NF EN 61643-11, « Parafoudres basse tension », publiée par l’Afnor en mai 2014. Cette partie de la NF EN 61643 est applicable aux dispositifs de protection contre les effets indirects et directs de la foudre ou autres surtensions transitoires. Ces dispositifs sont nommés « parafoudres » (SPD, Surge Protective Devices). Mais cette norme ne fait état que des parafoudres AC. Les parafoudres DC se retrouvent ainsi dans une période transitoire sans norme produit. Des travaux sont en cours à ce sujet dans le comité CEI.
Le comité 81 est chargé de la normalisation des paratonnerres, mais également de l’édition 3 (version décembre 2017 au stade de projet) des quatre chapitres de la norme NF EN 62305, en l’occurrence la norme fondamentale relative à la protection contre la foudre. Celle-ci traite de généralités (62305-1), de l’évaluation du risque (62305-2), de la protection extérieure contre les impacts de la foudre (62305-3) et de la protection des réseaux de puissance et de communication (62305-4). En vue d’une publication d’ici deux à trois ans au plus tard.
Une Technical Specification publiée en janvier 2018 (IEC/TS 62561-8 : exigences pour les composants de système isolé de protection contre la foudre) traite de tous les composants des systèmes de protection foudre isolés, tels que les conducteurs isolés et les tiges en fibre de verre. Considérée comme essentielle aux fabricants, elle définit les conditions d’essai de ces produits qui, jusqu’à aujourd’hui ne bénéficiaient d’aucune norme, ni d’aucun guide. Elle a mis de nombreuses années à paraître, car les fabricants avaient des brevets se rapportant à ces produits.
Il est un autre comité relativement important au niveau de l’Afnor, le 15, qui traite de la transposition de la norme européenne HD 60364 : cette norme a déjà été appliquée dans d’autres pays européens, dont l’Allemagne, où le parafoudre est devenu quasiment obligatoire dans toutes les installations électriques. Deux chapitres concernent le choix et la mise en œuvre des parafoudres : le chapitre 443 et le chapitre 534, qui seront en fait la future évolution de la norme NF C15-100 par le comité U15 de l’Afnor.

Régis Reeb, expert en normalisation foudre

 


Le printemps des parafoudres


Au salon Light & Building 2018, nous assistons à l’éclosion des nouveaux parafoudres. D’autres annonces sont attendues dans les mois à venir.

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Une offre de spécialiste qui couvre tous les besoins des nouvelles technologies, chez Citel :
– un parafoudre pour réseaux de données avec indicateur de défauts ;
– pour le marché de l’éclairage, un petit parafoudre compact comprend la fonction POP (Permanent Overvoltage Protection) de protection contre les surtensions permanentes, alors que le parafoudre offre une protection contre les surtensions transitoires.
Doss100 2De son côté, Dehn & Sohne, qui fête les 20 ans de sa filiale française implantée à Vendenheim (67), a été fondée en 1910 à Nuremberg par Hans Dehn, à l’époque un paratonneriste. Puis il a déposé, en 1918, son brevet relatif à l’installation d’une pointe de capture sur les faîtières en tuile. En 1929, un brevet pour l’invention d’un manchon d’essai pour les paratonnerres. En 1954, le premier parafoudre au monde pour la protection des équipements à l’intérieur des bâtiments ; en 1976, le premier parafoudre de type 1 ; en 1984, le premier parafoudre sur rail DIN ; en 1986, le premier parafoudre modulaire. Doss100 3L’arrivée du premier parafoudre de type 1+2 date de 2001, l’invention du conducteur isolé, de 2003, le premier parafoudre avec fusible intégré, en 2012. Sans oublier, le plus gros laboratoire au monde qui génère des courants de foudre jusqu’à 400 kA, indispensables aux tests des installations nécessitant une protection foudre maximale.

Doss100 4Dans l’univers des nouveaux parafoudres
Chez ADEE Electronic, la gamme de parafoudres compacts Vario, mise en œuvre depuis le début d’année, est conforme aux textes d’harmonisation européens (HD60364). Outre son encombrement réduit (maximum : deux modules), cette gamme fondée sur l’utilisation de varistances se caractérise par une tenue aux courants de court-circuit (Isccr) de 20 kA et son niveau de prix accessible. Côté performances, le niveau de protection (Up) est adapté à la protection des équipements sensibles. Ces appareils peuvent accueillir différentes options telles que la télésignalisation. L’entreprise, qui développe par ailleurs l’activité des paratonnerres à dispositif d’amorçage, a réalisé la protection du musée du Louvre et de la cathédrale Notre-Dame, à Paris.

Finder est reconnue pour ses relais électromécaniques depuis 1954. Pour élargir sa gamme, la firme s’est lancée voici une dizaine d’années dans la production de parafoudres modulaires de type 1, type 2 et type 3, ainsi que de parafoudres pour les applications photovoltaïques jusqu’à 1 200 V, de modules parafoudres de type 3 pour la protection de la LED en configuration 1+1, ainsi que des modules 7P.62 de type 2+3 (par éclateurs et diodes zener) pour la protection de données (via les interfaces RJ45) ou de bus RS485 dans les systèmes d’automatisme. Ils protègent aussi les bus de communication de compteurs d’énergie communicants dans des applications tertiaires.
Finder offre deux modèles du parafoudre 7P.32 pour l’éclairage public à LED : un module unipolaire et un module bipolaire (varistance et éclateur à gaz), qui se montent dans les candélabres, au pied de mat. C’est un parafoudre 8-20 µs, de 5 kA en nominal, 10 kA en intensité maximale (Imax), avec un faible niveau Up, de 1,65 kV, entre phase et neutre, et de 1,5 kV entre terre et neutre.

Doss100 5Retour sur l’offre de parafoudres de Legrand pour la protection de l’objet connecté en résidentiel comme en tertiaire. Qui dit connecté, pense box Internet et nécessité de la protéger, car elle fait partie des appareils les plus sensibles aux effets de la foudre, du fait de sa double connectivité : la box est en effet tout à la fois branchée sur le secteur et sur la ligne téléphonique, donc sensible à des variations arrivant par la ligne téléphonique. Elle est par conséquent vulnérable et implique la mise en œuvre d’un parafoudre téléphonique en complément du parafoudre courant fort.
Doss100 6Legrand annonce l’arrivée, au plus près de la box, de deux onduleurs qui embarquent une fonction de protection contre la foudre.
En 2017, Legrand propose un parafoudre téléphonique, avec de multiples avantages technologiques : il est très avancé quant à ses performances et aux perturbations vis-à-vis des signaux. Les deux fils téléphoniques qui pénètrent dans l’habitat sont connectés à la box et transmettent les signaux haute fréquence issus de l’Internet. Ceux-ci sont souvent incompatibles avec les anciennes générations de parafoudres qui peuvent limiter les performances du fait du débit de la ligne. Le nouveau parafoudre téléphonique de Legrand est optimisé à cet égard. Il est en effet très peu « visible » par la ligne et ne réduit quasiment pas l’impédance de celle-ci. Ce parafoudre téléphonique est compatible VDSL 2+ jusqu’à 100 Mbit/s.
Doss100 7En avril 2018 apparaissent deux onduleurs pour application dans le résidentiel ou dans le petit tertiaire : Keor Multiplug (une multiprise secourue, avec six prises à deux pôles + terre de faible puissance 600 et 800 VA) et Keor SP (Small Power, un onduleur de puissance comprise entre 600 et 2 000 VA, avec un format dédié à l’ordinateur). L’onduleur a une double fonction : celle d’être une batterie de secours pour le système informatique secouru en cas de coupure générale et, si la coupure s’avère trop longue, celle d’éteindre « proprement » les appareils connectés à l’onduleur. Celui-ci embarque une fonction de protection contre la foudre et un AVR (Automatic Voltage Regulation) qui récupère la tension arrivant dans l’onduleur et l’ajuste de façon à ce qu’elle soit perturbée au minimum.

Doss100 8Depuis son rachat par Mersen en 2014, Cirprotec se focalise sur la marque Mersen partout dans le monde, sauf en Espagne, où elle conserve la marque Cirprotec. Son site de Terrassa est devenu le centre d’excellence mondial de Mersen pour les produits de protection contre les surtensions, en respect de la norme IEC.
Pour gagner en efficacité, Mersen a lancé en 2017, une gamme de parafoudres photovoltaïques conçus pour la tension de 1 500 Vdc : le Surge Trap PV, dont les points forts sont au nombre de cinq :
– tension. 600 Vdc, 1 000 Vdc et 1 500 Vdc ;
– double certification IEC et UL ;
– aucune protection supplémentaire contre les surcourants. Tous les parafoudres Surge Trap PV sont de type « no-backup fuse ». Ils n’ont pas besoin de fusible de protection en amont ;
– la réversibilité du parafoudre qui est débrochable ; une qualité particulièrement appréciée des tableautiers ;
– en présence de très hautes tensions, il convient de se méfier des distances entre parties actives. Le parafoudre Mersen comporte des parties additionnelles en plastique pour limiter le risque de formation d’un arc entre conducteurs.

Doss100 11OBO Bettermann a présenté de nombreuses nouveautés en fin d’année passée et au salon Light & Building 2018.
Protection de l’éclairage extérieur LED. Une gamme complète de parafoudres compacts est sortie à cet effet à la fin de 2017 : la gamme USM, qui s’installe dans le coffret au pied du candélabre. Elle apporte des solutions pour les luminaires de classe 1 et 2. Elle comporte aussi un parafoudre surmoulé dont l’enveloppe IP65 convient aux mâts avec forte condensation ;
Doss100 12Protection des caméras de vidéosurveillance. OBO Bettermann a présenté au salon Light & Building une nouvelle gamme permettant de protéger tous les types de caméra : le PND trois-en-un, un boîtier compact qui protège alimentation, signal RS485 et liaison vidéo coaxiale d’une caméra analogique ; pour les caméras IP, le PND deux-en-un, au même format, protège alimentation et liaison vidéo ethernet CAT6. Les caméras IP PoE sont protégées par le NetDefender, avec une connectique CAT6.
Doss100 13L’éclateur d’isolement pour zones à risque d’explosion : autre apport de Light & Building, un éclateur d’isolement, certifié pour les zones Ex gaz et poussière. Il répond au besoin des secteurs pétrole et gaz, chimie et des industries de transformation du plastique, pour la liaison équipotentielle des canalisations de fluides explosifs ou inflammables. C’est un éclateur au graphite. Sa double enveloppe innove avec une technologie à base de colle thermofusible, qui apporte plus de robustesse et de longévité. Un plus appréciable pour la maintenance car ces éclateurs sont installés sur des sites étendus et inspectés annuellement.
La protection des réseaux d’énergie : en complément des nouvelles versions des parafoudres séries V50 et V20 sorties il y a trois ans, voici un parafoudre type 1+2, le MCF Compact, destiné à l’industrie, au tertiaire et à l’habitat collectif. Il couvre les niveaux de protection foudre de I à IV et dispose d’un report d’alarme. Sa technologie basée sur éclateurs au graphite est robuste et stable dans le temps : d’où des produits fiables, de grande longévité. Chaque parafoudre est marqué par QR code pour le suivi qualité ; en outre, en flashant ce code, l’installateur peut charger directement la notice du produit.
Pour le photovoltaïque : une gamme complète pour la protection entre panneaux solaires et onduleurs, avec l’arrivée de versions 1 500 Vdc, en type 1+2 et en type 2, ainsi que d’un type 1+2 1 000 Vdc qui complète le type 2 existant.

Phoenix Contact : les parafoudres pour le courant continu (batteries). Voici une nouvelle gamme de parafoudres spécifiques aux alimentations basse tension en courant continu.
En l’occurrence, des alimentations sans interruption, c’est-à-dire des batteries qui permettent de sauvegarder des systèmes en cas de coupure de réseau. Des sources linéaires à base de batteries sont très fréquemment utilisées, notamment pour les systèmes de sécurité qui impliquent la continuité de service, même en cas de perte du réseau électrique. Forcément, les technologies de parafoudre sont différentes ici de celles que l’on connaît pour les parafoudres à courant continu qui existent pour les installations photovoltaïques.
La norme IEC 61643-41, en cours de rédaction, sera dédiée aux parafoudres connectés au réseau électrique basse tension en courant continu. Elle devrait être publiée en 2020. Phoenix Contact fait partie du comité qui travaille sur l’élaboration de cette norme nécessaire pour les parafoudres.
Les parafoudres basse tension conformes à la norme EN 61643-11 sont adaptés aux réseaux électriques à basse tension en courant alternatif. À ce jour, les exigences et essais pour les parafoudres à basse tension en courant alternatif provenant d’une source linéaire ne sont pas normés.
La principale difficulté concerne le mode de défaillance et le comportement du parafoudre en fin de vie. Les parafoudres à basse tension sont équipés d’un déconnecteur interne qui assure la mise en sécurité lorsque le ou les composants internes sont usés ou détruits. Un courant de fuite apparaît, ce qui entraîne un emballement thermique qui doit être stoppé rapidement. Un déconnecteur thermique est souvent utilisé pour isoler les parafoudres du réseau. Le pouvoir de coupure de ce dispositif doit être suffisant pour couper le courant de court-circuit généré par la source de tension.
Fort de près de 30 années d’expérience dans l’ingénierie des réseaux à courants continus, Phoenix Contact a développé des parafoudres basse tension pour le courant continu qui incluent des déconnecteurs particulièrement efficaces pour interrompre des courants de plusieurs centaines d’ampères. Associés à des fusibles externes, ces parafoudres de type 2 peuvent être utilisés en aval de batteries d’accumulateurs dans des systèmes d’alimentation sans interruption de forte puissance. Une gamme est déjà disponible de 48 Vdc (applications : télécoms), 120 Vdc (instrumentation), 220 Vdc, 380 Vdc.
La recherche ici n’en est qu’à ses débuts. Phoenix Contact a mis au point des protocoles d’essais spécifiques et s’est doté de moyens d’essais en courant continu capables de générer de forts courants de courts-circuits afin de consolider encore son laboratoire foudre qui est aujourd’hui l’un de ceux accrédités les plus modernes au monde.

Socomec est un fabricant indépendant de solutions expertes pour la distribution électrique en basse tension et pour la performance énergétique. Historiquement, Socomec est spécialiste de la coupure. Au fil des ans, la firme s’est diversifiée et propose en complément de sa gamme historique destinée à l’industrie, des parafoudres de marque Surgys, pour la protection de plusieurs types de réseaux. Son actualité se situe du côté des réseaux DC avec une offre compatible avec les réseaux à 1 500 V :
– le G51PV, destiné aux applications photovoltaïques, est la réédition d’un produit déjà présent avec toutefois, en plus, la compatibilité avec les réseaux DC sous 1 500 V ;
– nouvelle gamme, le G50FE et le G40FE, des parafoudres de type 1+2 dédiés à la protection des installations avec paratonnerre et sites classés ;
– la gamme Surgys RS3 et TEL3 pour la protection des réseaux de télécommunication, donc se rapportant aux courants faibles. Ils protègent les réseaux de liaisons RS422/RS485, lignes téléphoniques T2, liaisons ethernet et ligne téléphonique analogique.

Les protections terminales
Doss100 9Eaton conçoit et fabrique des parasurtenseurs destinés à être installés dans le tableau électrique, et les parasurtenseurs terminaux positionnés au plus près des équipements : ce sont des multiprises auxquelles a été ajoutée une fonction de protection contre les surtensions. Cette seconde famille se répartit entre la gamme Protection Strip (multiprises proposées à des prix abordables pour la protection de quatre à six équipements, avec ou sans protection de la ligne téléphonique) et la gamme Protection Box de haut de gamme, qui suit les exigences de la norme parafoudres IEC 61643-1. Ces derniers sont voués à protéger les PC, box Internet, installations téléphoniques et autres box domotiques particulièrement sensibles aux surtensions apparaissant lors d’un coup de foudre.
Doss100 10Enfin, chez Infosec, deux produits complètent la gamme S USB NEO des parafoudres : ils vont être commercialisés à partir de l’été 2018, essentiellement en France ou sur les marchés internationaux qui font usage de prises françaises. Ces parafoudres de type 3 intégrés dans des prises murales sont dédiés à l’absorption d’éventuelles surtensions transitoires de façon à ce que celles-ci n’arrivent pas aux équipements terminaux. Ces produits sont équipés de prises françaises et destinés à être branchés sur des prises murales domestiques. Ils se caractérisent par la présence de chargeurs USB en standard :
– S1 USB NEO ne comporte qu’une seule prise française et deux chargeurs USB pour alimenter les appareils électroniques rechargeables par port USB, notamment les smartphones, tablettes et autres box, TV, home cinéma, consoles de jeux, ensemble hi-fi… ;
– S5 USB NEO est une multiprise parafoudre avec cinq prises françaises et deux ports chargeurs USB.
Cette gamme présente l’avantage d’offrir deux ports USB pour raccorder des appareils électroniques jusqu’à 10,5 W. Parmi les autres caractéristiques techniques : tension d’écrêtage Uoc : 6 kV, Un : 1,1 kV, puissance maximale de 16A/3 680 W, ce qui peut constituer un atout pour ceux des équipements nécessitant de plus grande puissance que d’ordinaire (habituellement : 10 A).

Jean-Claude Festinger


En savoir plus (liens Internet) :

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Legrand
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